Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 108 стр.

UptoLike

Рубрика: 

– 108 –
Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå Ò = 273–473 Ê (0–200 °Ñ)
ïðèâîäèò ê ðîñòó êîíöåíòðàöèé âñåõ ãàçîîáðàçíûõ ãîìîëîãîâ ìåòàíà,
àììèàêà, âîäîðîäà, ñåðîâîäîðîäà, îêèñè è äâóîêèñè óãëåðîäà, íåïðå-
äåëüíûõ ÓÂ (ðèñ. 5.2). Ïîñëåäíèå ïîÿâëÿþòñÿ òîëüêî ïðè t > 75 °Ñ.
Ó÷èòûâàÿ òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî â ðàâíîâåñíîé ñèñòåìå îá-
ðàçóåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî òâåðäîãî óãëåðîäà – ïîòåíöèàëüíîãî
èñòî÷íèêà ÓÂ, ìû ïîýòàïíî èçìåíÿëè èñõîäíûé ñîñòàâ ñèñòåìû,
äîáàâëÿÿ âîäîðîä. Ââåäåíèå 9 ìîëåé âîäîðîäà â îòêðûòóþ ìóëüòè-
ñèñòåìó ïðè Ð = 300 áàð è Ò = 323,15 Ê ñóùåñòâåííî íå èçìåíÿåò
óñòàíîâëåííûå çàêîíîìåðíîñòè ãàçîîáðàçîâàíèÿ. Êîíöåíòðàöèè
H
2
O(ãàç), N
2
, Í
2
S è ÑÎ ñòàáèëüíû. Â ïðåäåëàõ îäíîãî ïîðÿäêà âîç-
ðàñòàåò ñîäåðæàíèå àììèàêà, âîäîðîäà. Íåïðåäåëüíûå óãëåâîäîðî-
äû (ÍÓÂ) è æèäêàÿ ôàçà íå îáðàçóþòñÿ. Ïàäàåò êîíöåíòðàöèÿ Ñ
òâ
è
ÑÎ
2
. Îñíîâíàÿ ìàññà ïîñòóïàþùåãî â îòêðûòóþ ñèñòåìó H
2
èäåò
íà îáðàçîâàíèå ÑÍ
4
. Ñëåäîâàòåëüíî, â óñëîâèÿõ îòêðûòûõ ìóëüòè-
ñèñòåì, ïðè íèçêèõ äàâëåíèè è òåìïåðàòóðå, áóäóò óñòîé÷èâû ãàçî-
îáðàçíûå ëåãêèå ÓÂ. Ïðèñóòñòâèå ñâîáîäíîãî Í
2
ñòèìóëèðóåò îá-
ðàçîâàíèå CH
4
.
Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññîâ íåôòåãàçîîáðàçîâàíèÿ â èçîõîðíî-
èçîòåðìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ïîêàçàëî, ÷òî èçìåíåíèå îáúåìà çàêðûòîé
ìóëüòèñèñòåìû óïðàâëÿåò êîíöåíòðàöèåé îáðàçóþùèõñÿ âåùåñòâ. Â
ñèñòåìå âîçíèêàþò îñîáûå óñëîâèÿ – òåðìîäèíàìè÷åñêèå áàðüåðû,
íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò ðåçêîå èçìåíåíèå ñâîéñòâ ìóëüòèñèñòåìû.
Óìåíüøåíèå îáúåìà çàêðûòûõ ìóëüòèñèñòåì ïðè ïîñòîÿííîì äàâëå-
íèè îáóñëîâëèâàåò óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ æèäêèõ êîìïîíåíòîâ.
Ìîäåëèðîâàíèå â èçîõîðè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ìóëüòèñèñòåìû
«ÐÎÂ – ãëèíèñòûå ïîðîäû» (Ò = 323,15 Ê) ïîêàçàëî, ÷òî ïðè îáúå-
ìàõ 10–450 ñì
3
è äàâëåíèÿõ îò 50 äî 1000 áàð ãëàâíûìè êîìïîíåí-
òàìè ãàçîâîé ôàçû ÿâëÿþòñÿ ÑÍ
4
, H
2
Î, NÍ
3
, N
2
. Íà îáðàçîâàíèå ÓÂ
ðàñõîäóåòñÿ ïðèìåðíî òðåòüÿ ÷àñòü óãëåðîäà ÐÎÂ. Ñóììàðíîå ñî-
äåðæàíèå ãîìîëîãîâ ìåòàíà íà íåñêîëüêî ïîðÿäêîâ âûøå, ÷åì â
îòêðûòîé ìóëüòèñèñòåìå (ðèñ. 5.3).
Ïðè íèçêèõ äàâëåíèÿõ (50–300 áàð) è îáúåìàõ 100–450 ñì
3
çàêðû-
òîé ìóëüòèñèñòåìû æèäêàÿ ôàçà íå îáðàçóåòñÿ (ñì. ðèñ. 5.3). Ñ ðîñòîì
îáúåìà, ïðè ôèêñèðîâàííîì äàâëåíèè, ñîäåðæàíèå âñåõ ÓÂ (çà èñêëþ-
÷åíèåì ÑÍ
4
) ïàäàåò, à íåóãëåâîäîðîäíûõ êîìïîíåíòîâ – âîçðàñòàåò.
                              – 108 –
     Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå Ò = 273–473 Ê (0–200 °Ñ)
ïðèâîäèò ê ðîñòó êîíöåíòðàöèé âñåõ ãàçîîáðàçíûõ ãîìîëîãîâ ìåòàíà,
àììèàêà, âîäîðîäà, ñåðîâîäîðîäà, îêèñè è äâóîêèñè óãëåðîäà, íåïðå-
äåëüíûõ ÓÂ (ðèñ. 5.2). Ïîñëåäíèå ïîÿâëÿþòñÿ òîëüêî ïðè t > 75 °Ñ.
     Ó÷èòûâàÿ òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî â ðàâíîâåñíîé ñèñòåìå îá-
ðàçóåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî òâåðäîãî óãëåðîäà – ïîòåíöèàëüíîãî
èñòî÷íèêà ÓÂ, ìû ïîýòàïíî èçìåíÿëè èñõîäíûé ñîñòàâ ñèñòåìû,
äîáàâëÿÿ âîäîðîä. Ââåäåíèå 9 ìîëåé âîäîðîäà â îòêðûòóþ ìóëüòè-
ñèñòåìó ïðè Ð = 300 áàð è Ò = 323,15 Ê ñóùåñòâåííî íå èçìåíÿåò
óñòàíîâëåííûå çàêîíîìåðíîñòè ãàçîîáðàçîâàíèÿ. Êîíöåíòðàöèè
H2O(ãàç), N2, Í2S è ÑÎ ñòàáèëüíû. Â ïðåäåëàõ îäíîãî ïîðÿäêà âîç-
ðàñòàåò ñîäåðæàíèå àììèàêà, âîäîðîäà. Íåïðåäåëüíûå óãëåâîäîðî-
äû (ÍÓÂ) è æèäêàÿ ôàçà íå îáðàçóþòñÿ. Ïàäàåò êîíöåíòðàöèÿ Ñòâ è
ÑÎ2. Îñíîâíàÿ ìàññà ïîñòóïàþùåãî â îòêðûòóþ ñèñòåìó H 2 èäåò
íà îáðàçîâàíèå ÑÍ4. Ñëåäîâàòåëüíî, â óñëîâèÿõ îòêðûòûõ ìóëüòè-
ñèñòåì, ïðè íèçêèõ äàâëåíèè è òåìïåðàòóðå, áóäóò óñòîé÷èâû ãàçî-
îáðàçíûå ëåãêèå ÓÂ. Ïðèñóòñòâèå ñâîáîäíîãî Í2 ñòèìóëèðóåò îá-
ðàçîâàíèå CH4.
     Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññîâ íåôòåãàçîîáðàçîâàíèÿ â èçîõîðíî-
èçîòåðìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ïîêàçàëî, ÷òî èçìåíåíèå îáúåìà çàêðûòîé
ìóëüòèñèñòåìû óïðàâëÿåò êîíöåíòðàöèåé îáðàçóþùèõñÿ âåùåñòâ. Â
ñèñòåìå âîçíèêàþò îñîáûå óñëîâèÿ – òåðìîäèíàìè÷åñêèå áàðüåðû,
íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò ðåçêîå èçìåíåíèå ñâîéñòâ ìóëüòèñèñòåìû.
Óìåíüøåíèå îáúåìà çàêðûòûõ ìóëüòèñèñòåì ïðè ïîñòîÿííîì äàâëå-
íèè îáóñëîâëèâàåò óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ æèäêèõ êîìïîíåíòîâ.
     Ìîäåëèðîâàíèå â èçîõîðè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ìóëüòèñèñòåìû
«ÐÎÂ – ãëèíèñòûå ïîðîäû» (Ò = 323,15 Ê) ïîêàçàëî, ÷òî ïðè îáúå-
ìàõ 10–450 ñì3 è äàâëåíèÿõ îò 50 äî 1000 áàð ãëàâíûìè êîìïîíåí-
òàìè ãàçîâîé ôàçû ÿâëÿþòñÿ ÑÍ4, H2Î, NÍ3, N2. Íà îáðàçîâàíèå ÓÂ
ðàñõîäóåòñÿ ïðèìåðíî òðåòüÿ ÷àñòü óãëåðîäà ÐÎÂ. Ñóììàðíîå ñî-
äåðæàíèå ãîìîëîãîâ ìåòàíà íà íåñêîëüêî ïîðÿäêîâ âûøå, ÷åì â
îòêðûòîé ìóëüòèñèñòåìå (ðèñ. 5.3).
     Ïðè íèçêèõ äàâëåíèÿõ (50–300 áàð) è îáúåìàõ 100–450 ñì3 çàêðû-
òîé ìóëüòèñèñòåìû æèäêàÿ ôàçà íå îáðàçóåòñÿ (ñì. ðèñ. 5.3). Ñ ðîñòîì
îáúåìà, ïðè ôèêñèðîâàííîì äàâëåíèè, ñîäåðæàíèå âñåõ ÓÂ (çà èñêëþ-
÷åíèåì ÑÍ4) ïàäàåò, à íåóãëåâîäîðîäíûõ êîìïîíåíòîâ – âîçðàñòàåò.