2.4.4 Растворимость природных газов в воде

Растворимость газов в воде определяется количеством газа, растворяющегося в 1 м³ воды при Т_ст=293 К и Р=0,1 МПа. Она характеризуется коэффициентом b и зависит от температуры и давления:

b=υ_г/М_в (2.102)

где υ_г – объем растворенного в воде газа при нормальных условиях, м³; М_в – масса воды, кг.

Растворимость газов в пластовой воде зависит не только от ее температуры и минерализации, но и от составов растворенных солей и газов. Приотсутствии данных о растворимости газов в водах по конкретному месторождению следует пользоваться значениями коэффициентов растворимости газов в дистилли­рованной воде с учетом температуры и внести поправку на минерализацию согласно [18].

Растворимость СО₂ в пластовых водах незначительна. Опыты показывают, что в водах различной степени минерализации при 273≤Т≤333 К и Р=0,1 МПа растворимость СО₂ составляет 0,2÷1,7 м³/м³ воды. Причем, чем выше минерализация и температура воды, тем ниже растворимость СО₂. Например, при температурах 293÷333 К и минерализации воды 3,5 моль NaCl на 1 л воды растворимость СО₂ меняется от 0,2 до 0,4 м³/м³.

В пластовых водах растворяется значительное количество сероводорода Н₂S. На­пример, в водах Оренбургского газоконденсатного месторождения растворено 1÷3 м³/м³ сероводорода, что составляет 30÷40% от общего объема растворенных газов. Опыты показывают, что растворимость Н₂S в воде при Р=0,1 МПа, 293≤Т≤333 К и минерализации воды в соотношениях 2÷5 моль на 1 л воды составляет 0,5÷1,6 м³/м³.

На газовых месторождениях пластовые воды, как правило, насыщены в основном метаном. Поэтому на рисунке 2.43 показана растворимость метана в пластовой воде с условной соленостью NaCl 20, 100, 200 и 300 кг/м³ воды при температурах Т=293, 313, 333 и 353 К.

Дополнительную информацию о тепловом расширении воды, объемном коэффициенте и поверхностного натяжения можно получить в работе [18].

Рисунок 2.43 – Зависимость растворимости метана в пластовой воде от давления с условной соленостью NaCl 20 кг/м³ (кривые 1÷4 при Т=0°, 15°, 40° и 80° С); 100 кг/м³ (кривые 5÷7 при Т=20°, 40° и 80° С); 200 кг/м³ (кривые 8÷10 при Т=20°, 40° и 80° С) и 300 кг/м³ (кривые 11 и 12 при Т=20° и 80° С).