валера физика пласта от 22.12.21+++++. Задача на определение вязкости природного газа 18 2 Задача на определение плотности и теплоты гидрата природного газа 22 Список литературы 24 Приложение 1 25

• Название: Задача на определение вязкости природного газа 18 2 Задача на определение плотности и теплоты гидрата природного газа 22 Список литературы 24 Приложение 1 25
• Дата: 30.01.2022
• Размер: 3.31 Mb.
• Имя файла: валера физика пласта от 22.12.21+++++.doc
• Тип: Задача; #346297
• страница: 2 из 6

Краткая характеристика газогидратных залежей

Исследования, выполненные в МИНХ и ГП им. И. М. Губкина и ЯФ (якутским филиалом) АН СССР, показали, что в определенных термодинамических условиях природный газ в земной коре может находиться в твердом (гидратном) состоянии, а его скопления обра­зуют газогидратныс залежи.

Газ в связанном гидратном со­стоянии характеризуется иными свой­ствами, чем в свободном состоянии.

Хорошо известно, что природ­ные газы при высоких давлениях и пониженных температурах всту­пают в соединение с водой и обра­зуют твердое соединение — гидрат.

Состав гидрата определяется вы­ражением nGmH2O, где G — угле­водородная составляющая. В зависи­мости от состава исходного газа, давления и температуры величина п изменяется от 6 до 8, а т — от 46 до 184.



Рисунок 5 – Структура газового гидрата

По составу исходного газа, давлению и температуре опре­деляется состав гидрата и его кристаллическая структура. На рисунке 5 показана одна из элементарных решеток кристаллической структуры гидрата — метана. Мелкие точки — молекулы воды, образующие пептагондодекаэдры, внутри которых располагаются молекулы газа (крупные точки). Внешне скопление гидратов напоми­нает спрессованный снег, переходящий в лед. Плотность гидратов газов зависит от его состава и изменяется в довольно широких пре­делах — от 0,8 до 1,8 г/см³. Энтальпия образования гидратов нахо­дится в пределах 48 - 135 кДж/моль.

Процесс начала образования гидратов газов поверхностно-контактный. Обычно центры кристаллизации зарождаются на по­верхности контакта газ — вода. Рост гидрата может происходить как в газовой среде, так и в объеме воды, как в области положи­тельных, так и отрицательных температур.

Гидраты газов могут образоваться в аппаратах и газопроводах, в скважине, а также в пористой среде — в пластах. В пластовых условиях гидраты образуются в двух случаях: в призабойной зоне скважины при ее эксплуатации с высокими депрессиями, когда температура газа снижается до температуры гидратообразования, и не­посредственно пласте (до ввода залежи в разработку), когда темпе­ратура залежи ниже равновесной температуры гидратообразовання.

Термодинамические условия, соответствующие образованию гид­ратов газов непосредственно в пласте, обычно приурочены к районам распространения многолетнемерзлых грунтов.

Многолетнемерзлые грунты покрывают 23 % суши земного шара. Глубина залегания таких грунтов достигает 500–700 м, а иногда и 1500 м.

Как показали исследования, на территории распространения веч­ной мерзлоты находятся большие запасы нефти и природных газов. Естественно, что значительные запасы газа в таких районах приуро­чены к термодинамическим зонам, соответствующим условиям обра­зования гидратов газов в пластах.

Газогидратная залежь по характеристике значительно отличается от обычной газовой залежи.

Переход газа из свободного состояния в связанное гкдратное сопровождается значительным сокращением его объема, т. е. при переходе обычной газовой залежи в газогидратную понижается давле­ние (при неизменном положении газо-водяного контакта) либо умень­шается объем залежи (при неизменном пластовом давлении). Поровое пространство газогидратной залежи частично или полностью запол­няется гидратом. Наряду с газом в связанном гидратном состоянии он содержится в свободном или растворенном в воде виде.

Запасы газа в газогидратной залежи при одинаковых давлениях значительно превышают запасы обычной равнообъемной газовой залежи.

Подсчет запасов в газогидратной залежи без учета содержания гидрата приведет к ошибкам.

Запасы в месторождениях, содержащих газ частично или пол­ностью в состоянии гидратов:

Q= Vm [pT₀/p₀Tz(1 – Sb) + SbSpф + Sb (1 - S,)л + ф (Sn + Sж)], (1)

где V — объем залежи;

m— полная пористость в долях единицы;

р — давление в газогидратнои залежи;

p₀ — атмосферное давление;

Т — температура залежи в 'К;

z — коэффициент сверхсжимаемости свободного газа в залежи:

Sb— содержание поровой воды в залежи в долях единицы:

Sp— часть воды, перешедшей в гидрат, в долях единицы от содержания поровой воды (Sp обратно пропорциональна размеру пор и прямо пропорциональна толщине пленки поровой воды);

ф - коэффициент реагирования, при нормальных условиях рав­ный количеству объемов газа, содержащихся в одном объеме воды при переходе их в гидрат (величина г)з зависит от состава исходного газа, давления и температуры);

л — коэффициент растворимости газа в свободной поровой воде;

Sn — количество поровой воды, перешедшей в гидрат (функция упругости паров воды над гидратами);

Sж — количество воды, поступившей в пласт из приконтурной зоны и перешедшей в гидрат.

Разработка газогидратных залежей должна исходить из общего принципа — газ из связанного гидратного состояния должен быть переведен непосредственно в пласте в свободное состояние с последу­ющим отбором его через обычные скважины.

Существующие методы перевода газа из гидратного в свободное состояние основываются на снижении пластового давления ниже давления разложения гидрата; на повышении температуры залежи или ее части выше температуры разложения гидрата, а также на свойстве гидратов газов разлагаться при их контакте со спиртами и другими жидкостями.