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

УМЕНЬШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ УГЛЕВОДОРОДНЫХ И НЕУГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ПРИ ХРАНЕНИИ

Для определения как суммарного содержания, так и компо­ нентного состава углеводородных газов, содержащихся в воде, гли­ нистом растворе, шламе и керне, отбираются пробы этих веществ, которые затем дегазируются, а извлеченные газы подвергаются общему или компонентному анализу. Нередки случаи, когда отоб­ ранные пробы дегазируются не сразу, а по истечении определен­ ного срока после их отбора. Необходимо было поэтому выяснить влияние времени и условий хранения проб воды и бурового раст­ вора на изменение концентраций содержащихся в них различных углеводородных газов. Кроме того, часто приходится хранить газы, предназначенные для калибровки аналитических приборов, и газы, отобранные на промысловых скважинах, для сравнения их компо­ нентного состава с составом газа, извлеченного из бурового раст­ вора при газовом каротаже.

Влияние времени хранения проб воды и глинистого раствора на концентрации растворенных в них углеводородных газов

Для определения изменения концентраций различных углеводо­ родных газов, содержащихся в воде и глинистом растворе, при хранении был проделан следующий опыт. Воду и глинистый раст­ вор (вязкостью 28 с) насытили попутным нефтяным газом, затем насыщенные воду и глинистый раствор разлили в бутылки ем­ костью 0,25 л, закрыли резиновыми пробками и в опрокинутом виде поставили на хранение [33]. После определенного срока хра­ нения дегазировали по две бутылки с водой и по две бутылки с глинистым раствором, а извлеченные газы анализировали на хро­ матографическом приборе. Значительного изменения концентраций различных компонентов в газовой смеси, извлеченной из воды или

в течение 20 суток заметного изменения концентраций этих газов

24

нения пробы не должно превышать 10 сут, а при значительном содержании растворенных углеводородных газов можно допусти­ мое время хранения увеличить до 20 сут.1

Влияние времени хранения смесей

предельных углеводородных газов на концентрации отдельных компонентов

Природные газы, эталонные смеси, приготовленные для калиб­ ровки аналитических приборов, и газовые смеси, извлеченные при дегазации, обычно отбираются в специальные пробоотборники или бутылки, которые затем закупориваются и хранятся в опрокинутом виде. Необходимо выяснить, как отражается время хранения пробы газовоздушной смеси на концентрациях ее компонентов [33].

Влияние времени хранения проб предельных углеводородных газов в стеклянных пробоотборниках на их концентрации. Одинар­ ные, четырехкамерные и восьмикамерные пробоотборники заполня­ лись углеводородной газовой смесью. По истечении определенного срока хранения газовые смеси из различных пробоотборников ана­ лизировались на приборе ГСТЛ-3. Полученные результаты приве­ дены в табл. 4.

Таблица 4

Влияние времени хранения пробы газовой смеси в различных пробоотборниках на концентрации отдельных компонентов

весьма малых концентраций следует время хранения проб значительно сокра­ тить (до 3 сут).

25

Из табл. 4 видно, что метан средних концентраций (>0,5%) можно хранить в стеклянных пробоотборниках до 30 сут, а этан, пропан и бутан этих же концентраций — не более 10 сут.

Опыты показали, что для смесей малых концентраций (<(0,5%) следует время хранения ограничить для метана 10 сут, а для этана, пропана и бутана — 3 сут1. Такое большое увеличение по­ терь тяжелых углеводородов по сравнению с потерями метана, повидимому, связано с растворением тяжелых углеводородов в смазке крана.

Влияние времени хранения смесей углеводородных газов в за­ купоренных опрокинутых бутылках над водопроводной водой на концентрации отдельных компонентов. В большой бутыли (10 л)

была приготовлена смесь а, путем разбавления части этого газа были приготовлены по 10 л смесей концентраций а/10 и а/20. Газы всех этих концентраций были переведены в полулитровые

По истечении определенного срока хранения из бутылок отби­ рались пробы газа и анализировались на приборе ГСТЛ-3. Полу­ ченные результаты приведены в табл. 5 и 6.

Из данных табл. 5 и 6 видно, что концентрации углеводородных газов при их хранении над водой в закупоренных опрокинутых бутылках заметно уменьшаются. Уменьшение концентраций углево­ дородных газов зависит: 1) от срока хранения пробы; 2) от исход­ ной концентрации углеводородов; 3) от объема водяного затвора в бутылке.

Уменьшение концентрации газа в зависимости от времени хра­ нения видно из опыта по хранению смеси а при начальном объеме газа в бутылке 100 мл (затвор 450 мл). За 5 сут хранения концен­ трация метана уменьшилась на 22%, за 19 сут — на 30% и за

32 сут — на 51 %.

Влияние исходной концентрации углеводородной газовой смеси на снижение концентраций отдельных ее компонентов в процессе хранения видно из следующих данных: при хранении смеси с на­ чальным объемом 100 мл концентрация метана в смеси уменьши­ лась за 32 сут для смеси а на 51%, для смеси а/10 — на 80%, а для смеси а/20 — на 90%. Падение концентрации для смеси с началь­ ным объемом 500 мл за 32 сут хранения составляло для концен­ трации а 19%, для а/10 — 20%, для а/20 — 46%.

Влияние объема водяного затвора на концентрацию подтверж­ дается следующими данными: для смеси а/10 при объеме водяного затвора 50 мл падение концентрации метана за 32 сут составило

20%, при 300 мл — 55%, при 450 мл — 80%.

Для смеси а/20 при ее хранении в течение 32 сут падение кон­ центрации метана составило при объеме водяного затвора 50 мл

1 Допустимое время хранения газа то, за которое потери не превышают 10%.

26

27

46%, при 300 мл — 88%, при 450 мл — 90%• В процессе хранения соответственно снижались концентрации и остальных компонентов.

То, что потери углеводородных газов при их хранении над во­ дой возрастают при уменьшении концентрации исходной смеси и при увеличении объема водяного затвора, показывает, что потери газа связаны не с диффузией или другими физическими явлени­ ями, а с бактериальными процессами.

Опыты показали, что при хранении проб углеводородных газов в опрокинутых бутылках над весьма малым водяным затвором (5—6 мм) потери газа даже за 30 сут хранения очень невелики

(<Ю % ).

Нами изучалось также влияние времени хранения парообраз­ ных углеводородов на уменьшение их концентраций. Установлено, что при хранении парообразных углеводородов в стеклянных про­ боотборниках потери очень велики. Так, потери гексана за сутки превысили 70%. При хранении паров гексана в опрокинутых бу­ тылках над небольшим водяным затвором потери не превышали 10% за 5 сут хранения. Это значит, что хранить парообразные угле­ водороды следует в прокинутых бутылках над небольшим водяным затвором. Стеклянные пробоотборники для этого не пригодны.

При хранении непредельных углеводородных газов в стеклян­ ных пробоотборниках снижение концентрации за 10 сут хранения составляло для этилена 9,8%, а для пропилена и бутилена более '25%. Потери концентрации за 5 сут хранения невелики (<10% ).

Отсюда следует,, что в стеклянных пробоотборниках можно хранить этилен до 10 сут, а пропилен и бутилен не более 5 сут. В опрокинутых бутылках над небольшим водяным затвором допу­ стимое время хранения приблизительно такое же.

Потери концентрации неуглеводородных газов при их хранении в стеклянных пробоотборниках в течение 10 сут не превышали для всех исследованных газов (Н2, 0 2, N2, Ar, Не) 10%. В опрокинутых бутылках над водяным затвором потери не превышали 10% и при хранении пробы в течение 25 сут.

28