Природні горючі гази
Вміст сірководню в вуглеводневих газах рідко перевищує 5-6%. Оксид вуглецю і водню в природних газах практично не зустрічається; у деяких попутних газах ці компоненти є, але в незначних кількостях.
Характерною домішкою природних газів є рідкісні гази і, насамперед гелій (у деяких газах вміст гелію доходить до 2%); як правило, у природних газах можна знайти лише сліди рідкісних газів.
Теплота згоряння (Qн) природних газів коливається в межах 25,1-33,5 Мдж/м3, густина по повітрю - у межах 0,56-0,65.
При розгляді закону Генрі видно, що будь-який газ має здатність тією чи іншою мірою розчинятися в рідині. Відповідно до закону Генрі, кількість газу, здатного розчинитися, залежить від природи рідини і газу і від зовнішніх умов (тиску, температури).
Утворившись одночасно нафта і розчинений в ній газ, утворюють нафтогазові пласти.
Так як температура в покладі нафти змінюється мало, то кількість розчинених у нафті газів залежить в основному від тиску в пласті і властивостей розчинених газів.
Розчинність газоподібних вуглеводнів у нафті підвищується зі збільшенням молекулярної маси газу. Різна розчинність вуглеводневих газів приводить до того, що в природних умовах, коли нафта і газ укладені в одному підземному резервуарі, гази сепаруються за рахунок майже повного розчинення в нафті при високих тисках більш важких вуглеводнів.Тому в підземному резервуарі, у якому нафта залягає разом з газом, частина вуглеводневих газів (більш важких) буде знаходитися в розчиненому вигляді, а частина (головним чином, більш легка: метан, етан) буде знаходитися над нафтою, утворюючи так звану газову шапку (Рис. 3.2). При розкритті пласта свердловиною спочатку починає фонтанувати газ газової шапки, а потім уже, унаслідок падіння тиску, буде виділятися газ з розчину (нафти).
Рис.4.2 Родовище нафти з газовим прошарком.
При цьому спочатку з'являться гази, що мають найменшу розчинність, а при значному зниженні тиску почнуть виділятися гази з максимальною розчинністю.
Деяка частина цих газів виділяється з нафти тільки після виходу її на поверхню. Газова шапка є складовою частиною нафтового покладу, що експлуатується з урахуванням максимального використання пластової енергії газу (його тиску) для фонтанного видобутку. Іншими словами, газові шапки газонафтових родовищ не є самостійними об'єктами видобутку газу.
У деяких випадках газ цілком розчинений у нафті; цей газ експлуатується (добувається) разом з нею. Звичайно газу міститься 200 - 400 м3 на 1 т нафти (цю величину називають газовим фактором). Найбільш часто зустрічаємо прості форми нафтогазових покладів показані на рис. 4.3.
Рис. 4.3 Газонафтові родовища
Наявність у нафті розчиненого газу є позитивним чинником, тому що цей газ трохи збільшує обсяг нафти, знижує її питому і в'язкість, сприяє більш швидкому її припливу до вибою свердловини.
Орієнтовно можна прийняти, що на кожну атмосферу тиску при розчиненні газу в нафті питома вага її зменшується на 0.0001- 0.0002, а обсяг збільшується на 0.1-0.15%.
Газовий фактор видобутку для різних родовищ неоднаковий і залежить від природи родовища і режиму його експлуатації.
Газ, що надходить на поверхню землі разом з нафтою, відокремлюється від неї в декількох пунктах нафтовидобувного і нафтопереробного господарства. Найбільш легкі компоненти вуглеводневих газів відокремлюються від нафти в нафтових трапах, колонках і мерніках.
Найважчі вуглеводневі гази відокремлюються від нафти в газових сепараторах. Трап призначений для відділення (сепарації) нафти і газу і для очищення газу від нафтового пилу.