Состав природных газов

Природные газы, добываемые из газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, состоят из углеводородов (УВ) метанового ряда СН₄ – С₄Н₁₀: метана, этана, пропана, изобутана и н-бутана, а также неуглеводородных компонентов: H₂S, N₂, CO, CO₂, H₂, Ar, He, Kr, Xe и другие.

При нормальных и стандартных условиях термодинамически в газообразном состоянии существуют только УВ состава С₁–С₄. Углеводороды алканового ряда, начиная с пентана и выше, при этих условиях находятся в жидком состоянии, температуры кипения для изо-С₅ равна 28 ^оС, а для н-С₅ → 36 ^оС. Однако, в попутных газах иногда наблюдаются углеводороды С₅ за счёт термобарических условий, фазовых переходов и других явлений.

Качественный состав газов нефтяного происхождения всегда одинаков (что нельзя сказать о газах вулканических извержений). Количественное распределение компонентов практически всегда различно.

При высоких давлениях жидкие углеводороды растворяются в газовой фазе (газовые растворы, газоконденсаты). Поэтому при высоких давлениях плотность газа может приближаться к плотности легких углеводородных жидкостей.

Газы, добываемые из чисто газовых месторождений, содержат более 95 % метана (табл. 2.1) и представляют собой, так называемые, сухие газы.

Таблица 2.1

Состав газа газовых месторождений, объёмный %

Сухость газа оценивается коэффициентом сухости (k_сух), величина которого пропорциональна отношению процентного содержания метана в газе к сумме тяжелых углеводородов:

. (2.2)

Под тяжелыми УВ понимается суммарное содержание углеводо­родов от этана (С₂Н₆) и выше.

Тяжёлым нефтям свойственны сухие попутные газы с преоблада­нием метана в их составе. Например, содержание метана в составе попутного газа Русского месторождения Западной Сибири (плотность нефти более 920 кг/м³) аналогично содержанию метана в составе газа газового Уренгойского месторождения и составляет около 98,8 об. %.

Содержание метана в газах газоконденсатных месторождений колеблется в интервале 75–95 % (табл. 2.2). Попутный газ газоконденсатных месторождений и лёгких нефтей достаточно жирный. Жирность газа характеризуется коэффициентом жирности (k_жирн), который обратно пропорционален коэффициенту сухости (k_сух):

. (2.3)

Газы, добываемые вместе с нефтью из нефтяных месторождений (попутные газы) представляют собой смесь метана, этана, пропан-бутановой фракции, газового бензина. При повышенном давлении углеводороды состава С₃, С₄ легко сжижаются. В пластовых условиях в газообразном состоянии находится практически один метан.

Таблица 2.2

Состав газа газоконденсатных месторождений, объёмный %

Распределение углеводородов в попутном газе нефтяных месторождений варьируется в диапазоне (табл. 2.3): для метана 35–85 %, тяжёлых углеводородов (С₂ и выше) 20–40 %, реже доходит до 60 %.

Таблица 2.3

Состав попутного газа нефтяных месторождений, объёмный %