Природные газы

Природными газами называются смеси горючих газов, добываемых из недр земли. Различают чисто газовые месторождения, из которых газ добывается без примесей нефти, и нефтегазовые мес­торождения, из которых газ добывается попутно с добычей нефти. В первом случае природные горючие (углеводородные) газы, нахо­дящиеся под землей в горных породах, обладающих пористостью (пески, известняки), и ограниченные сверху и снизу породами, а с боков водой, образуют подземные природные резервуары газа. Во втором случае газ, образовавшийся вместе с нефтью в недрах зем­ли, может находиться в следующих состояниях:

  1. в растворенном состоянии в нефти, когда газ состоит из тяже­лых углеводородов и углекислого газа;
  2. в свободном состоянии в нефти в виде отдельных пузырьков или над поверхностью нефти, образуя так называемую газовую подушку. В этом случае добываемый газ называется попутным или нефтяным.

Для газов, добываемых из чисто газовых месторождений, харак­терно большое содержание метана и относительно небольшое содер­жание тяжелых углеводородов и углекислого газа. Так, например, состав ставропольского газа (сухого), поступающего в Москву, следующий (%):

Метан (СН4)

98,6

Этан, пропан, бутан

0,6

Углекислый газ (СO2)

0.1

Азот (N2)

0.7

Всего

100

Теплота сгорания около 8000 ккал/нм3. Горючие газы, получа­емые из нефтегазовых месторождений, содержат большое количество тяжелых углеводородов и значительное количество азота.

Состав сызранского газа (попутного нефтяного) следующий (%):

Метан (СН4)

31.9

Этан, пропан, бутан

1.7

Углекислый газ (СO2)

1.6

Азот (N2)

31.5

Всего

100

Схема газовой скважины

5

1 — колонна труб кондуктора; 2 — колонна обсадных труб; 3 — межтрубное пространство, заполненное цементом; 4 — фонтанные трубы; 5 — уплотнительный паккер; 6 — пьедестал; 7 — крестовина; 8 — манометры; 9 — термометры; 10 — газоносный слой; 11 — отбор газа


Колонна труб кондуктора / служит для предохранения от размы­вания и обрушения верхних пород в процессе сооружения скважины. Колонна обсадных труб 2 служит для предохранения скважины от обрушения, а также изолирования газоносного пласта от вышележа­щих пород. Для предотвращения затопления газоносного пласта подземными водами межтрубное пространство 3заполняется цемент­ным раствором. Внутри обсадных труб опускается колонна фонтан­ных труб 4, по которым газ из пласта выходит на поверхность. В кольцевое пространство между фонтанными и обсадными трубами заделывается уплотнительный паккер 5, предохраняющий обсадные трубы от проникновения в них газа. В устройство оборудования сква­жины входит пьедестал 6, к которому подвешены обсадные трубы и на котором монтируется все основное оборудование, и крестовина 7 с верхним патрубком, к которому подвешиваются фонтанные трубы и крепится арматура трубопроводов с измерительными приборами.

На промыслах газ, извлекаемый из отдельных скважин, собира­ется в газосборную сеть и подается на головной регуляторный пункт (ГРП).

Поскольку газ в недрах земли имеет высокое давление, то выход его на поверхность происходит под естественным (собственным) дав­лением. Из некоторых скважин газ выходит с давлением 100-150 атм. и выше.

Природный газ перед транспортированием подвергается осушке, очистке от посторонних примесей, улавливанию парообразных углеводородов. Осушка газа необходима для того, чтобы вода, содер­жащаяся в газе, не осложняла эксплуатацию систем газоснабжения. Помимо возможного замерзания воды в газопроводах и арматуре, влага, содержащаяся в газе, способствует кристаллическим отложени­ям нафталина, находящегося в газе в виде паров на стенках трубопро­водов. Эти отложения уменьшают сечения труб для прохода газа. Для снижения образования кристаллов в трубопроводах газ насыщают бензолом или спиртом (этиловым, метиловым и т.п.), в результате чего нафталин извлекается до его поступления в газопровод. Влагу улавли­вают различными сепараторами, водосборниками.

Осушку газа осуществляют в сосудах, заполненных поглотителем влаги, например хлористым кальцием. Очистку газа от твердых час­тиц осуществляют в пылеотделителях, устанавливаемых у каждой скважины.

Природные газы не имеют ни цвета, ни запаха. Поскольку горю­чие газы взрывоопасны, ядовиты и обладают удушающими свойства­ми, они представляют серьезную опасность.

Для своевременного обнаружения утечек газа ему придают спе­цифический сильный запах. Обработку газа, придающую ему запах, называют одоризацией. Одним изодорантов, используемых для одори­зации газовых топлив в газовых хозяйствах, является этилмеркаптан. Одорант должен обладать сильным запахом, хорошо испаряться, быть неядовитым, не вызывать коррозии металла, не вступать с газом в реакции с образованием вредных продуктов и сгорать при сжига­нии газа.

Одоризацию производят таким образом, чтобы резкий запах мер­каптанов ощущался задолго до приближения концентрации газа в воздухе к пределам взрываемости газовоздушной смеси. Так, на­пример, для метана этот предел составляет 5%, поэтому одоризация должна обеспечивать обнаружение газа при «сигнальной норме» со­держания метана в воздухе (1%).