Вопрос 13: Физико-химические свойства газа

Природные газы не имеют цвета, запаха и вкуса.

Основными показателями природных газов являются: состав, теплота сгорания, плотность, температура горения и воспламенения, границы взрываемости и давление при взрыве.

Природные газы чисто газовых месторождений состоят в основ­ном из метана (82-98 %) и других углеводородов.

В состав природного газа входят горючие и негорючие вещества. К горючим газам относятся: углеводороды (C_mH_n), водород (Н₂), се­роводород (H₂S); к негорючим - углекислый газ (С0₂), кислород (0₂), азот (N ) и водяной пар (Н₂0). После добычи газа из него извлекают токсичный газ сероводород, остаточное содержание которого долж­но быть не выше 0,02 г/м³.

Теплота сгорания - это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 м³ газа. Измеряется в ккал/м³, кДж/м³газа. Разли­чают высшую теплоту сгорания Q, когда учитывается тепло, затра­ченное на конденсацию водяных паров, которые находятся в дымо­вых газах, и низшую Q, когда это тепло не учитывается. Поскольку температура уходящих газов в топливопитающих устройствах выше температуры, при которой происходит конденсация водяных паров, в расчетах обычно используется низшая теплота сгорания топлива.

Плотностью вещества является величина, которая определяется отношением массы вещества к его объему. Единица измерения плот­ности кг/м³. Плотность природного газа зависит от его состава и на­ходится в диапозоне с. = 0,73-0,85 кг/м³.

Важной характеристикой любого горючего газа является жаро- производительность, т. е. максимальная температура, которая мо­жет быть достигнута при полном сгорании газа, если количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает химическим фор­мулам горения, а начальная температура газа и воздуха равна нулю.

Жаропроизводительность природных газов составляет пример­но

2000-2100 °С, метана-2043 °С. Действительная же температу­ра горения в топках существенно ниже жаропроизводительности и зависит от условий сжигания.

Температура воспламенения - это такая температура топливовоз- душной смеси, при которой смесь начинает гореть без источника воспламенения. Для природного газа она составляет 645-700 °С.

Границы взрываемости. Газовоздушная смесь, в составе которой газа находится:

до 5 % - не горит; от 5 до 15 % - взрывается; больше 15 % - горит при подаче воздуха. Давление при взрыве природного газа составляет 0,8-1,0 МПа. Природный газ не имеет запаха. Для определения утечки газ одо- ризируют (придают ему специфический запах). Для одоризации ис­пользуют этилмеркаптан (C₂H₅SH). Норма одоризации 16 г C₂H₅SH на 1 000 м³ газа. Одоризация проводится на газораспределительных

станциях (ГРС). При наличии в воздухе 1 % природного газа должен ощущаться его запах. Практически определено, что средняя норма этилмеркаптана для одоризации природного газа, поступающего в городские сети, составляет 16 г на 1 ООО м³ газа.

Использование природного газа имеет ряд преимуществ по срав­нению с твердым и жидким топливом:

относительная дешевизна, обусловленная более легким спосо­бом добычи и транспорта;

отсутствие золы и выноса твердых частичек в атмосферу; высокая теплота сгорания; не требуется подготовки топлива к сжиганию; облегчается труд обслуживающего персонала и улучшаются са­нитарно-гигиенические условия его работы;

облегчаются условия автоматизации рабочих процессов. Но использование природного газа требует особых мер осторож­ности, т. к. возможна его утечка через неплотности в местах соеди­нения газопровода и присоединения арматуры.

Вопрос 14: Горные породы – коллекторы нефти и газа.

Коллекторы – это любые горные породы, которые могут вмещать в себя и отдавать жидкости и газы, а также пропускать их через себя при наличии перепада давления. Встречаются следующие типы коллекторов:

· Поровые,состоящие из зернистых материалов (пески, песчаники и др.), пустотами в которых являются межзерновые поры;

· Кавернозные, пустоты в которых образованы полостями-кавернами различного происхождения (например, образованными в результате растворения солей проникающими в породу поверхностными водами);

· Трещиноватые, образованные из непроницаемых опор, но вмещающие в себя жидкости или газ за счет многочисленных микро- и макротрещин (трещиноватые известняки и др.)

· Смешанные(кавернозно-трещиноватые, трещиновато-поровые, кавернозно-поровые или кавернозно-трещиновато-поровые).

Наилучшими коллекторскими свойствами обладают поровые коллекторы.

Вопрос 15: Условия формирования скоплений нефти и газа.

Миграция нефти и газа – основное условие формирования их скоплений. Миграция происходит в коллекторах вместе с пластовой водой, которая обычно насыщает поровое пространство. При этом нефть и газ либо растворены в воде, либо находятся в свободном состоянии. Миграция происходит из области высоких давлений в область относительно низких вдоль непроницаемых пород – покрышек. Попав в ловушку, нефть, газ и вода под действием сил гравитации расслаиваются: газ, как самый легкий, уходит вверх, вода как самая тяжелая, - вниз, нефть занимает промежуточное положение.