Елементний та ізотопний склад нафти і газу

ДОВІДНИК

З НАФТОГАЗОВОЇ СПРАВИ

За загальною редакцією докторів технічних наук

B.C. БОЙКА, P.M. КОНДРАТА, Р.С. ЯРЕМІЙЧУКА

Львів

УДК 622.276

Довідник з нафтогазової справи/За заг. ред. докторів технічних наук B.C. Бойка, Р.М.Кондрата, Р.С.Яремійчука.-К.: Львів, 1996.-с. 620.

ISBN 5-335-01293-5

Висвітлені питання геології, пошукової і промислової геофізики, буріння свердловин, розробки нафтових і газових родовищ, експлуатації нафтових і газових свердловин, збору і підготовки нафти і газу, спорудження трубопро­водів, транспортування і зберігання нафти і газу, економіки нафтової і газо­вої промисловості.

Для геофізиків, буровиків, нафтовиків і газовиків, спеціалістів з нафто­газового обладнання, транспортування нафти і газу, спорудження трубопро­водів та економістів, які зайняті у виробничих та науково-дослідних ор­ганізаціях. Може бути корисним викладачам, аспірантам і студентам вузів і технікумів нафтогазового профілю.

© Імно-Франківсиїй державний

ISBN 5-335-01293-5 технічний університет нафти і газу, 1996

Передмова

Нафта і газ широкого вжитку набули тільки в XX столітті, їх використан­ня мало значний вплив на науково-технічний прогрес нашого віку. Практично немає такої галузі економіки, де б не використовувались нафта, газ та продук­ти їх переробки. Вони ж є головними сучасними енергоносіями. Щорічний світовий видобуток, який ведеться майже у 8О країнах, досяг гігантських мас­штабів і становить понад 3 млрд. т нафти та близько 2 трлн, м³ газу.

Високий рівень щорічного видобутку нафти і газу в світі може при­звести до швидкого вичерпання їх запасів із надр Землі. Такі побоюванні не безпідставні: запаси нафти і газу нашої планети, звичайно, обмежені. Тому перед людством стоїть задача раціонального та економного їх вико­ристання.

Правда, на сьогоднішній день знайдені далеко не всі запаси нафти і газу в Україні. Є ще великі території, переважно акваторії морів, де можуть бути відкриті нові родовища. Недостатньо розвідані також великі глибини земних надр. Це дає змогу з оптимізмом дивитись на подальший розвиток нафтогазо­вої промисловості.

В цьому довіднику у стислій формі розглянуто всі питания нафтогазової справи, починаючи від властивостей нафти і газу та умов залягання в земній корі до їх транспортування, зберігання та економії.

Автори ставили перед собою два завдання: дати сучасні наукові відомості з нафтогазової справи і сприяти виробленню української нафтогазової термінології. Немає потреби підкреслювати, наскільки потрібні свіжі знання не лише студентам, але й інженерно-технічним працівникам різного віку, рангу і стажу роботи. Маємо надію, що дана книга зможе стати настільною для практичної роботи. Аналогів їй не знаємо серед нафтогазової літератури світу за широтою і повнотою відомостей в одній книзі.

Для української нафтогазової літератури задача була тим більш актуаль­ною, бо лише поодинокі книги появилися державною українською мовою, а також із-за відсутності розробки термінологічних засад у галузі.

Довідник з нафтогазової справи в Україні видається вперше і повинен час­тково заповнити існуючу прогалину в україномовній технічній литературі з названих питань та сприяти науково-технічному прогресу.

Звичайно, довідник не міг би вийти без величезної фінансової допомоги зі сторони Держкомнафтогазпрому, AT "Укрнафта" і "Укргазпром", зокрема М.П.Ковалка, Є.М.Довжка, Б.В.Заріцького, Д.О.Єгера, І.В.Діяка, за що авто­ри висловлюють їм свою подяку.

У підготовці довідника брали участь: А.М.Андрусяк, B.C.Бойко, Г.Ю.Бой­ко, Т.В.Бордуляк, С.С.Бучковсысий, В.П.Василечко. М.М.Величко, Я.С.Вит-вицький, В.Р.Возний, В.П.Войцицький, В.І.Грицишин, В.Я.Грудз, Н.Н.Гунька, М.О.Данилюк, В.М.Дорошенко, О.Т.Дранчук, Ж.Й.Дуліба, Д.О.Єгер, В.К.Зінченко, В.А.Іванишин, В.С.Іванишин, Б.П.Кабишев, Ю.Д.Качмар, Ф.В.Козак, Р.М.Кондрат, І.М.Купер, B.C. Лесюк, О.І.Лесюк, Є.І. Ліскевич, О.Є.Лозинський, З.В.Ляшевич, Ю.В.Марчук, І.Т.Микитко, Л.С.Мончак, В.Д.Никифорук, М.І.Оринчак, Г.О.Падва, Й.В.Перун, В.С.Петришак, Р.М.Попадюк, | В.І.Романюк,, М.І.Рудий, Ю.М.Смук, О.В.Солецький, О.С.Ступка, А.О.Турко, А.О.Устенко, В.В.Ханенко, Б.В.Хома, М.І.Чорний, Р.С.Яремійчук.

Глава 1

Фізико—хімічна характеристика та геологічні умови залягання нафти й газу

Елементний та ізотопний склад нафти і газу

Нафта і природний горючий газ складаються в основному з п'яти хіміч-них елементів: вуглецю, водню, сірки, кисню і азоту. Найбільше в них місти-ться вуглецю і водню: відповідно в нафтах — 80 — 88 і 11 — 14,5, у вуглевод-невій частині природних газів — 75-82 і 18-25У₀- Частка інших елементів зде-більшого не перевищує 2% і тільки в окремих ви­падках може досягти 7 — 9 %. Так, вміст сірки в нафті переважно становить 0,1 — 2 і іноді досягає 5 — 7%, кисню до 1 % і тільки в деяких випадках — 3 — 4%. Частка азоту в нафті рідко перевищує 0,5%.

Окрім названих в нафті наявні ще понад сорок хімічних елементів у кіль-кості 10^-2 –10^-7%. їх називають мікроелементами нафт. Серед усіх елементів найбільше зацікавлення викли­кають метали, зокрема ванадій і нікель, бо їх вміст відносно високий і вони утворюють ме­талоорганічні сполуки. В нафті на рівні кларків присутні й радіоактивні елементи: уран, торій та радій. Знання мікроелементів може бути використане для кореляції та типізації нафти, а також для вирішення деяких питань її походження, міграції і перетворення.

Часто при характеристиці складу нафти й газу використовують відношеньня вуглецю до водню, яке для нафти становить 5,8 — 7,5, а для газу — 3 — 4,8. Рідше вживається відношення С/ (0 + S + N), яке для нафти перебуває в межах 10 — 300.

Ізотопний склад елементів, що входять в нафту і газ, визначають на мас-спектрометрі, а виражають переважно через відхилення від стандарту в промилях або у процентах:

або 102%,

де R_пр, R_CT — масові відношення важкого ізотопу до легкого в пробі і в стандарті.

Якщо відношення δ має додатне значення, то проба збагачена важким ізотопом порівняно зі стандартом. При від'ємному значенні величини δ проба збіднена на важкий ізотоп і збагачена легким. Зрідка користуються простим відношенням мас одного ізотопу до другого.

В нафті і газі зустрічаються два стабільних ізотопи вуглецю - ¹²С і ¹³С зі середнім вмістом відповідно 98,93 і 1,07%. Нафта характеризується відхиленням δ

¹³С переважно в межах від — 35 до — 22 %₀, величина якого залежить від віку, складу, походження товщ, у яких залягає нафта, та деяких інших факторів. Відхилення δ¹³С для газів родовищ коли­вається від — 30 до — 60 %₀, для сучасного біогенного метану воно становить від — 70 до — 88 %₀. В природі проходять процеси фракціонування ізотопів при різних перетвореннях. Вивчення ізотопного складу вуглецю нафти і газу дає змогу вирішувати питання їх поход­ження, міграції та пошуків родовищ.

Водень нафти і газу має два стабільних ізотопи: протій (¹Н) і дейтерій (Д або ²Н) з се­реднім вмістом відповідно 99,985 і 0,015%. Нафта і газ переважно збагачені дейтерієм порівняно з поверхневими водами. Ізотопний склад.водню нафти і газу зазнає змін, що можна використати для різних теоретичних і практичних цілей.

Сірка в нафті і газі має чотири стабільних ізотопи: ³²S - 95,02; ³³S - 0,75; ³⁴S'-4,21; ³⁶S -0,02 %. Використовують відношення ^MS / ³²S, виражаючи його через відхилення 6**$ ана­логічно, як для вуглецю. Ізотопний склад сірки в нафті коливається від 25,8 до - 22,5, а в га­зах - від 17 до -16 %₀. В нафті і газі зустрічаються три стабільні ізотопи кисню: ¹⁶О — 99,76; ¹⁷О—0,04 і ¹⁸О—0,2%. Використовують відношення ¹⁸О / ^1бО. По ньому можна судити про температуру утворення карбонатів.

Поиск по сайту: