Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Основы нефтегазовой геоэкологии

Растворенные углеводородные газы

Огромные углеводородные ресурсы в литосфере находятся в виде газов, растворенных в воде. Различают две большие группы таких газов:

  • • газы, растворенные в подземных водах (водорастворенные газы)',
  • • твердые газы, связанные с водой, находящейся в твердом состоянии при низких температурах (газовые гидраты).

Водорастворенные газы. Среди газов биосферы в количественном

отношении в основном преобладают водорастворенные газы. Все газы растворены в воде в соответствии с их коэффициентами растворимости. Хорошо растворимы в воде С02, H2S, NH3. Углеводородные газы, азот, водород, кислород, а также благородные газы обладают небольшой растворимостью в воде. Из углеводородных газов лучше всех растворяется метан. Растворимость газа повышается с увеличением пластового давления. В верхних неглубоких пластах находится водорастворенный газ, в основном метановый, с небольшим количеством «тяжелых» углеводородов. Их содержание увеличивается с глубиной. В воде, насыщенной газом, при снижении давления часть газа может перейти в свободную фазу и стать предметом промышленной эксплуатации.

Разнообразие составляющих компонентов, термобарические условия, химические реакции «вода — порода», радиоактивный распад, биохимические и другие процессы, происходящие в гидросфере повсеместно и непрерывно, определяют разнообразие водорастворенных газов.

Газовые гидраты. Среди перспективных видов углеводородного сырья выделяются газовые гидраты, в основном гидраты метана. Его запасы на планете по ориентировочным оценкам составляют не менее 250 трлн м3, что по энергетической ценности в 2 раза больше ценности всех имеющихся на планете запасов нефти, угля и газа вместе взятых (Соловьев, 2003). Газогидраты относятся к большому классу соединений — клатратам, или нестехиометрическим соединениям включения. Они представляют собой молекулярные соединения, в которых один компонент образует структуру, содержащую в своих полостях другой компонент. Основной элемент газогидра- та — кристаллическая ячейка из молекул воды, внутри которой размещена молекула горючего газа (рис. 1.1). Ячейки образуют плотную кристаллическую решетку, похожую на лед. По внешнему виду газогидраты напоминают лед или мокрый снег. Формула газогидрата N-яН20, где N— молекула газа, п — количество молекул воды в кристаллах гидрата. Полагают, что запасы углерода в газовых гидратах составляют половину всех резервов некарбонатного углерода на Земле.

Модель молекулы газового гидрата

Рис. 1.1. Модель молекулы газового гидрата

Соединение устойчиво при низкой температуре и повышенном давлении. Например, гидрат метана стабилен при температуре О °С и давлении порядка 25 бар и выше. Такое давление наблюдается в океане на глубине около 250 м. При атмосферном давлении гидрат метана сохраняет устойчивость при температуре 80 °С.

Если нагревается гидрат метана либо понижается давление, соединение распадается на воду и природный газ (метан). Из 1 м3 гидрата метана при нормальном атмосферном давлении можно получить 164 м3 природного газа.

Газовые гидраты образуются в условиях низких температур и высокого давления (глубокие зоны многолетней мерзлоты, глубоководные участки донных отложений морей и океанов). Глубина залегания гидрата метана в районах вечной мерзлоты на суше может достигать нескольких сотен метров. Основные же места их залегания — участки океанического и морского дна, где они встречаются на глубинах от 300 до 1200 м.

Сланцевая нефть и сланцевый газ. Сланцевая нефть и сланцевый газ рассеяны в огромном объеме слабопроницаемых сланцеватых глинистых горных пород. Они находятся в свободном состоянии в разобщенных порах в условиях высоких давлений. При искусственном создании в горных породах проницаемых объемов (например, путем гидроразрыва — раздробления пластов на глубине) углеводороды устремляются в область меньших давлений и в скважины.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы