Отчёт по практике Мамонтов С.Н.(1 курс). Миграция нефти и газа в горных породах

• Название: Миграция нефти и газа в горных породах
• Дата: 22.01.2023
• Размер: 84.48 Kb.
• Имя файла: Отчёт по практике Мамонтов С.Н.(1 курс).docx
• Тип: Отчет; #899380
• страница: 3 из 5

2.2.1 Эмиграция углеводородов в водорастворенном состоянии

Эмиграция УВ в водорастворенном состоянии, предполагает, что седиментационные воды в процессе уплотнения материнской свиты выносят в прилегающий коллектор растворенные жидкие и газообразные УВ или находящиеся в эмульсионной или коллоидной форме жидкие УВ.

В дальнейшем УВ мигрируют вместе с пластовыми водами и с ухудшением растворимости в результате понижения температуры выделяются в свободное состояние и заполняют ловушки. УВ могут находиться в воде в виде молекул, мицелл и эмульсий.

Исследования по растворимости УВ в воде были высказаны Дж. Адамсом в 1903 году, а позднее В.Д. Ламтадзе, Н.М. Страховым, Н.Б. Вассоевичем и другими. В результате многих исследований было получено, что растворимость УВ в воде колеблется от первых граммов до нескольких килограммов на кубический метр воды и зависит эта величина от многих факторов. (Высоцкий, Высоцкий 1986)

Температура - один их главных факторов, определяющих растворимость УВ в воде. С повышением температуры влияние размеров молекул на растворимость УВ снижается. По данным Прайса наибольшую растворимость имеют арены, а наименьшую - н-алканы. Например растворимость бензола составляет 1740 мг/л, а н-нонана 0,122 мг/л. Таким образом растворимость УВ увеличивается от алканов к цикланам и более резко к аренам. (Баженова, Бурлин, 2000)

Присутствие в воде растворенного газа также влияет на растворимость в ней УВ. Влияние газа зависит от степени насыщения им воды, состава газа и температуры. Отрицательное влияние газов на растворимость в воде жидких углеводородов увеличивается в ряду азот-метан-этан-углекислый газ-пропан, (Баженова, Бурлин, 2000)

По данным Л. Прайса в интервале температур 25-180С растворимость нефтей тяжёлого состава составляет первые граммы на 1м³, для лёгких этот показатель составляет сотни граммов на 1м³.

На растворимость УВ оказывает влияние минерализация пластовых вод. Минерализация пластовых вод в природных условиях может варьировать от нескольких миллиграммов до сотен граммов на литр. Она оказывает непосредственное влияние на растворение УВ. По данным Л. Прайса растворимость пентана при 25С в дистиллированной воде равна 39.5 г/м³, в морской воде 27.6 г/м³, а в воде с большой минерализацией всего 2.01 г/м³. Если учесть во внимание, что большинство пластовых вод имеют высокую минерализацию, то растворимость УВ в них незначительна (Высоцкий, Высоцкий, 1986).

Мицеллярная растворимость УВ также имеет определенное значение для первичной миграции. Она была рассмотрена в работах В. Майншайна 1959г., М.И. Гербера и М.Ф. Двали 1961г., Э. Бейкера 1962 и 1967 гг., а так же С.Н. Белецкой 1978г. и др. Проведенные опыты по извлечению водой ОВ из глин показали, что количество извлекаемого РОВ превышает величину истинной растворимости его компонентов. Вероятно, причиной этому послужило существование в водном растворе углеводородных мицелл. Для образования мицелл в воде требуется значительное количество поверхностно-активных полярных веществ (ПАВ) - мицеллообразователей, например, жирных и нафтеновых кислот, а так же гетерогенных компонентов асфальтено-смолистых веществ, способных, по мнению Р. Корделла, давать высокомолекулярные коллоидообразующие вещества. Однако содержание таких веществ в пластовых водах несколько сотых грамм на литр. Кроме этого, для мицелл максимум их образования приходится на температуру 70С, а при дальнейшем повышении температуры они распадаются. Также в водных растворах, содержащих Ca и Mg, органические кислоты могут образовывать нерастворимые соли кальция и магния, что препятствует возникновению мицелл. Размер мицеллы достигает до 500 нм, что превышает диаметр сообщающихся пор в глинах в 100 - 50 раз, и исключает возможность их просачивания через глины. Таким образом, миграция УВ возможна только при наличии большого количества мицеллообразователей и глубине до 1.5 км, где глины ещё не уплотнены.

Возможность образования слабоконцентрированных эмульсий УВ в воде была высказана еще в 1909 году М. Мэнном. Позднее данная теория рассматривалась в работах М.Ф. Двали 1959 г., В.И. Сергеевича 1972 г., а так же Н.М. Кругликова и Н.С. Петрова в 1976 году.

Представление данной теории выдвигалось в двух тезисах:

1. 
   Жидкие УВ образуются из ОВ в тонкодисперсном состоянии.
   
2. 
   Возникает химическое эмульгирование УВ при взаимодействии кислотных компонентов ОВ с щелочными пластовыми водами, при pH равном 8-9.
   

А.А. Трофимчук, А.Э. Конторович и В.С. Вышемирский провели несколько экспериментов с предварительно дебитуминизированной и насыщенной водой глиной и тяжёлым остатком нефти. Глина подвергалась сжатию под давлением 15-30 Мпа и температуре 40-70С. В результате, в отжатой воде, содержание нефтяного остатка составляло 0.0085%, что превышало его истинную растворимость в 4 раза. Экспериментаторы считают, что часть нефтяного остатка находилась в виде тонких эмульсий (Высоцкий, Высоцкий, 1986)