Составы и общие свойства природных газов и конденсатов.

Месторождения природного газа в зависимости от состава пластовой продукции условно можно разделить на газовые и газоконденсатные.

Одним из основных факторов, характеризующих газоконденсатные месторождения, является конденсатный фактор. Газоконденсатные месторождения в зависимости от количества в пластовой продукции углеводородов С5+в условно подразделяются на следующие группы:

а) с содержанием до 50 г/м3;

б) с содержанием от 50 до 200 г/м3;

в) с содержанием свыше 200 г/м3.

Газовый конденсат практически состоит из светлых нефтяных фракций и в стабильном состоянии отвечает требованиям отраслевого стандарта ОСТ 51.65-80.

Основной компонент природных и нефтяных газов – метан. В составе природных и особенно нефтяных газов в значительном количестве содержатся также этан, пропан, бутаны, пентан и более тяжелые углеводороды. Свойства этих углеводородов приведены в табл.1.1.1 и 1.1.2. [1]. Основные показатели неуглеводородных компонентов природных газов представлены в таблице 1.1.3. [1].

Свойства газа определяются свойствам отдельных компонентов, входящих в его состав. Метан при обычных (стандартных) условиях (атмосферном давлении и температуре 20°С) ведет себя как реальный газ. Этан находится на границе состояния газ – пар. Пропан и бутаны при обычных условиях находятся в парообразном состоянии, так как их критические параметры весьма высоки. Углеводороды, начиная с изопентана и выше, при обычных условиях (0,1 МПа и 0°С) находятся в жидком состоянии.

 

Таблица 1.1.1Основные показатели углеводородных компонентов природных газов

Показатели Метан Этан Пропан i-Бутан н-Бутан i-Пентан н-Пентан Гексан  
Химическая формула СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 н4Н10 i5Н12 н5Н10 С6Н12  
Молекулярная масса 16,04 30,07 44,09 58,12 58,12 72,15 72,15 86,18  
Газовая постоянная, кг*м/(кг*С0) 52,95 28,19 19,23 14,95 14,95 11,75 11,75 9,84  
Температура при 0,1 МПа, 0С: - плавления; - кипения   -182,5 -161,3   -172,5 -88,6   -187,5 -42,2   -145,5 -10,1   -135,0 -0,5   -160,6 +28,0   -129,7 +36,2   -95,5 +69,0  
Критические параметры: - температура Ткр, К; - давление Ркр, МПа; - плотность кг/м3; - объём, м3/кг   190,5 4,88 0,00617   305,4 5,07 0,0047   369,8 4,42 225,5 0,00443   408,1 3,80 232,5 0,0043   425,2 3,95 225,2 0,0044   460,4 3,51 - -   469,7 3,50 0,0043   507,4 3,13 - -  
Плотность при 0,1 МПа и 00С, кг/м3 0,717 1,344 1,967 2,60 2,60 3,22 3,22 3,88  
Удельный объём при 0,1 МПа и 00С, кг/м3 1,4 0,746 0,510 0,385 0,385 0,321 0,321 0,258  
Плотность в жидком состоянии при Ткип и 0,1 МПа, кг/м3 (при 00С)  
Удельная теплоёмкость, кДж/(кг*0С): - при Р const, Ср; - при V const, Сv     2,22 1,70     1,73 1,44     1,57 1,36     1,50 1,31     1,50 1,31     1,45 1,29     1,45 1,29     1,42 1,28  
Теплота при 0,1 МПа, кДж/кг: - испарения; - плавления   60,7   95,1   80,0   77,5   75,4   70,8      
Теплопроводность при 0,1 МПа и 00С, Вт/(м*ч*0С) 0,30 0,018 0,015 0,0135 0,0135 0,0127 0,0127 -  
Теплота сгорания при 0,1 МПа и 150С, кДж/кг: - высшая; - низшая     55,69 50,15     51,96 47,35     49,86 46,47     49,44 45,67     49,44 45,67     49,23 45,46     49,23 45,46     48,69 45,17  
Коэффициент динамической вязкости при 00С и 0,1 МПа, 10-12 МПа*с 1,05 0,87 0,76 0,70 0,70 0,65 0,63 0,62  
  Таблица 1.1.2Основные показатели углеводородных природных конденсатов  
Показатели н-гептан н-октан н-нонан н-декан Нафтеновые Ароматические  
цикло-пентан цикло-гексан цикло-гептан бензол толуол  
 
Химическая формула н7Н16 н8Н18 п9Н20 н10Н22 С5Н10 С6Н12 С7Н14 С6Н6 С7Н8  
Молекулярная масса 100,2 114,22 128,25 124,3 70,1 84,16 98,2 78,11 92,13  
Температура при 0,1 МПа, 0С: - плавления; - кипения   -90,8 98,4   -56,8 150,6   -53,7 150,6   -29,7 174,0   -93,3 49,0   6,5 81,4   -126,3 118,1   5,4 80,1   -95,1 110,5  
Критическая температура, К 540,1 568,8 561,5 593,6  
Критическое давление, МПа 2,75 2,51 2,34 2,17 4,12 4,12 4,12 4,86 4,24  
Плотность жидкости при 20 0С и 0,1 МПа, кг/л 0,688 0,707 0,722 0,734 0,754 0,783 0,911 0,878 0,866  
Теплотворная способность, 103 кДж/кг: - высшая; - низшая     48,31 44,92     48,18 44,83     48,02 44,75     47,85 44,62     46,93 44,41     46,63 44,0     45,88 43,16     42,32 40,64     42,95 41,06  
   
Таблица 1.1.3Основные показатели неуглеводородных компонентов природных газов  
Показатели Диоксид углерода Сероводород Азот Водяной пар Гелий  
Химическая формула СО2 Н2S N2 H2O He2  
Молекулярная масса 44,01 34,08 28,02 18,02 4,00  
Газовая постоянная, кг*м/(кг*С0) 19,27 24,9 30,26 47,06 21,2  
Температура при 0,101 МПа, 0С: - плавления; - кипения   -56,6 -78,5   -82,9 -61,0   -209,9 -195,8   0,0 100,0   -272,2 -268,9  
Критическая температура, К 373,4 125,9 647,1 5,1  
Критическое давление, МПа 7,64 9,06 3,53 23,0 0,24  
Плотность при 0 0С и 0,101 МПа, кг/м3 1,97 1,539 1,251 0,805 0,178  
Удельный объём при 0 0С и 0,101 МПа, м3/кг 0,506 0,650 0,799 1,248 0,069  
Удельная теплоёмкость, кДж/(кг*0С): - при Р const, Ср; - при V const, Сv   0,846 0,654   1,064 0,804   1,043 0,746   2,01 0,151   0,859