欢迎来到论文网! 识人者智,自知者明,通过生日认识自己! 生日公历:
网站地图 | Tags标签 | RSS
论文网 论文网8200余万篇毕业论文、各种论文格式和论文范文以及9千多种期刊杂志的论文征稿及论文投稿信息,是论文写作、论文投稿和论文发表的论文参考网站,也是科研人员论文检测和发表论文的理想平台。lunwenf@yeah.net。
您当前的位置:首页 > 科技论文 > 地质论文

高温高压下水中天然气溶解与出溶特征及其天然气地质意义_地层水-论文网

时间:2014-09-28  作者:高岗,黄志龙,黄保家,袁剑,童传新

图2水溶气甲烷含量-压力、温度关系图图3水溶气重烃含量-温度、压力关系图

温度相同而压力不同时,出溶气的重烃组分含量相对于原始气样组分含量降低的幅度随碳数增加而增大;压力越高,重烃组分含量降低越多,与原始气样差别越大,但随温度升高,不同压力下重烃组分含量的差别减小(图4和图5)。

图4不同温度压力条件下出溶天然气与原始气样组成对比图

图5表示的是出溶气与原始气不同组分相对含量之比与温度、压力的关系。可见,在不同温度下,出溶气与原始气样甲烷含量之比随压力升高而增加(图5),实际上表示的是出溶气中甲烷含量随压力升高而增大;压力相同时,温度升高,甲烷含量增加,但在温度超过120℃之后,增加幅度很低(图5)。不同温度下,随压力升高,出溶气中不同的重烃组分含量均具有随压力升高而降低的趋势,碳数越低降低越明显。重烃中乙烷含量最高,其变化最具特点,低于80MPa时,90℃出溶气乙烷含量明显高于其他高温点,各高温点的乙烷组分含量接近,但都随压力升高而降低,最终不同温度的乙烷含量大体随压力升高而趋于一固定值14.9%左右。丙烷等重烃由于含量很低而不同温度之间差异规律性难以反映,但相同温度下,随压力升高出溶气中组分含量降低的趋势还是比较明显的。

图5出溶天然气不同组分与原始气组分之比-温度和压力关系图

不同结构的烃在不同温度、压力条件下,相对含量也有变化(图6),其中正丁烷(nC)与异丁烷(iC)、正戊烷(nC)与异戊烷(iC)是重烃中两种重要的不同结构烃。与原始气样相比,iC/nC在40-80MPa之间有部分值高于原始气样,高值对应压力为60MPa,主要是90、120℃对应数据,200℃、60MPa时出溶气的iC/nC也高于原始气样;iC/nC较高值对应的压力有所降低,主要在40MPa,90℃、40MPa时出溶气的iC/nC最高(图6),其最高值出现的压力差异可能与分子量有一定关系。总体可见,不同结构烃相对含量的变化与温度、压力有密切关系。

图6出溶气iC/nC(左图)和iC/nC(右图)-温度压力关系图

本次分析的天然气中非烃气主要为氮气,其含量为0.64%,而出溶气中的氮气含量最低为1.28%,最高为2.01%。与原始气样相比,相对含量增加了2-3倍以上(图5)。在温度相同时,出溶气中氮气含量具有随压力升高而增加的趋势。

由上述实验结果可见,天然气经过水溶、出溶后,甲烷和氮气含量增加了,氮气增加幅度比甲烷大得多,重烃含量普遍降低了。在含气盆地中,气源岩中生成的天然气首先进入输导层或储集层,由于天然气首先接触到的介质就是地层水,在一定温度、压力下,必然有一部分天然气要溶解在地层水中。当溶解有天然气的地层水运移时,溶解的天然气必然随地层水一起运移,当运移到合适的部位时,由于温压条件的改变,部分天然气就会从地层水中溢出,不同深度有不同的温压条件,溢出的天然气组分相对含量也不同。这样经过水溶相运移的天然气出溶形成的气藏中的天然气成份就与烃源岩中生成的原始天然气成份产生了分异,结果就使得出溶聚集的天然气中甲烷含量和氮气含量增加了,重烃含量降低了。在许多深部存在气源岩的含油气盆地中,随深度变浅,甲烷、氮气含量增加、重烃含量降低的趋势在一定程度上与此有关。此外在利用天然气成份进行气源对比和运移方向时也应考虑到水溶作用的影响。

4结论与认识

天然气在地层水中的溶解是自然界含油气盆地中的一种普遍现象,溶解在地层水中的天然气当温、压等条件发生变化时,过饱和的部分就会从地层水中溢出形成气相,从而发生气相运移和聚集。与溶解前相比,出溶的天然气中甲烷、氮气含量相对增加了,重烃含量普遍都降低了,不同结构的烃类相对含量也发生了变化。在分析含气盆地天然气组成变化规律、气源对比以及进行天然气运移研究时应考虑地层水溶解分异作用的影响。

参考文献
1 Mc Auliffe C.,Solubility in water of C -C hydrocarbons.J Nature, 1963, 200: 1092-1093.
2 Price L. C.,Aqueous solubity of petroleum as applied to its origin and primary migration.J AAPG Bull.,1976, 60(2):2132-243.
3 Bonham L. C.,Solubility of methane in water at elevated temperature and pressure.J AAPG Bull., 1978, 62(12):2478-2481.
4 Sultanov R. G., Skripka V. G.., Namiot A.,Solubility of Methane in Water at High Temperatures and Pressures. J AAPG Bull., 1972,17(5):6-7.
5 H.B.天然气地质学[M].戴金星等译.北京:石油工业出版社,1986:12-13
6 郝石生,张振英.天然气在地层水中的溶解度变化特征及地质意义[J].石油学报,1993,14(2):12-21.
7 高军,郑大庆,郭天民.高温高压下甲烷在碳酸氢钠溶液中溶解度测定及模型计算[J].高等化学工程学报,1996,10(4):345-350.
8 付晓泰,王振平,卢双舫.气体在水中的溶解机理及溶解度方程.中国科学(B)辑,1996:124-130.
9 Larryn W.,Diamond L. C.,Nikolay N.,et al,Solubility of CO in water from 1.5 to 100 °C and from 0.1 to 100 MPa: evaluation of literature data and thermodynamic modelling.J Fluid Phase Equilibrium,2003,208(15):265-290
10 Spycher N., Pruess K., and Ennis-King J.,CO -H O Mixtures in the Geological Sequestration of CO . I. Assessment and calculation of mutual solubilities from 12 to 100℃ and up to 600 bar. J Geochim. Cosmochim. Acta, 2003,67:3015-3031.
11 Chapoy,A.,Mohammadi,A.H.,Chareton,A.,et al, Measurement and Modeling of Gas Solubility and Literature Review of the Properties for theCarbon Dioxide-Water System. J Ind. Eng. Chem. ,2004 ,43:1794-1802.
12 Portier S.,Rochelle C.,Modelling of CO solubility in pure water and NaCl-type waters from 0 to 300 ℃ and from 1 to 300 bar; application to the Utsira Formation at Sleipner. J Chemical Geology.2005,217:187-195.
13 JI Y H,JI X Y,Feng X,et al, Progress in the Study on the Phase Equilibrium of the CO -H O and CO -H O-NaCl Systems. Chin. J. Chem. Eng.,2007,15(3):439-448.
14 Zorking L.M.,Carbon isotope composition of methane in free gas and in gas dissolved in water from the gasfields Urengoj and Medvezhe.J Doklady Akademii Nauk SSSR,1984,276(5):1221-1223.
15 付晓泰卢双舫王振平,天然气组分的溶解特征及其意义。地球化学,1997,26(3):60-66
16 刘朝露,李剑,方家虎等,水溶气运移成藏物理模拟实验技术。天然气地球科学,2004,15(10):32-36.
17 卢家烂,傅家谟.不同条件下天然气运移影响的模拟实验研究[J].石油与天然气地质,1991,12(2):153-160.
18 陈安定,李剑锋.天然气运移的地球化学指标研究[J].天然气地球科学,1994,5(24):38-67
19 史基安1,孙秀建1,2,王金鹏,天然气运移物理模拟实验及其组分分异与碳同位素分馏特征。石油实验地质,2005,27(3):293-298

查看相关论文专题
加入收藏  打印本文
上一篇论文:重视地理教学中的情感教育-论文网
下一篇论文:中职地理教学中环境教育的重要性及途径之我见_环境知识-论文网
科技论文分类
科技小论文 数学建模论文
数学论文 节能减排论文
数学小论文 低碳生活论文
物理论文 建筑工程论文
网站设计论文 农业论文
图书情报 环境保护论文
计算机论文 化学论文
机电一体化论文 生物论文
网络安全论文 机械论文
水利论文 地质论文
交通论文
相关地质论文
    无相关信息
最新地质论文
读者推荐的地质论文