Файл: Левит А.М. Анализ газа и дегазация при разведке нефтяных, газовых и угольных месторождений.pdf

Образование водорода происходит в результате взаимодействия цинка с щелочью по уравнению Zn + 2KOH К ^ п 0 2+ Н2.

Некоторые исследователи считают, что образование заметных количеств водорода при взаимодействии железа с водой или гли­ нистым раствором происходит только в кислой среде, т. е. в тех

в обычных эксплуатационных условиях имеет большое значение для выяснения искажающего влияния водорода на результаты об­ щего анализа углеводородных газов.

Изучение происхождения водорода, содержащегося в газах, извлекаемых из бурового раствора, также важно для выяснения существования генетической связи между водородом и нефтяной залежью.

Для определения возможности образования водорода при хра­ нении нейтральной воды и нейтрального глинистого раствора в со­

раствором [24]. Из каждого бачка отливали по 150 мл жидкости, бачки закрывали герметично крышками и в опрокинутом виде хра­ нили при комнатной температуре (около 20°). По истечении опре­ деленного срока хранения воздух из бачков извлекали и анализиро­ вали на содержание водорода. После каждого опыта жидкость из бачков выливали, бачки многократно ополаскивали водопроводной водой и заполняли для следующего опыта. Результаты опытов при­ ведены в табл. 15.

Таблица 15

Количество водорода, образовавшегося при хранении воды и солевого раствора в бачках из оцинкованного железа

Примечание. Значение pH воды и солевого раствора равно 7.

Из табл. 15 видно, что при хранении воды и солевого раствора в бачках из оцинкованного железа выделяются значительные коли­ чества водорода, причем в бачке с солевым раствором за одно и то же время в 3—4 раза больше, чем в воде.

48

Близкие результаты получены при хранении проб глинистого раствора.

Из всех описанных опытов следует, что при хранении воды и глинистого раствора в пробоотборниках из оцинкованного железа происходит непрерывное и значительное образование водорода даже при комнатной температуре (около 2 0 °) и в нейтральной среде. Образование водорода происходит также при дегазации гли­ нистого раствора при низких температурах в дегазаторах и бачках из оцинкованного железа.

Присутствие солей в глинистом растворе увеличивает скорость образования водорода как при хранении раствора в оцинкованных пробоотборниках, так и при его дегазации в сосудах из железа и оцинкованного железа при различных температурах [61].

В последнее время в связи с применением бурильных труб из сплавов алюминия наблюдаются высокие концентрации водорода в буровом растворе. Это связано с тем, что в буровом растворе часто присутствует щелочь, которая взаимодействует с алюминием по формуле 2А1 + 2К0Н + 2Н20-^2К А 102+ ЗН2.

Скорость образования водорода по этой реакции довольно вы­ сокая, так как по такой методике получают водород как в лабора­ торных, так и в промышленных условиях.

Для отличия пластового водорода от водорода, образовав­ шегося при дегазации пробы, необходимо учитывать и эту возмож­ ность его образования.

Из изложенного можно сделать следующие выводы.

1. Водород, обнаруживаемый в газах, извлекаемых при дегаза­ ции воды, глинистого раствора, шлама и керна в дегазаторах из непокрытого или оцинкованного железа, непрерывно образуется в процессе кипячения воды вследствие электрохимической коррозии материала дегазатора.

2.При хранении щелочного глинистого раствора в пробоотбор­ никах из оцинкованного железа происходит быстрое непрерывное образование водорода и при комнатной температуре.

3.Водород непрерывно образуется и при хранении ней­ тральных проб воды и глинистого раствора при комнатной тем­ пературе в пробоотборниках из непокрытого или оцинкованного железа.

4.Водород, содержащийся в газах, извлеченных из бурового раствора при помощи стеклянных пробоотборников и дегазаторов, может быть также случайным. Он может образоваться за счет кор­ розии бурильных и обсадных труб, погруженных в глинистый ра­ створ.

5.Повышенное количество водорода в газах, извлекаемых из бурового раствора при притоке пластовых вод или при вскрытии солевых отложений, может быть вызвано усиленной коррозией материала железных пробоотборников, а также бурильных и обсад­ ных труб вследствие повышения содержйния солей в буровом ра­ створе.

О газах, входящих в состав газовых, нефтяных

и угольных месторождений

При геохимических исследованиях основной интерес представ­ ляют предельные углеводородные газы и пары — от метана до гексана включительно. Эти газы и пары являются основной частью газовых месторождений, попутного нефтяного газа и газов уголь­ ных месторождений. При газометрии скважин некоторый интерес представляют и непредельные углеводородные газы: этилен, пропи­ лен и бутилен. Кроме того, в природном и попутном нефтяном газах, в газах угольных месторождений и в газах, извлекаемых* при дегазации воды, бурового раствора, шлама и керна, наряду с угле­ водородными газами содержатся и неуглеводородные газы. Из не­ углеводородных газов в газовых смесях, извлекаемых при дегаза­ ции бурового раствора, часто присутствуют в значительных концен­ трациях водород, углекислый газ и азот. Присутствие этих газов

интерес представляют и другие неуглеводородные газы, входящие в состав природного и попутного нефтяного газа и газов, извлекае­ мых при дегазации бурового раствора, шлама и керна.

Основные свойства углеводородных и неуглеводородных газов, встречающихся при различных геохимических исследованиях, при­ ведены в табл. 16.

Приведенные в табл. 16 предельные углеводородные газы от метана до гексана включительно расположены в порядке увеличе­ ния числа атомов углерода в молекуле газа, возрастания их моле­ кулярных весов и повышения температуры их кипения. В таком же порядке они разделяются в хроматографической колонке, а показа­ ния пламенно-ионизационного' детектора возрастают пропорцио­ нально числу атомов углерода в молекуле газа. Плотности газов приведены для их использования при количественных расчетах и при определении скорости диффузии различных газов.

Коэффициенты растворимости различных газов в воде могут быть использованы для оценки отношения этих компонентов

вгазовой смеси, извлеченной из бурового раствора при неглубокой дегазации, к‘ соотношению этих компонентов в буровом растворе, так как степень извлечения различных газов из бурового раствора

взначительной степени зависит от величины их растворимости. Приведенные в табл. 16 величины относительной теплопроводности часто анализируемых углеводородных, а также неуглеводородных газов могут быть применены при подборе газа-носителя для газо­ анализаторов с катарометрами. Изменение относительной тепло­ проводности газов при повышении температуры от нуля до 300°

следует учесть при суммарном и компонентном анализах углеводо­ родных газов на газоанализаторах с катарометрами, когда в каче-

50

* 4

Основные свойства газов, входящих в состав газовых, нефтяных и угольных месторождений, а также в газах, извлекаемых при дегазации воды, бурового раствора, шлама и керна

'