Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
ми структурами, включающими гетероэлементы, особенно много соединений серы. Сингенетичные битумоиды гумусового типа РОВ содержат больше асфальтенов (до 40%), чем битумоиды сапропелевого РОВ (до 10—12%).
Карбоиды — нерастворимые в хлороформе асфальтово-смо-листые компоненты природных битумов, испытавших термальный метаморфизм, высшую карбонизацию или глубокое выветривание, и слагающие антраксолиты (более чем на 95%) — продукты высшей .карбонизации битумов, кериты (на 10— 95%) — «жильные» или «нефтяные угли» и другие пироби-т умы.
11.3.3. УГЛЕВОДОРОДНЫЕ ГАЗЫ
Углеводородные, или горючие, газы — метан, этан, пропан' и бутан — имеют огромное промышленное значение, как в основном положительное, так и отрицательное (взрывы в угольных шахтах), широко используются как лучшее топливо и сырье для производства пластмасс, искусственных волокон и многих других искусственных материалов
«Породообразующим» газом является практически только' метан CH4, а его гомологи содержатся в нем редко в количестве больше 20%. По этому признаку помимо чисто метановых различают газы сухие (примесей 1—5%), легкие (5—10%), тяжелые (10—15%) и весьма тяжелые (>15%). Тяжелые газы называются также жирными, а содержание в них тяжелых углеводородов (ТУ) называется жирностью. Последняя уменьшается в направлении миграции газов — происходит дифференциация по весу (массе), а состав газов закрытых пор как бы фиксирует время закрытия пор. Чем тяжелее в залежах нефти,, тем легче газы в их газовых шапках (меньше в них ТУ), т. е. зависимость обратная.
УВ-газы смешиваются с азотом, диоксидом С и сероводородом — до их преобладания, а также с водородом, содержание которого редко превышает 30%. Выделяются соответствующие градации (Калинко, 1987, с. 12) по сернистости — до семи, в немалой степени из-за ее вредности (отравляет природу и людей) . Классифицируют газы и по содержанию газоконденсата — паров жидких УВ, содержание которых в газовой залежи достигает 400—1000 г/м3 (знаменитые месторождения Кара-чаганакское, Астраханское и Уренгойское), а иногда до 1460— 1700 г/м3. По существу, все газовые залежи являются газокон-денсатными, тем более что УВ-газы не только растворяются в нефти, но и сами могут ее растворять — до 1,65 кг/м2, а при 1500C и 39 МПа — 36 кг. И многие нефтяные залежи в действительности нефтегазоконденсатные.
Формы нахождения УВ-газов очень разнообразны — ведь это самый подвижный флюид Земли. М. К. Калинко делит их на свободные, растворенные и сорбированные. В первых раз-
личают газы в открытых и закрытых порах. В открытых порах встречаются не только «обыкновенные газы», но и газогидраты (ГГ) — кристаллические газово-водные соединения, твердые, похожие на мокрый снег или лед, существующие не только при температуре около точки замерзания воды (выше и ниже ее), но, в зависимости от давления, и при более высоких температурах. В расширенной кристаллической решетке воды,, характерной для льда, содержатся полости с молекулами газа, главным образом метана. Молекулы воды образуют элементарные ячейки (ЭЯ) двух типов: малая состоит из 46 молекул воды, удерживающих до 8 молекул метана и могущих включать молекулы H2S, CO2 и C2H6; крупная ЭЯ состоит из 136 молекул воды и может включать молекулы пропана и изобутана. Молекулы пентана и н-бутана слишком велики и не могут образовывать гидраты. При полном заполнении ячеек метаном в 1 м3 гидрата при стандартных (обычных) температуре и давлении будет содержаться около 172 м3 метана. Гидраты образуются даже при заполнении трети всех ячеек — около 60 ms метана на 1 м3 гидрата. Формула газогидрата при полном заполнении структурных ячеек молекулами метана — CH4-5,75 H2O, т. е. на 1 молекулу метана приходится 6—7 молекул воды.
При нормальном градиенте давления гидрат метана образуется под слоем многолетней мерзлоты толщиной около 274 м, если есть достаточное количество метана. На дне морей он образуется в поверхностных осадках на глубине 335 м при температуре около 20C, а смешанные (по газам) — при более низком давлении. При 4,40C для образования гидратов смешанных газов (с плотностью 0,6 г/см3) требуется давление 17,6 кг/см2 (абсолютное), а для образования гидрата метана — 42,2 кг/см2 (Хант, 1982, с. 194). В большинстве осадочных бассейнов гидраты будут разрушаться при 21—270C, так как из-за отставания роста давление его будет недостаточно на этих глубинах. Граница зоны гидратообразования проходит на глубине около 1500 м. Толщина ее для метана — первые сотни метров, а для газа с плотностью 0,6 г/см2 — около 580 м. Ниже гидраты превращаются в студенистый ил с избыточным давлением газов (до 7000 кг/см2 при разрушении гидратов метана в замкнутых системах), что приводит к глиняным диапирам, грязевым вулканам, взрывам и другим явлениям, которыми даже пытаются объяснить катастрофы в Бермудском треугольнике.
Зона кристаллогазогидратов отмечается скачкообразным увеличением (например, от 1,85 до 2,69 км/с) скорости сейсмических волн и даже уменьшением механической скорости проходки при бурении скважин от менее 1 до 5—6 мин/м. Признаком газогидратной зоны является параллельность сейсмических границ рельефу дна, а не плоскостям напластования. На нижней границе зоны скорости резко уменьшаются с 3 до 0,5 и даже 0,2 км/с, а иногда появляется «яркое пятно», указывающее
