Месторождения природного газа с высоким содержанием сероводорода. Примеси в природном газе

Состав природного газа

Наименование параметра Значение
Тема статьи: Состав природного газа
Рубрика (тематическая категория) Спорт

В состав газообразного топлива входят горючая и негорючая части. Чем больше горючая часть топлива, тем больше удельная теплота его сгорания. Различия в физико-химических и теплотехнических характеристиках газового топлива обусловлены разным количеством в составе газа горючих и негорючих газообразных компонентов (балластов), а также вредных примесей.

Примеси в природном газе

Запасы кислого газа исторически остаются неразвитыми из-за технических проблем и затрат, связанных с их добычей и переработкой. Это связано с тем, что запах сероводородного газа в воздухе при очень низких концентрациях аналогичен запаху гнилых яиц. В прошлом их трудно было изготовить из-за тенденции к тому, что кислый газ вызывает коррозию и сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением, особенно в трубопроводах. С появлением коррозионно-стойких материалов и передовых технологий производства стальных трубопроводов становится возможным производство этих запасов кислого газа.

К горючим компонентам относятся следующие вещества: водород, метан, другие углеводороды, оксид углерода и сероводород.

Природные и попутныегазы представляют из себяне только высококалорийное топливо, но ценное сырье для химической промышленности.

Метан обладает сравнительно низкой реакционной способностью. Это объясняется тем, что на разрыв четырех связей С-Н в молекуле метана требуется большая затрата энергии.

Характерный запах может быть обнаружен людьми при очень низких концентрациях. Однако при более высоких концентрациях запах больше не может быть обнаружен людьми, а неспособность человека обнаружить его присутствие является основным фактором риска. Процесс Клауса является наиболее значительным процессом извлечения серы в промышленности, который выделяет элементарную серу из газообразного сероводорода. Как правило, процесс Клауса работает вместе с системой удаления кислого газа, которая служит для удаления сероводорода из потока кислого газа.

Углеводороды метанового ряда имеют общую формулу С n Н 2n+2 , где п - углеродное число, равное 1 для метана, 2 для этана и 3 для пропана. С увеличением числа атомов в молекуле тяжелых углеводородов возрастают ее плотность и удельная теплота сгорания.

Метан СН 4 Бесцветный нетоксичный газ без запаха и вкуса. В состав метана входит 75 % углерода и 25 % водорода; масса 1 м 3 метана равна 0,717 кг. Вследствие содержания в метане 25 % водорода (по массе) имеется большое различие между его высшей и низшей удельной теплотой сгорания. Высшая удельная теплота сгорания метана Q в составляет 39 820 кДж/м 3 , 13 200 ккал/кг и 212 860 ккал/моль; низшая - Q н - соответственно 35 880 кДж/м 3 , 11 957 ккал/кг и 191 820 ккал/моль. Содержание метана в природных газах достигает 98 %, в связи с этим его свойства практически полностью определяют свойства природных газов.

Полученный поток кислого газа, который обычно содержит сероводород, двуокись углерода и влагу, можно обрабатывать через установку Клауса. В общем, поток природного газа или поток синтез-газа, содержащий сероводород, не направляется непосредственно на завод Клауса, поскольку завод Клауса будет окислять ценный природный газ или синтез-газ, поэтому система удаления кислотного газа обычно предшествует установке Клауса.

Каталитическая секция представляет собой реактор с коротким временем контакта, с миллисекундным временем пребывания. Проблемы и возможности в развитии кислого газа. Общество инженеров-нефтяников. В ферментере или снаружи, с кислородом или железом? Существует много процессов десульфурации биогаза. Мы даем вам обзор текущего рынка и новых тенденций.

Водород Н 2 . Бесцветный нетоксичный газ не имеющего вкуса и запаха, масса 1 м 3 которого равна 0,09 кᴦ. Он в 14,5 раза легче воздуха. Удельная теплота сгорания водорода составляет:

Q B - 12 750 кДж/м 3 , 33 850 ккал/кг и 68 260 ккал/моль;

Q н - соответственно 10 800 кДж/м 3 , 28640 ккал/кг и 57 740 ккал/моль.

Величина высшей теплоты сгорания превышает низщую теплоту сгорания, на величину, затрачиваемую на испарение воды, образующейся при сгорании водорода; 1 м 3 водорода, сгорая в теоретически крайне важно м количестве воздуха, образует 2,88 м 3 продуктов горения.

Раньше это было по-другому. Биогазовая установка с 3, 5 мегаваттами электростанций. Остатки пищевой промышленности. Некоторые из таких веществ, как слизь на бойнях, а также куриный навоз имеют высокое содержание серы, которое позднее обнаруживается в виде сероводорода в биогазе.

В результате моторное масло подкисляется быстрее, что сокращает интервал замены масла. Если серная нагрузка в биогазе слишком высока, фильтр с активированным углем, который на самом деле считается мелким фильтром, быстро накапливается. Еще одна проблема заключается в неисправностях в каталитических конвертерах, которые были модифицированы многими операторами для уменьшения формальдегида. Вес может разрушить деревянную конструкцию. . Так как бактерии оседают на поверхностях, таких как деревянные балки или пластиковые сетки, сера также откладывается там и время от времени попадает в ферментационную подложку.

Водородно-воздушные смеси легко воспламеняемы и весьма пожаро - и взрывоопасны.

Оксид углерода СО . Бесцветный газ без запаха и вкуса масса 1 м 3 которого составляет 1,25 кг; удельная теплота сгорания 13 250 кДж/м 3 , 2413 ккал/кг или 67 590 ккал/моль, Увеличение содержания оксида углерода за счёт снижения балласта (CO 2 + N 2) резко повышает удельную теплоту сгорания и температуру горения низкокалорийных газов. В высококалорийных газах, содержащих метан и другие углеводороды, увеличение процентного содержания оксида углерода понижает удельную теплоту сгорания газа. При этом образуется 2,88 м 3 продуктов горения. Вследствие малого их объёма на каждый кубический метр оксида углерода приходится больше теплоты, чем на 1 м 3 продуктов горения углеводородов.

При этом он применяется после ферментации в качестве удобрения. Однако этот тип десульфурации имеет серьезные недостатки: впрыск воздуха является неточным, он не реагирует на колебания содержания серы. Кроме того, повышенная концентрация добавленного кислорода может повредить метанобактерии с прекращением подачи воздуха. Поэтому для удаления серы из биогаза существует ряд передовых методов, которые можно разделить на три категории.

Биологическая десульфурация с воздухом или чистым кислородом во внешних растениях. Химическая десульфурация путем добавления соединений железа, тонкой десульфурации с активированным углем. Ниже мы познакомим вас с процедурами. Преимущество растений заключается в контролируемой десульфурации и расчетных эксплуатационных расходах. Для этого необходимо покрыть единовременные инвестиционные затраты.

Оксид углерода даже не поглощается угольным фильтром - ϶ᴛᴏ сильный яд.

Оксид углерода легко вступает в соединœение с гемоглобином крови. При содержании в воздухе 0,04 % СО примерно 30 % гемоглобина крови вступает в химическое соединœение с оксидом углерода, при 0,1 % СО - 50%, при 0,4 %-более 80%. Оксид углерода относится к высокотоксичным газам, и находиться в помещении, воздух которого содержит 0,2 % СО, в течение 1 ч вредно для организма, а при содержании 0,5 % СО находиться в помещении даже в течение 5 мин опасно для жизни, а при 1% смерть.

Биогаз здесь протекает с добавлением воды и кислорода через упакованную колонну. Поэтому этот процесс используется почти исключительно для биогазовых установок с их собственной очисткой сточных вод или очисткой сточных вод. Преимущество оксидов железа: десульфурирующий агент добавляется к входному материалу. Некоторые производители предлагают порошкообразный материал, который дозируется в ферментируемые мешки весом 20 кг. Поэтому больших инвестиций в технологии не требуется.

Тем не менее, химические затраты увеличиваются пропорционально содержанию серы. Соли жидкого железа также опасны для здоровья и воды, коррозионные и коррозионные. Поэтому им требуется специальное дозирующее устройство, обеспечивающее безопасное и безопасное наполнение веществ без ущерба для людей или окружающей среды.

В негорючую часть газообразного топлива входят азот, углекислый газ и кислород.

Азот N 2 . Бесцветный газ без запаха и вкуса. Плотность азота равна 1,25 г/м 3. Атомы азота соединœены между собой в молекуле тройной связью, на разрыв которой расходуется 170,2 тыс. ккал/моль теплоты.

Азот практически не реагирует с кислородом, в связи с этим при расчетах процесса горения его рассматривают как инœертный газ. Содержание азота в различных газах колеблется в значительных пределах.

Если уголь загружен серой, очистка больше не будет работать, материал фильтра должен быть заменен и утилизирован надлежащим образом. Применение в качестве удобрения не допускается. Чем выше содержание серы в биогазе, тем быстрее фильтр «закрыт». Чтобы конденсат из биогаза не смачивал активированный уголь, газ должен быть нагрет перед очисткой.

Загрузка сообщения предназначена только для личного использования. Производство биогаза является одной из технологий, используемых для производства возобновляемых источников энергии и, следовательно, является важной частью нашего будущего производства энергии.

Окислы азота – выделяются при сгорании газа t =1000 º С и вызывают кислородное голодание. Допустимый предел NО - 0,02 мг/литр – головная боль. NО 2 – вызывает наркотическое действие, и в итоге отек легких.

Углекислый газ СО 2 . Бесцветный газ, тяжелый, малореакционный при низких температурах. Имеет слегка кисловатый запах и вкус. Концентрация СО 2 в воздухе в пределах 4-5 % приводит к сильному раздражению органов дыхания, а в пределах 10 % вызывает сильное отравление.

Содержание водяного пара сильно зависит от источника. То же самое относится к содержанию сероводорода. Требования к обработке природного газа и биогаза соответствуют во многих областях, но из-за различного состава необходимо учитывать особые требования к обработке биогаза. Сероводород, аммиак, а также силоксаны не только нарушают метаногенез, но и осаждаются главным образом в газовом двигателе, увеличивают интервалы замены масла и приводят в худшем случае к разрушению двигателя.

Вы питаетесь в газовой сети или хотите улучшить качество газа в будущем? В случае богатых белком субстратов также могут возникать плавающие слои или вспенивание в ферментере. Плавающие слои предотвращают попадание образовавшегося биогаза в газовое пространство и, таким образом, уменьшают выход газа. Кроме того, активированный уголь также удаляет аммиак. Возможны грузы более 60% мас.% Серы. Б. оседает на цилиндры и поршни в двигателях и может нанести ущерб. С помощью активированного угля последние остатки этих ингибиторов могут быть отфильтрованы, так что биогаз оптимально готов для дальнейшей обработки.

Плотность СО 2 составляет 1,98 г/м 3 . Углекислый газ тяже­ лее воздуха в 1,53 раза, при температуре - 20 0 С и давления 5,8 МПа (58 кгс/см г) он превращается в жидкость, которую можно перевозить в стальных баллонах. При сильном охлаждении CO 2 застывает в белую снегообразную массу. Твердый СО 2 , или сухой лед, широко используется для хранения скоропортящихся продуктов в других целœей. Углекислота (СО 2) – оказывает плохое воздействие. (сланцевый газ – СО 2 – 16%). Человек не может вдыхать уже 1-2% СО 2 .В случае если в воздухе содержится 3% дыхание человека становится тяжелым, а при 10% наступает обморочное состояние.

Следует различать, хотите ли вы провести десульфуризацию уже в ферментере или только после этого газ очистится. Часто сочетание имеет смысл, так как вы должны сделать грубую и прекрасную десульфуризацию. Речь идет не только о том, как получить сероводород из газа. Также необходимо уточнить следующие вопросы.

Это, безусловно, лучший метод для грубой десульфурации, поскольку все функции выполняются вместе с субстратом. С добавлением двухвалентных солей железа. Соли трехвалентного железа не рекомендуются, так как одна треть активного вещества теряется в результате других реакций.

Кислород О 2 . Газ без запаха, цвета и вкуса. Плотность его составляет 1,43 г/м 3 . Присутствие кислорода в газе понижает удельную теплоту сгорания и делает газ взрывоопасным. По этой причине содержание кислорода в газе не должно быть более 1 % от объёма.

К вредным примесям относятся следующие газы.

Сероводород H 2 S . Бесцветный газ с сильным запахом, напоминающим запах тухлых яиц, обладает высокой токсичностью. Масса 1 м 3 сероводорода равна 1,54 кᴦ.

Более низкие значения также могут быть достигнуты, но для этого требуются контроль и регулирование. Существуют различные решения, которые либо служат для грубой десульфурации, либо используются в качестве последующей десульфурации в нижнем течении. Пальцы должны быть оставлены добавлением кислорода в газовом пространстве с аквариумным аэратором. Это звучит очень дешево и безвредно для окружающей среды, но процесс имеет заминка: кислород превращает сероводород в элементарную серу. Конечно, некоторые из них будут разрушаться и попадать в субстрат.

Сероводород, воздействуя на металлы, образует сульфиды. Он оказывает сильное корродирующее воздействие на газопроводы, особенно при одновременном присутствии в газе H 2 S , Н 2 О и О 2 . При сжигании сероводород образует сернистый газ, вредный для здоровья и оказывающий коррозионное воздействие на металлические поверхности. Содержание сероводорода в газе не должно превышать 2 г на 100 м 3 газа. Сероводород Н 2 S – имеет неприятный запах – вызывает смерть от остановки дыхания. Норма 0,01 мг/литр.
Размещено на реф.рф
Допустимая концентрация 0,02 мг/литр.
Размещено на реф.рф
1,5 мг/литр – наступает смерть в течении 1~5 минут.

Достаточно операторов, которые должны были попрощаться с вашим газовым двигателем. Решение было не так дешево. Наиболее часто используемым способом является прохождение газа через железосодержащий фильтрующий материал. Недостатком является то, что материал фильтра должен быть заменен при его насыщении. В качестве прекрасного десульфуризатора срок службы намного дольше и рабочая нагрузка оправдана.

Также могут использоваться газовые скрубберы. Особенно в сочетании с последующей сушкой биогаза, поскольку имеет смысл тонкая десульфуризация. Кислый газ является разговорным, но также ложно упоминается как сероводород, это утверждение не совсем верно. Фактически, термин «кислый газ» описывает специальный класс природного газа, содержащий более 1 об.% Или в немецких отложениях до 35 об.% Сероводорода. Однако это химическое соединение классифицировано как «высокотоксичное» и обладает коррозионными свойствами, поэтому его необходимо удалить из природного газа.

Цианистоводородная (синильная) кислота HCN . Представляет собой бесцветную легкую жидкость с температурой кипения 26 0 С. Вследствие такой низкой температуры кипения HCN находится в горючих газах в газообразном состоянии. Синильная кислота очень ядовита͵ обладает корродирующим воздействием на желœезо, медь, олово, цинк и их сплавы. По этой причине допускается наличие не более 5 г цианистых соединœений (в пересчете на HCN) на каждые 100 м 3 газа. Цианистый водород – НСN – содержится в коксовом газе, вдыхание малого количества смерть.

Сульфид водорода представляет собой химическое соединение водорода с серой. Это высокотоксичный газ, который можно воспринимать в очень низкой концентрации из-за неприятного запаха тухлых яиц. Сульфид водорода немного тяжелее воздуха, бесцветный и относится к легковоспламеняющимся газам. Он довольно умерен в воде и хорошо растворим в этаноле, образуя слегка кислый раствор.

Производство природного газа связано с процессом, который начинается с покрытия более высоких растений песком на поверхности земли. Они развиваются при исключении кислорода только для торфа, затем в течение нескольких миллионов лет для бурого угля и, наконец, для каменного угля. Скальные слои над горной породой сжимают ее и приводят к подъему газа через поровые пространства или вдоль щелей. Это восхождение в конечном счете прекращается непроницаемыми слоями горных пород, такими как соль, мергель или глина.

Состав природного газа - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Состав природного газа" 2014, 2015.

Примеси в природном газе

Основными газообразными примесями в природном газе являются азот, углекислота и сероводород; эти газы называются инертными. Гелий относится к примесям, содержащимся в относительно небольших количествах, однако имеет большое практическое значение.

Эта форма природного газа может быть дана в отличие от кислого газа после отделения песка и сушки непосредственно в распределительной сети. Сульфид водорода производится повсюду в природе, где речь идет о распаде вещества человека, животных или растений. Например, крупные скважины могут накапливаться в стволах скважин, навозохранилищах и канализационных коллекторах и освобождаться от колебаний давления и температуры.

В лаборатории сероводород может быть получен под действием соляной кислоты на сульфиде железа. В данной области производство осуществляют реакцией серы и водорода при температуре около 350 ° С с помощью катализаторов. Сульфид водорода также накапливается в больших количествах во время десульфурации сырой нефти, которая рассматривается в следующем пункте.

Присутствие в природном газе относительно больших количеств углекислоты и азота снижает его воспламеняемость и тем самым уменьшает его теплотворную способность. Эти же примеси повышают температуру горения природного газа. Предел воспламеняемости пропанового газа достигается при весовом отношении углекислоты к пропану около 8:1, а азота к пропану- около 15:1. Для бутана предел воспламеняемости наступает при достижении весовых отношений примерно 9:1 для углекислоты и 16:1 для азота. Природные газы, содержащие при высоких давлениях столь большое количество углекислоты и азота, что становятся невоспламеняемыми, иногда используются вместо пара в паровых машинах на нефтепромыслах. Негорючие природные газы известны как «воздушные» газы.

Гелий . Гелий (Не) представляет собой легкий, бесцветный, не имеющий запаха, химически инертный элемент, в условиях нормального давления и температуры существующий в газообразной фазе. Это один из инертных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон). Впервые он был обна-ружен в 1868 г. в виде неопознанной желтой линии в спектре Солнца; на Земле в качестве самостоятельного элемента гелий был открыт в 1895 г. Он содержится в атмосфере (5 ч. на млн. по объему), в некоторых урановых минералах и в газах (объемы которых поддаются измерению) некоторых рудников, фумарол и источников минеральных вод; в значительно больших количествах гелий встречается в природных газах, достигая в некоторых из них 8 об. %.

Проблема происхождения столь больших количеств гелия, этого химически инертного элемента, в месторождениях природного газа все еще не решена. Выделение гелия при распаде таких радиоактивных элементов, как уран, радий и торий, приводит к предположению, что первичным источником гелия является радиоактивность. Ионы гелия испускаются в виде положительных частиц с двойным зарядом, ядром которых служат альфа-частицы. Для заданного количества радиоактивного элемента можно рассчитать скорость излучения этих альфа-частиц, что позволяет произвести подсчет количества гелия, образующегося таким способом за определенный промежуток времени. И наоборот, «гелиевым методом» можно измерять геологический (абсолютный) возраст пород. Скорость выделения гелия различными радиоактивными элементами приводится в (табл. 1). Взяв за основу величину среднего содержания радиоактивных веществ в породах земной коры, Роджерс подсчитал, что ежегодно в них образуется от 282 до 1060 млн. куб. футов гелия. Как показал Уэлс, при умеренных температурах ‑ от 200 до 500°С ‑ проницаемость богатых кремнеземом изверженных пород для гелия значительно выше, чем для других газов. Отсюда следует, что большая часть содержащегося в осадках гелия, вероятно, образовалась в результате радиоактивного распада в изверженных породах, залегающих на небольших глубинах под гелиеносными осадочными толщами. Примечательно, что радиоактивные эманации очень хорошо растворяются в нефтях. Бойль установил, что растворимость эманации радия в очищенной нефти в 50 раз выше, чем в воде; гелий же, будучи нерастворим в нефтях, мог выделяться из них, причем его улетучивание, видимо, происходит почти с той же скоростью, что и образование.

Таблица 1

Скорость выделения гелия различными радиоактивными элементами

Поскольку нет убедительных доказательств, что весь гелий образовался в результате распада радиоактивных веществ, многие исследователи считают, что значительные количества его, известные в земной коре, имеют изначальное происхождение. В газах, содержащих гелий, обычной акцессорной примесью является также азот; происхождение высоких содержаний азота в гелиеносных природных газах, так же как и происхождение самого гелия, можно рассматривать как изначальное (об азоте см. ниже).

Единственной страной, имевшей месторождения природного газа с содержанием гелия, рентабельным для промышленной утилизации, до сих пор были Соединенные Штаты Америки. Содержание гелия в этих месторождениях колеблется в пределах 1-8 об. %. Возможно, однако, что залежи гелиеносных газов открыты в настоящее время и в других странах.

Гелиеносный газ, обнаруженный в породах формации Урей (миссисипий и девон) на нефтегазовом месторождении Раттлснейк, Нью-Мексико, отличается необычно высо-ким содержанием азота. Данные анализа показали следующий состав этого газа (в %):

Азот . Азот (N 2) - бесцветный, не обладающий вкусом и запахом газ, составляющий 78% сухого воздуха. Он входит в состав природного газа в количестве до 99 об. % и рудничного газа, который иногда нацело состоит из азота. Азот отмечается среди изверженных пород, в газах минеральных источников и гейзеров, в фумарольиых газах; кроме того, он растворен в морской и пресной воде, а также в пластовых водах. Имеются по крайней мере два возможных источника, откуда азот мог поступить в природный газ. Высокое процентное содержание азота в атмосфере и общая химическая инертность этого элемента позволяют считать, что азот, входящий в состав природного газа, улавливался осадками из воздуха в процессе седиментации. Дополнительными источниками этого газа, вероятно, служили извержения и разложение содержащих азот органических соединений. Отсутствие же в природном газе кислорода, видимо, связано с его удалением в результате окисления минералов осадочных пород. На существование второго источника азота указывает высокое содержание этого элемента в газах, обогащенных гелием. Весьма вероятно, что в таких случаях и азот, и гелий имеют общее происхождение. Например, Гослин установил, что при добавлении радия в сосуд, где находятся вода, рыбы, водные растения и почва, наблюдается быстрое выделение азота из животных и растительных белков. Высокое содержание свободного азота в природных газах не определяется количеством химически связанного азота, "входящего в состав нефти и других нафтидов данной залежи. Богатые азотом газы встречаются совместно с нефтями, бедными азотистыми соединениями, и наоборот.

Значительные примеси азота весьма обычны для многих газовых залежей регионов Мид-Континента и Скалистых гор, где его содержание колеблется от 5-10 почти до 100% . Например, газ из месторождения Уэстбрук в округе Митчелл, Техас, на 85-95% состоит из азота. Но поскольку содержание азота в атмосфере достаточно велико, практическое использование этого газа из залежей крайне ограничено.

Углекислый газ . Углекислый газ (СО 2) - бесцветный, не горючий, не обладающий запахом газ, в полтора раза тяжелее воздуха. Он легко растворим в воде; при нормальных температуре и давлении в единице объема воды растворяется такой же объем углекислого газа. В условиях земной поверхности углекислый газ инертен, при концентрации его свыше 8% он токсичен и вызывает обморочное состояние. В природе углекислый газ образуется при воздействии кислот на карбонаты и бикарбонаты, входящие в состав изверженных, осадочных и метаморфических пород; при окислении углеводородов на контакте их с минерализованными водами; при нагревании карбонатов и бикарбонатов, а также под влиянием определенных видов анаэробных бактерий, разлагающих углеводороды. В количестве 0,03 об. % углекислый газ входит в состав атмосферного воздуха. Различные количества его отмечаются во всех типах изверженных, метаморфических и осадочных пород. Огромные объемы углекислого газа поступают в атмосферу с вулканическими эманациями. В растворенном виде он присутствует в пресной и океанической воде, а также в водах минеральных источников. Залежи природного газа, обогащенного углекислым газом, распространены по пре-имуществу в западных штатах - Монтане, Колорадо, Юте и Нью-Мексико,- а на месторождении Норт-Парк в Колорадо углекислый газ получают из скважин вместе с нефтью. Некоторые залежи природного газа в Калифорнии содержат до 49% углекислого газа. Наивысшие известные его концентрации отмечаются в залежах Нью-Мексико, где углекислый газ составляет в некоторых случаях 99% и более всего объема газа в залежи. Некоторые скважины здесь могут дать от 12 до 26 млн. куб. футов углекислого газа.

Полагают, что крупные залежи углекислого газа в штате Нью-Мексико и в Мексике образовались в результате вулканических эманации, а частично и в результате выделения углекислого газа при термическом воздействии изверженных пород на контакте их с известняками; подобное же выделение углекислого газа происходит в печах для обжига извести. Огромное большинство залежей Нью-Мексико, обогащенных углекислым газом, находится на расстоянии не свыше нескольких миль от районов, характеризовавшихся в недавнем прошлом высокой вулканической активностью. Причину высокого содержания углекислого газа в некоторых залежах Калифорнии усматривают в окислении углеводородов при их контактировании с минерализованными водами.

Интересно отметить, что когда скважина дает углекислый газ, то внезапное расширение его в стволе вызывает резкое охлаждение труб, бурового инструмента и оборудования на устье до очень низких температур. Например, на месторождении Мак-Каллем в округе Джэксон, Колорадо, в составе газа которого содержится 92% углекислого газа, трубы и резервуары даже в самый жаркий день покрываются толстым слоем льда или снега.

Ниже приводится анализ попутного газа (в %) получаемого вместе с нефтью из песчаников Тенслип (пенсильваний) на месторождении Уэрц-Дом в Вайоминге:

Теплотворная способность этого газа ‑ 677 британских тепловых единиц, он добывается вместе с нефтью, которая обладает плотностью 35,3°API, и содержит 1,33% серы. Обычно же теплотворная способность природного газа в среднем составляет 1075 британских тепловых единиц на1000 куб. футов.

Сероводород . Сероводород (H 2 S) ‑ бесцветный газ с характерным неприятным запахом; хорошо растворим в воде и, как правило, еще лучше в углеводородах. В единице объема воды при 0°С и давлении 1 атм растворяется 4,3 таких же объемных единиц сероводорода. Сероводород, как в виде свободного газа, так и будучи растворенным в нефти или пластовой воде, является активным агентом коррозии металлов. Он токсичен даже в небольших концентрациях: содержание 0,005% этого газа вызывает довольно острое отравление при воздействии на дыхательные пути в течение длительного времени, концентрации в 0,06-0,08% в опытах с собаками вызывали немедленное их отравление (прекращалось дыхание, сердце переставало работать и наступала смерть). Природные газы, содержащие даже небольшое количество сероводорода, непригодны для сжигания в местах, где присутствует человек. В связи с этим в ряде штатов приняты законы, по которым запрещается употребление газа, не очищенного от сероводорода, если содержание последнего превышает 20-30 гран на 100 куб.футов газа. При добыче природного газа, нефти или пластовой воды, обогащенных сероводородом, возникают следующие проблемы: 1) обеспечение безопасности людей, 2) предохранение оборудования от коррозии и 3) обработка нефти или газа в целях удаления сероводорода.

Хотя сероводород выделяется при вулканических извержениях, присутствует в газах некоторых минеральных источников и образуется при разложении органического вещества растительного или животного происхождения, можно полагать, что тот сероводород, который входит в состав природного газа и растворен в нефти, образовывался органическим или неорганическим путем при восстановлении сульфатов до сульфидов. В солоноватоводных и застойных водоемах, в которых не содержится растворенного кислорода, бактерии воздействуют на соли, имеющие в своем составе химически связанный кислород, в том числе и на сульфаты, входящие в органическое вещество, извлеченные из выветрелых минералов или растворенные в воде. Из илов солоноватоводных озер были выделены различные микроорганизмы, способные образовывать сероводород при восстановлении сульфатов до сульфидов. Сульфат-редуцирующие бактерии обнаружены также в растительном перегное, буровом растворе, в придонных водах внутренних морей, в озерных осадках, в кернах неглубоких скважин и в воде некоторых скважин, дающих нефть. Для развития подобных бактерий наиболее благоприятны температуры от 25 до 50°С.

Механизм образования сероводорода неорганическим путем в результате восстановления сульфатов можно представить уравнением

2C+ MeSО 4 + H 2 О → MeCО 3 + CО 2 + H 2 S,

где Me ‑ металл, а С ‑ углерод, входящий в состав органического вещества. По вопросу о том, какой из двух способов образования сероводорода ‑ органический или неорганический ‑ преобладает, развернулась широкая дискуссия. Однако в настоящее время большинство исследователей склонно считать, что основным все же является бактериальный путь.

Природный газ, содержащий значительное количество сероводорода, обнаружен во многих районах; наиболее известные среди них: район Панхандл в Техасе; западный Техас; юго-восток Нью-Мексико (где газовые залежи приурочены к пермским и пенсильванским отложениям); район Тампико-Такспан в Мексике (где с высоким содержанием H 2 S и СО 2 в газе связано много несчастных случаев); соляные купола провинции Галф-Кост в Техасе и Луизиане и нефтяные месторождения Ирана. Присутствие в разрезах провинции Галф-Кост и Ирана большого количества гипсов указывает на образование сероводорода в результате восстановления сульфатов под влиянием битуминозных веществ.

Исключительно высокое содержание сероводорода в природном газе обнаружено в восточном Техасе, Арканзасе и Вайоминге. Приводим данные анализов (в %) подобного газа, полученного близ Эмори в северо-восточном Техасе.

Теплотворная способность этого газа 956 британских тепловых единиц на 1000 куб. футов . Его удельный вес по воздуху 0,973. При промышленной переработке из 1 млн. куб. футов газа может быть получено 15 т серы.

Газ, растворенный в нефти, которая добывается из эоценовых мергелей на месторождении Месджеде-Солейман в Иране, содержит 40% сероводорода.

Заключение

В заключение следует еще раз подчеркнуть следующие наиболее существенные особенности пластовых флюидов:

1. Химические и физические свойства каждого из присутствующих пластовых флюидов ‑ воды, нефти и газа ‑ широко варьируют.

2. Химические и физические свойства флюидов, а также их относительное содержание в пласте оказывают существенное влияние на миграцию и аккумуляцию в залежи нефти и газа, а выявление этих характеристик имеет большое значение для эффективной эксплуатации нефтяных и газовых залежей.

3. При эксплуатации залежей обычно стремятся получить наиболее важные данные, касающиеся пластовых флюидов. Для вод нефтяных месторождений эти данные включают водонасыщенность, дебит, концентрацию растворенных солей и химический состав; для нефти - нефтенасыщенность пласта, суточный дебит на единицу падения пластового давления, химический состав, плотность и вязкость; для природного газа - объем, дебит на единицу падения пластового давления, содержание конденсата, присутствие примесей и содержание серы.