II.4. Классификация нефтей и газов по их химическим и физическим свойствам

 

В природе наблюдается огромное разнообразие нефтей и газов. Классификация их производится по каждому признаку (свойству) отдельно и на количественной основе. По этим признакам выделяются марки нефтей.

1. По химическому составу различаются три класса нефтей:

1. Метановые, нафтен-метановые

2. Нафтеновые, метан-нафтеновые

3. Нафтен-ароматические.

К первой группе относятся нефти, добываемые в Волго-Уральской провинции, в Западной Сибири, Чечено-Ингушетии, Дагестане, Западной Украине и др. Нефти второй группы добываются в Западно-Предкавказской провинции (Кубань), в Апшерон-Нижнекуринской провинции (Баку), в Туркмении, на Эмбе, на Сахалине. Нефти третьего типа встречаются редко: на Кубани, Эмбе, Ухте и др.

2. По содержанию серы различаются нефти трех типов:

I. малосернистые (S< 0, 5%)

II. сернистые (S - 0, 5 – 2%)

III. высокосернистые (S> 2, 0%)

3. По содержанию легких фракций (выкипающих при температуре до 350 С) выделяются три типа нефтей

Т₁> 45%

Т₂- 30 – 45%

Т₃< 30%

4. По содержанию базовых масел выделяются четыре класса нефтей:

М₁> 25%

М₂- 20 – 25%

М₃- 15 – 20%

М₄< 15%

5. По содержанию парафина различаются нефти трех типов:

П₁ – малопарафиновые (< 1, 5%)

П₂ –парафиновые (1, 5 – 6%)

П₃ – высокопарафиновые (> 6%)

6. По степени вязкости выделяются три типа нефтей:

И₁– 1–5мПа× с

И₂- 5-25мПа× с

И₃> 25мПа× с

7. По удельному весу различаются нефти пяти классов:

1. очень легкие – 700 – 750 кг/м³

2. легкие – 750 – 830 кг/м³

3. нормальные – 830 – 860 кг/м³

4. тяжелые – 860 – 900 кг/м³

5. очень тяжелые – 900 – 1000 кг/м³

По этим признакам составляется шифр нефти. Например IТ₂М₃И₁П₃ – нефть малосернистая, со средним содержанием легких фракций, малосмолистая, маловязкая, высокопарафинистая. Такую характеристику имеет нефть Жетыбайского месторождения (п-ов Мангышлак). В России особо легкие нефти добываются в Калининградской, Саратовской, Новосибирской областях, на Северном Кавказе, в Эвенкии (Восточная Сибирь). Наиболее тяжелые нефти добываются в Пезенской, Ульяновской областях, в Удмуртии, Краснодарском крае. Тяжелые нефти извлекаются на севере Волго-Уральской провинции, в Астраханской, Сахалинской областях. В остальных районах добывается нормальная нефть плотностью 830 – 870 кг/м³.

Малосернистые (S< 0, 6%) нефти добываются на юге Волго-Уральской провинции, на Северном Кавказе, в Калининградской, Новосибирской областях, сернистые – в Среднеобской области Западной Сибири. Высокосернистые (S> 1, 8%) нефти извлекаются в Центральных и Северных частях Волго-Уральской провинции, на юге Тюменской области.

Конденсаты представляют легкую нефть светлого, желтого, оранжевого цветов. Это – готовое топливо для машин и ценнейшее химическое сырье. Выход бензиновой фракции из них составляет 44-85%. Плотность их колеблется от 698 до 840 кг/м³. Вязкость низкая – от 0, 5 до 1, 5 мПа·с. Химический состав их: преобладают алканы – 55-70%, содержание нафтенов – 20-30%, аренов – 8-20%. В природных (пластовых) условиях конденсат находится в растворенном в газе (парообразном) состоянии, выделяется в свободную фазу в виде жидкости при снижении давления, например, при разработке газоконденсатных месторождений и залежей.

Конденсатный фактор природных газов возрастает с глубиной. Например, на Уренгойском месторождении на глубине 2340м он составляет 110 см³/м³, на глубине 3000 м – 400 см³/м³.

Классификация углеводородных газов производится по содержанию гомологов метана и по количеству растворенного в них конденсата. К гомологам метана относятся этан, пропан, бутан, пентан. Среди гомологов метана обычно преобладает этан – 6-20%. Природный газ в основном (на 98-99%) состоит из метана. Такой газ называется сухим. Газ, богатый гомологами метана и конденсатом, называется жирным. Жирность газов возрастает по мере увеличения глубины залегания и пластового давления. Газы малых глубин (до 1, 5 км) сухие, тощие, средних глубин (1, 5-4 км) – полужирные, жирные, больших глубин (> 4 км)– жирные.

 

Таблица 5

Классификация природных газов по содержанию гомологов метана и растворенного конденсата.

 

	Типы газов	Содержание гомологов метана, %	Конденсатный фактор, см3/м3
	Сухой (метановый)	< 5	< 10
	Тощий	5-10	10-100
	Полужирный	10-20	100-200
	Жирный	20-50	> 200

 

Попутный газ – газ, добываемый при разработке нефтяных месторождений. В пластовых условиях этот газ находится в растворенном в нефти состоянии, а при снижении давления выделяется в свободную фазу. По химическому составу обычно он относится к классу жирных газов.

Сжижение газов. В промышленности сжижение газов осуществляется с помощью компрессора, где газ сжимается под давлением, а потом охлаждается холодильным россолом. В качестве хладоагента при сжижении метана используется жидкий азот. Различаются две группы сжиженных газов:

1. пропан-бутановые и пропилен-бутановые газы. Они сжижаются при обычных температурах и сравнительно невысоких давлениях, хранятся в стальных баллонах, рассчитанных на давление 16 кг/см²

2. Метановый газ. Сжижается при низких температурах (-161, 3º С), хранится в специальных хладостойких баллонах, расчитанных на 10кг/см².

Сжиженный газ используется в качестве топлива в быту и в газобаллонных автомобилях. В Алжире, Ливии, Канаде построены заводы по сжижению и транспортировке его в Японию, Великобританию. Температура горения природного газа в воздухе составляет 195°С, в кислороде – 278°С.

Газокогидраты – полутвердые и твердые вещества в виде льда и снега, содержащие растворенный газ, выделяющийся в свободную фазу в процессе их растаивания. Плотность метановых газогидратов 920 кг/м³, этановых – 1000 кг/м³. В кубическом метре газогидрата содержится до 200 м³ метана. Залежи газогидрата выявлены в вечно мерзлых горных породах и на дне мирового океана, где господствуют низкие температуры (ноль - минус 2°С). Здесь под действием высокого давления и низкой температуры образовались триллионы тонн газогидрата – энергоемкого минерала, который кристаллизовался из газонасыщенной воды.

Рынок нефти. На мировом рынке различаются несколько сортов нефти. Сортность нефти определяется по их химическому составу. Наиболее высоко ценятся ароматические нефти, но их в природе мало. Содержание серы ухудшает товарные качества нефти. В нефтях сорта " брент" содержание серы в среднем составляет 0, 5%, в сортах " дубай", " уралс" 1–1, 5%. Основная часть мировой нефти относится к сорту " дубай", покупается по более низким ценам, чем сорт " брент". Российская нефть на мировом рынке в основном относится к сорту " уралс" – (уральская), по химическому составу близка к сорту " дубай". Цены на нефть определяются странами ОПЕК, куда входят страны-экспортеры нефти: Венесуэла, Эквадор, Ливия, Габон, Нигерия, Индонезия, Алжир, Арабские Эмираты, Саудовская Аравия, Катар, Кувейт, Иран, Ирак. Основными покупателем нефти являются США – 300 млн.т в году, Япония, Китай, Западная Европа. В 1987 году цена нефти составляла 18 долларов за баррель*, в 1990 – 14 долларов. В 1988 году цены на нефть были рекордно низкие: от 9, 5 до 12 долларов, в 2000 году – рекордно высокие – 29 долларов за баррель. Мировые цены на сырую нефть в 2002 году составляли ( баррель/доллар) по сортам " брент" – 25, 02, " дубай" – 23, 85, " уралс" – 23, 73, " опек" – 24, 34. Цены на конденсат вдвое дороже нефти.

 

II.5. Природные битумы.

 

Природные битумы – это твердые или густые полужидкие углеводородные соединения, растворяющиеся в органических растворителях. Источником их образования является нефть. Превращение нефтей в битумы происходит при их окислении на месте выхода нефтяных пластов на дневную поверхность. Процесс сопровождается потерей легких фракций, растворенного газа. В мире известны крупные месторождения нефтяных битумов. В Восточно-Венесуэльском поясе содержится 636 млн.т. тяжелой нефти. В Канаде известно месторождение Атабаска, в котором содержится 48 млрд.т. тяжелой нефти и битума.

В классе нефтяных битумов различают четыре подкласса.

1. Битумы, являющиеся продуктами изменения нафтеновых нефтей. К ним относятся мальты, асфальты, асфальтиты и кериты. Мальты – это густовязкие черные нефти, богатые кислородом и серой. Плотность около 1 г/см³. Асфальты – твердые аморфные вещества черного, буровато-черного цвета. Плотность 1, 07-1, 09 г/см³. Плавятся при температуре 90-100º С. Полностью растворяются в бензине. Асфальтиты – твердые хрупкие битумы, имеют более высокую плотность. Кериты – нефтяные угли, продукты высокого метаморфизма нефти, по внешнему виду похожи на каменный уголь. Отличаются почти полной нерастворимостью в органических растворителях и неплавкостью.

2. Битумы, образующиеся в результате гипергенного изменения мальт и асфальтов. К ним относятся оксикериты и гуминокериты. Они практически не растворяются в органических растворителях.

3. Битумы, образующиеся при изменении метановых нефтей. Это битумы парафинового ряда, твердые и полужидкие вещества, состоящие из высших алкановых углеводородов (парафинов) с примесью масел и асфальтовых компонентов. К ним относятся озокериты (" горный воск" ) – воскообразные вещества с ароматическим и нефтяным запахом.

4. Битумы, образующиеся при выветривании озокеритов.

5. Дисперсные битумы. Кроме проявлений и месторождений битумов, нефтегазовая геология изучает рассеянные (дисперсные) битумы в осадочных горных породах. Они образовались из рассеянного органического вещества (РОВ), захороненного при осадконакоплении вместе с илами. Рассеянный битум извлекается из измельченной породы органическими растворителями и кислотной обработкой. Для его обозначения применяется термин " битумоид". Состав битумоида зависит от типа растворителя, применяемого для его извлечения. В практике в качестве растворителя часто применяется хлороформ. Экстракт, получаемый при этом, называется хлороформенным битумоидом.

В нефтегазоносных бассейнах встречаются слои и пачки сильно битуминозных глин, содержание дисперсного битума в которых составляет несколько процентов по весу. Вдоль южного побережья Финского залива известны силурийские битуминозные (горючие) сланцы. В Волго-Уральской провинции известны силурийские битуминозные мергели доминиковской свиты девона, а в Западно-Сибирской провинции – битуминозные глины баженовской свиты позднеюрского возраста.

Битум и асфальт могут быть переработаны в нефть. В мире известны крупные месторождения асфальта. Например, крупнейшее месторождение асфальта Атабаска в Канаде может дать 40 млрд. тонн нефти.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: