Файл: Левит А.М. Анализ газа и дегазация при разведке нефтяных, газовых и угольных месторождений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 136
Скачиваний: 1
кипения и ее кипячении в течение определенного времени можно достигнуть практически полного извлечения растворенных газов. Вязкость глинистого раствора на степень извлечения растворенных газов при кипячении раствора заметного влияния не оказывает.
Вакуумный метод также применяется для дегазации воды, глинистого раствора, шлама и керна. Основным недостатком его является сильная зависимость степени дегазации от температуры пробы. Так, при повышении температуры глинистого раствора (вяз костью 60 с) от 20 до 40° степень извлечения углеводородных газов из воды увеличилась в 5 раз.
Особенно хороший эффект получается при сочетании вакуума с нагреванием. Так, глубокий вакуум извлекает на приборе СД-1 при 0° только 3% углеводородных газов. При нагревании раствора до 60° без вакуума на приборе СД-1 получается приблизительно такая же степень извлечения. Сочетание нагревания с вакуумом дает новый весьма эффективный термовакуумный метод.
Термовакуумный метод дегазации воды и глинистого раствора при глубоком вакууме и температуре 60° дает почти полное извле чение растворенного газа. Он широко применяется при геохимиче ских исследованиях. Преимущество термовакуумного метода по сравнению с термическим заключается в том, что при термоваку умном методе жидкость закипает при более низкой температуре, а следовательно, и дегазируется значительно быстрее.
Наряду с описанными.методами иногда для непрерывной дега зации воды и глинистого раствора применяется еще и вибрацион ный метод. Другие методы дегазации при геохимических исследова ниях распространения не получили.
Критерии для оценки дегазаторов
При оценке различных дегазаторов для извлечения газа из воды, глинистого раствора, шлама и керна как в лабораторных, так и в полевых и промысловых условиях основными критериями являются следующие.
1. Степень извлечения растворенных газов и воспроизводимость получаемых результатов.
2 . Производительность прибора и потребляемая энергия.
3.Портативность и прочность дегазатора.
4.Простота устройства и стоимость прибора.
Условия для оценки дегазаторов
Для сравнения эффективностей различных дегазаторов необхо димо знать, в каком состоянии находится газ в глинистом ра створе — в свободном, т. е. в виде отдельных взвешенных пузырь ков, или в растворенном. Нередки случаи, когда количество свобод
58
ного газа, содержащегося в глинистом растворе, во много раз пре вышает количество растворенного в нем газа.
Общее содержание газа в глинистом растворе зависит от мно гих причин и изменяется в значительных пределах.
Количество свободного газа можно приблизительно определить путем вычитания количества газа, которое насыщает воду или гли нистый раствор при данной температуре, из общего количества газа, находящегося в жидкости. Для этого сначала необходимо полностью извлечь газ из воды или глинистого раствора, затем в таблицах растворимости найти количество газа, растворимого при данной температуре, и из общего количества извлеченного газа вычесть приведенную в таблице величину. Необходимо, однако, учесть, что возможны случаи, когда при наличии свободного газа вода или глинистый раствор не полностью насыщены этим газом.
Обычно содержание газа в буровом растворе колеблется от 60 до 100 мл/л. Это значит, что содержание свободного газа в буро вом растворе больше содержания растворенного газа.
Количество свободного газа, содержащегося в буровом ра створе, определяется еще и по уменьшению объема раствора после его разбавления водой и взбалтывания [12]. Для этого в мерный цилиндр наливают 100 мл бурового раствора и 400 мл воды и энер гично взбалтывают. После взбалтывания замеряют объем жидко сти в цилиндре и определяют содержание газа в процентах по формуле
1/г= (1 0 0 + 4 0 0 - 1/см),
где Кг — объем газа; Ксм — объем смеси после взбалтывания. Этот способ весьма приближенный, так как допускаются потери
газа при переводе бурового раствора в целиндр и разбавлении его водой. Кроме того, выделение свободного газа не полное.
Несколько меньше потери получаются при использовании при бора Жуховицкого. Однако и там они достаточно велики.
Количество свободного газа определяется также по уменьшению объема бурового раствора под давлением по формуле
|
у |
_ РсжАк |
|
|
Рсж Рат |
где |
Кг— объем свободного |
газа при р&т; рсж— абсолютное давле |
ние |
сжатия пробы; АК — уменьшение объема при давлении рСЖу |
|
рат— давление атмосферное. По этому принципу работают некото рые ручные и автоматические приборы.
Сравнивать между собой различные дегазаторы по суммарному содержанию углеводородных газов в извлеченной газовой смеси при наличии нефти в глинистом растворе нельзя, потому что пол ностью дегазировать воду или глинистый раствор, содержащие нефть, весьма трудно. Это видно при рассмотрении результатов, приведенных в табл. 2 1 .
59
Из табл. 21 видно, что для полного извлечения растворенных газов из глинистого раствора, не содержащего нефти, на приборе ГБЭ требуется провести всего лишь три дегазации, а при наличии нефти значительные количества горючих остаются даже после 20-й дегазации. Отсюда также следует, что по содержанию жид ких углеводородов в извлеченном газе нельзя судить о их содер жании в дегазируемой пробе.
Таблица 21
Влияние добавок нефти на скорость извлечения углеводородных газов при многократной дегазации глинистого раствора на приборе ГБЭ
Количество углеводородных газов, извлеченных
|
из 1 л глинистого раствора, мл |
||
Дегазации |
без добавок |
при добавке |
при добавке |
|
|||
|
нефти |
2 мл нефти I |
2 мл нефти II |
1 |
20,0 |
10,9 |
28,4 |
2 |
1,8 |
10,9 |
25,2 |
3 |
0,4 |
10,3 |
20,8 |
4 |
0 |
10,0 |
14,8 |
5 |
0 |
10,0 |
12,6 |
6 |
— |
10,3 |
10,8 |
7 |
— |
10,2 |
7,6 |
8 |
— |
7,1 |
6,4 |
9 |
— |
6,0 |
2,2 |
10 |
— |
5,2 |
2,0 |
12 |
4,4 |
|
|
— |
1,5 |
||
14 |
— |
3,1 |
0,6 |
16 |
— |
2,7 |
0,6 |
18 |
— |
2,2 |
0,6 |
20 |
— |
0,7 |
0,4 |
Примечание. Прибор ГБЭ разработан сотрудниками газо |
|||
бактериальной |
экспедиции. |
|
|
Следовательно, для сравнения степеней дегазации воды и гли нистого раствора, достигаемых с помощью различных дегазаторов, необходимо, чтобы глинистый раствор не содержал нефти.
Способы определения степени извлечения, достигаемой при дегазации воды, глинистого раствора, шлама и керна на различных дегазаторах
Степень извлечения, достигаемая на различных приборах при дегазации воды, глинистого раствора, шлама и керна, может быть определена следующими тремя способами:
60
1) путем проведения сравнительных испытаний с уже извест ными приборами;
2 ) путем определения количества газа, остающегося в пробе после дегазации;
3) путем дегазации проб с известным содержанием газа.
По первому способу значительное количество проб с одинако вым содержанием углеводородных газов дегазируется на извест ном и испытываемом приборах. Извлеченные газы подвергаются компонентному анализу, и полученные результаты сравниваются между собой. Для получения надежных результатов следует срав нительные испытания проводить с пробами различной степени на сыщения углеводородными газами.
По второму способу степень извлечения определяется путем определения количества газа, остающегося в пробе после первой дегазации. Для этого проба дегазируется вторично, а в случае не обходимости 3—4 раза и более, до тех пор, пока в пробе не оста нется газа. Количество газа, извлекаемое при первой дегазации, делится на количество газа, извлеченного при всех дегазациях. Для получения более надежных результатов следует дегазировать пробы с различным содержанием углеводородных газов.
По третьему способу дегазируются пробы воды или глинистого раствора, насыщенные углеводородным газом. Содержание газа в пробе определяется по коэффициенту растворимости этого газа при данных условиях. Степень извлечения, определяется путем де ления количества газа, извлеченного при дегазации, на количество газа, содержащегося в пробе. Степень извлечения углеводородных газов из керна определяется по третьему способу путем дегазации образцов с известным содержанием газа.
Из перечисленных способов наиболее простым и удобным яв ляется второй. Однако он неприменим в тех случаях, когда вторич ная дегазация пробы вследствие ее разбавления водой невоз можна.
Третий способ является наименее удобным. Он применяется значительно реже двух первых.
Применяемые при геохимических исследованиях дегазаторы разделяются на две группы: лабораторные и желобные.
Все применяемые в настоящее время желобные дегазаторы яв ляются приборами непрерывного действия, а лабораторные — при борами периодического действия.
Глава III
ЛАБОРАТОРНЫЕ ДЕГАЗАТОРЫ
При использовании лабораторных дегазаторов пробы бурового раствора, шлама и керна отбираются на скважине и доставляются в лабораторию или на газокаротажную станцию, где они дегази руются, а извлеченные газы подвергаются компонентному анализу.
Лабораторные дегазаторы стали применяться при геохимиче ских исследованиях значительно раньше желобных. Желобные де газаторы непрерывного действия начали использовать в газовом каротаже после внедрения газоанализаторов непрерывного дейст вия для суммарного определения углеводородных газов.
Для дегазации керна и шлама используются только лаборатор ные дегазаторы. При помощи лучших лабораторных дегазаторов удается извлечь практически весь газ, содержащийся в дегазиру емой пробе воды или глинистого раствора. После появления в га зовом каротаже желобных дегазаторов лабораторные дегазаторы для извлечения газа из бурового раствора часть своих функций утратили. Однако лучшие из них в настоящее время'применяются: 1) для более точного определения компонентного состава газа в разбуриваемых породах; 2 ) для определения газонасыщенности бурового раствора; 3) для определения низких концентраций угле водородных газов в буровом растворе, которые при непрерывной дегазации не определяются (следует отметить, что в связи с посте пенным внедрением в газовом каротаже высокочувствительных га зоанализаторов роль лабораторных дегазаторов для определения низких концентраций заметно снижается); 4) для калибровки де газаторов непрерывного действия.
Кроме перечисленных случаев, лабораторные дегазаторы при меняются для проведения газового каротажа на скважинах с весьма малыми скоростями бурения и на скважинах, трудно доступных для газокаротажных станций.
Для дегазации воды и глинистого раствора, шлама и керна при геохимических исследованиях применяются различные типы дега
заторов. Среди |
них основные: |
1) механические, 2) химические, |
3) термические, |
4) вакуумные, 5) |
термовакуумные. |
62
