Классификация углеводородных газов, состав первичных и вторичных газов

Промышленные месторождения Г. п. г. встречаются в виде обособленных скоплений, не связанных с каким-либо др. полезным ископаемым, в виде газонефтяных месторождений, в которых газообразные углеводороды полностью или частично растворены в нефти или находятся в свободном состоянии и заполняют повышенную часть залежи (газовые шапки) или верхние части сообщающихся между собой горизонтов газонефтяной свиты, в виде газоконденсатных месторождений, в которых газ обогащен жидкими, преимущественно низкокипящими углеводородами. Г. п. г. состоят из метана, этана, пропана и бутана, иногда содержат примеси легкокипящих жидких углеводородов — пентана, гексана и др.

В них присутствуют также углекислый газ, азот, сероводород и инертные газы. Многие месторождения Г. п. г., залегающие на глубине не более 1,5 км, состоят почти из одного метана с небольшими примесями его гомологов (этапа, пропана, бутана), азота, аргона, иногда углекислого газа и сероводорода, с глубиной содержание гомологов метана обычно растет.

В газоконденсатных месторождениях содержание гомологов метана значительно выше, чем метана. Это же характерно для газов нефтяных попутных. В отдельных газовых месторождениях наблюдается повышенное содержание углекислого газа, сероводорода и азота.

Встречаются Г. п. г. в отложениях всех геологических систем начиная с конца протерозоя и на различных глубинах, но чаще всего до 3 км.

Образуются Г. п. г. в основном в результате катагенетического преобразования органического вещества осадочных горных пород. Залежи Г. п. г. формируются в природных ловушках на путях миграции газа. Миграция происходит в результате статической или динамической нагрузки пород, выжимающих газ, а также при свободной диффузии газа из областей высокого давления в зоны меньшего давления. Различают внерезервуарную региональную миграцию сквозь мощные толщи пород различной проницаемости по капиллярам, порам, разломам и трещинам и внутрирезервуарную локальную миграцию внутри хорошо проницаемых пластов, корректирующих газ.

Газовые залежи по особенностям их строения разделяются на две группы: пластовые и массивные. В пластовых залежах скопления газа приурочены к определённым пластам-коллекторам. Массивные залежи не подчиняются в своей локализации определённым пластам. Наиболее распространены среди пластовых сводовые залежи, сохраняемые мощной глинистой или галогенной покрышкой.

Подземными природными резервуарами для 85% общего числа газовых и газоконденсатных залежей служат песчаные, песчано-алевритовые и алевритовые породы, нередко переслоённые глинами, в остальных 15% случаев коллекторами газа являются карбонатные породы. Серия залежей, подчинённых единой геологической структуре, составляет отдельные месторождения. Структуры месторождений различны для складчатых и платформенных условий. В складчатых районах выделяются две группы структур, связанные с антиклиналями и моноклиналями.

В платформенных районах намечаются 4 группы структур: куполовидных брахиантиклинальных поднятий, эрозионных и рифовых массивов, моноклиналей, синклинальных прогибов.

Все газовые и газонефтяные месторождения приурочены к тому пли иному газонефтеносному осадочному (осадочно-породному) бассейну, представляющему собой автономные области крупного и длительного погружения в современной структуре земной коры. Среди них различают 4 группы:

• — приуроченные к прогнутым краевым частям платформ (например, Зап.-Сибирский в СССР);
• — контролируемые впадинами возрожденных гор (бассейны Скалистых гор в США, бассейны Ферганской и Таджикской впадин в СССР);
• — приуроченные к внутриплатформенным прогибам (например, Мичиганский и Иллинойсский бассейн Сев. Америки, Волго-Уральская обл. СССР);
• — связанные с предгорными и внутренними впадинами молодых альпийских горных сооружений (Калифорнийский бассейн в США, сахалинский бассейн в СССР).

Всё больше открывается газовых залежей в зоне шельфа и в мелководных бассейнах (например, в Северном море крупные газовые месторождения — Уэст-Сол, Хьюит, Леман-Банк). Мировые геологические запасы горючих газов на континентах, в зоне шельфов и мелководных морей, по прогнозной оценке, достигают 1015 м³, что эквивалентно 1012 т. нефти. СССР обладает огромными ресурсами Г. п. г.

Наиболее крупными месторождениями являются:

• — Уренгойское (4 триллиона м³) и Заполярное (1,5 триллиона м³), приуроченные к меловым отложениям Зап.-Сибирского бассейна Вуктыльское (750 млрд. м³) и Оренбургское (650 млрд. м³) в Волго-Уральской обл.;
• — Газли (445 млрд. м³) в Средней Азии;
• — Шебслинское (390 млрд. м³) на Украине;
• — Ставропольское (220 млрд. м³) на Сев. Кавказе.

Среди зарубежных стран наиболее крупными запасами Г. п. г. располагают (оценка общих запасов в триллионах м³):

• — США (8,3), Алжир (4,0), Иран (3,1), Нидерланды (2,3);
• — крупнейшими месторождениями за рубежом являются (в триллионах м³): в США — Панхандл-Хьюготон (1,96);
• — в Нидерландах — Слохтерен (Гронинген) (1,65);
• — в Алжире — Хасси-Рмель (около 1). Н. Б. Вассоевич.

Природные углеводородные газы встречаются в виде свободного газа и газа, растворенного в нефтях. Последний называется попутным, или нефтяным, газом. Свободные газы состоят в основном из метана (85−99.5%) и его газообразных гомологов — этана, пропана, бутана и изобутана. В газовых залежах могут присутствовать так называемые газоконденсаты. Они представляют собой природную смесь газообразных и легкокипящих жидких углеводородов. В 1 м³ газа содержится до 1000 г. газоконденсата.

В условиях больших давлений и высоких температур, господствующих в недрах, газоконденсаты находятся в парообразном состоянии, но на земной поверхности при значительном охлаждении и снижении давления до атмосферного из них выпадает жидкая фаза — конденсат (лат. Газоконденсаты состоят преимущественно из углеводородов метанового ряда с примесью нафтеновых и ароматических углеводородов.

Природные углеводородные газы представляют собой многокомпонентные смеси предельных УВ вида СпН2п 2 и не углеводородных соединений: азота, углекислоты, сероводорода, инертных газов (Не, Аг), паров ртути и меркаптанов. В состав природных углеводородных газов входят также этан СоНе, пропан С3Н8, нормальный бутан п — С4Ню изобутан г — СНю и более тяжелые гомологи метана, объединенные в зависимости от способа их определения как пентаны.

Природные углеводородные газы условно делятся на собственно природные — газы, добываемые из чисто газовых месторождений, и попутные — газы, выделяемые из скважин совместно с нефтью.

Природные углеводородные газы, добываемые из нефтяных и собственно газовых месторождений, по своему составу могут быть разделены на сухие (тощие) газы, содержащие — в основном метан и не содержащие паров жидких углеводородов, и влажные (жирные) газы, содержащие пропан более высокомолекулярные, конденсируемые углеводороды.

Природные углеводородные газы представляют собой многокомпонентные смеси предельных УВ вида СпН на и не углеводородных соединений: азота, углекислоты, сероводорода, инертных газов (Не, Аг), паров ртути и меркаптанов. В состав природных углеводородных газов входят также этан С-Нб, пропан С3Н8, нормальный бутан С4Ню изобутан — С, Ню и более тяжелые гомологи метана, объединенные в зависимости от способа их определения как пентаны.