Общие понятия. Газоносность недр – явление планетарного масштаба

Газоносность недр – явление планетарного масштаба. Практически нет пород и вод, не содержащих в том или ином количестве природных газов. Они присутствуют в любых формах и разных количествах в породах фундамента и осадочного чехла континентальной и океанической коры. В верхней, изученной части осадочной оболочки коры, до глубин 3-5 км выделяется три типа газогеохимических провинций: азотная, углеводородная и углекислая.

Природный горючий газ – смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный горючий газ относится к полезным ископаемым, в пластовых условиях он находится в газообразном состоянии – в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. В стандартных условиях (101, 325 кПа и 20⁰С) природный газ находится только в газообразном состоянии.

Реже природный газ может находиться в твердом состоянии, по внешнему виду эти твердые вещества похожи на мокрый снег и называются газогидратами, в которых кристаллическая решетка льда расширена и содержит полости, заполненные молекулами газа. Природные газогидраты известны в зоне вечной мерзлоты при давлении более 0, 17 МПа и температуре ниже 10⁰С.

Свободный газ – та часть газов, которая находится в газовой фазе над какой-либо жидкостью и в равновесии с тем же газом в растворенном состоянии. Свободный газ может находиться над нефтью в нефтяном пласте (шапка газовая).

Многие месторождения, залегающие на глубине не более 1, 5 км, состоят почти из одного метана с небольшими примесями его гомологов (этапа, пропана, бутана), азота, аргона, иногда углекислого газа и сероводорода; с глубиной содержание гомологов метана обычно растет. В газоконденсатных месторождениях содержание гомологов метана значительно выше, чем метана. В отдельных газовых месторождениях наблюдается повышенное содержание углекислого газа, сероводорода и азота. Природные газы встречаются в отложениях всех геологических систем, начиная с конца протерозоя и на различных глубинах, но чаще всего до 3 км.

Попутный газ – углеводородные газы, сопутствующие нефти и выделяющиеся из неё при сепарации. Количество газов (в м³), приходящееся на 1 т добытой нефти (т. н. газовый фактор – количественное соотношение газообразной и жидкой фаз, полученное в результате любой дегазации пластовых жидкостей или пород), зависит от условий формирования и залегания нефтяных месторождений и может изменяться от 1-2 до 500-1100 м³/т нефти. В большинстве случаев газовый фактор характеризует отношение объемов природного газа к объему или массе дегазированной нефти, конденсата или воды. Наиболее достоверные результаты получают при дегазации глубинных проб (отобраны глубинными пробоотборниками).

В отличие от природных горючих газов, состоящих в основном из метана, попутные газы содержат значительные количества этана, пропана, бутана и др. предельных углеводородов (до 40%). Кроме того, в попутных газах присутствуют пары воды, а иногда и азот, углекислый газ, сероводород и редкие газы (гелий, аргон).

Физические свойства

Плотность газа (при нормальных условиях) изменяется от 0, 7 до 1, 0 кг/м³ (сухой газообразный). Плотность метана – 0, 65 кг/м³, этана – 1, 04 кг/м³, пропана – 1, 5 кг/м³. Вязкость по сравнению с нефтью мала и составляет около 0, 0001 мПа*с. Коэффициент сжимаемости газа изменяется в интервале от 0, 8 до 1, 2.

Температура самовозгорания: 6500C. Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 5% до 15% объёмных; удельная теплота сгорания: 28-46 МДж/м³ (6, 7-11, 0 Мкал/м³); октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120-130.