Легко Ли добыть нефть

Различают абсолютную, фазовую и относительную проницаемость.

Абсолютная проницаемость - проницаемость пористой среды, заполненной лишь одной фазой (жидкостью, газом), инертной к пористой среде.
Обычно абсолютную проницаемость определяют в лабораторных условиях путем фильтрации азота через породу.

В реальных условиях породы насыщены не исключительно нефтью, а сложной смесью нефти, воды и газа (флюидом), то есть представляют собой многофазную систему.

Фазовая (эффективная) проницаемость - проницаемость породы для отдельно взятого флюида (например газа) при наличии в ней многофазных систем.

Относительная проницаемость - отношение эффективной проницаемости к абсолютной.

В следующий раз речь пойдет о режимах работы месторождений - движущих силах, заставляющих двигаться нефть в пластовых условиях

Достаточно пристально посмотреть на картинки, то окажется что 3/4 энергетики - это нефть, уголь и газ. Хотя мне кажется, что большинство адептов зеленой энергетики либо сектанты, либо жесткие прагматики, которые делают на этом деньги. С первыми все понятно, это вопрос веры, вера же вещь иррациональная, никакие разговоры про EROEI, КИУМ, экономические расчёты не способны повлиять на догматику веры. А вторые делают на этом деньги, они и запускают такие рекламные проспекты, которые хавают зеленые сектанты.

Но я отвлекся, разговор все же про водородную энергетику. В отличии от многих других альтернатив, не смотря на минусы, я считаю ее вполне рациональной вещью. Действительно, водород очень калориен, при сгорании килограмма водорода выделяется почти в три раза энергии, чем при сгорании метана. Но в то же время килограмм водорода занимает 11 кубометров, а метана – всего полтора. А пропан-бутановой смеси – всего 0,55 м3. То есть для запасания одной и той же массы топлива потребуется больше и затрат. Так что не все так однозначно.

Но и это не самое главное, только совсем упоротые «зеленые» фантазеры верят в то, что водород это альтернативное топливо. Но они очень жестоко ошибаются, оно является тем же углем и газом, только в новой упаковке. 76 процентов водорода получают из газа, 23 – из угля и только один процент – путем электролиза воды. Причина банальнейшая – деньги. Не смотря на красивые слова про декарбонизацию, борьбу с изменениями климата и прочими светлыми целями, прагматики от альтернативной энергетики умеют считать деньги. И в данном случае даже светлые цели не оправдают затрат.

Технологии получения водорода из угля (газификация угля), получения водород из газа – парового риформинга метана (MRS) и/или автотермический реформинг (с использованием технологии улавливания и захоронения диоксида углерода CCS), да и самый «зеленый способ – пиролиз метана, гораздо выгоднее электролиза, в 2,5-10 раз!!!. Это и есть «голубой» водород по терминологии ЕС. То есть верить в электролизный водород могут совсем отшибленные на голову недоучки-«зеленые» (ставлю в кавычки, потому что есть и реально грамотные специалисты по экологии и защите окружающей среды, но они умеют мыслить рационально и не поддаются зеленым мриям), которые свято верят в электричество из розетки. А на деле рост потребления водорода обозначает рост добычи угля и газа. Что как бы не похоронит Газпром и прочих добытчиков газа, а скорее воскресит, аки Христос воскресил Лазаря.

В принципе Россия сейчас является одним из лидеров производства водорода. Так мы уже производим свыше 5 миллионов тонн водорода в год, порядка 5% мирового производства, и без особых усилий можем увеличить эту цифру в разы. Только вот большая часть водорода ввиду его особенностей – огромной летучести и наводораживания металла, который приводит к его разрушению, используется на месте его производства. Поэтому и пять миллионов тонн, больше и не нужно. Пока.

Но если появится крупный покупатель водорода, например Германия, то его производство будет наращиваться. А транспортировать его проще простого – через трубу. Да-да, через те самые газопроводы, которые, как говорят гробовщики Газпрома, не нужны, мол газа надо все меньше и меньше, достаточно газовозов. Это тоже сектанты, только из другой оперы – гибели России.
В чистом виде его транспортировать себе дороже, но если его подмешивать в метан до 10-20 процентов, то на состоянии современной инфраструктуры это никак не скажется. А уж на том конце труды его можно выделить с помощью технологии с совсем зубодробительным названием – короткоцикловая безнагревная адсорбция.

Если же учесть, что в 2050 году мировое потребление планируется в количестве аж 470 миллионов тонн (если честно, есть у меня сомнение в этой цифре, зачем столько его нужно), то это только подстегнет добычу угля и, особенно, природного газа. А если учесть, что на настоящий момент современная ГТС (украинская дляэтого не подходит), позволяющая транспортировать водород есть только у нас, то, хе-хе, условный Китай и ЕС никуда не денутся от нашего водорода. Впрочем, могут брать и метан с углем и делать у себя – без разницы. Главное, что «век угля, нефти и газа» продлевается еще на длительное время, и мы еще простудимся на похоронах тех, кто его хоронит

Нефть - это природная жидкость преимущественно темного цвета (бывает цветная нефть), различной степени вязкости (от легкотекучей как вода до состояния солидола) и разного запаха (от омерзительного запаха при наличии серосодержащих соединений до приятного при наличии лёгких аренов). Представляет собой смесь различных углеводородов, преимущественно алифатических предельных (алканов), жидких в нормальных условиях.

Природный газ - это смесь лёгких предельных углеводородов, летучих в нормальных условиях. Природный газ не имеет цвета и запаха, он определяется только наличием примесей

Разрядка скважины, на выходе попутный газ (видео мое)

Основа природного газа - метан. Также в нем может быть порядка 10% этана, а также пропана и бутана. Их количество определяет степень жирности газа. Если их в сумме не более 2 процентов, то газ сухой, если 2-5 процентов -полужирный, если свыше пяти процентов - жирный.

Газ может быть свободным, часть газа растворена в нефти, он выделяется из нее при добыче, такой газ называют попутным. Но больше всего газа в связанной с водой твердой форме, напоминающей снег или лёд. Такая форма газа называется газовым гидратом

Также часто встречается газовый конденсат. Это очень интересное вещество, его смело можно назвать попутной нефтью. Если попутный газ растворен в нефти, то бывает и обратный вариант - растворение нефти в газе при сочетании определенных условий - относительно небольшого количества нефти, высокой температуры и давления. Такое явление - растворение жидкости в газовой фазе - называется ретроградным (обратным) испарением. При подъёме газа на поверхность растворенная в нем нефть выпадает в жидкий осадок, это и есть газовый конденсат. Такое явление называется ретроградной (обратной) конденсацией

Если интересуют подробности, то можно прочитать эти статьи:
Легко ли добыть нефть. Природный газ

Легко ли добыть нефть. Что такое газовый конденсат и чем он отличается от нефти

Легко ли добыть нефть Что такое нефть и какой она бывает

В следующий раз рассмотрим проницаемость - фильтрацию нефти в пластовых условиях

В верхней части купола антиклинали при благоприятных условиях может накаливаться нефть и газ

Давайте посмотрим схему строения наиболее часто встречающейся сводовой залежи, которая приурочена к антиклинальной складке. В нижней части залежи находится вода, она обладает наибольшей плотностью. Если вся площадь подстилается водой, то такая залежь называется водоплавающая. На иллюстрации именно такой тип залежи. Бывают еще полнопластовые залежи, если вся толща пласта занята нефтью и газом.

Верхняя часть пласта занята легким природным газом, а между водой и газом находится нефть. Условная поверхность, разделяющая воду и нефть называется водонефтяным контактом (ВНК), еще есть газонефтяной контакт(ГНК) и газоводяной контакт(ГВК).

В месторождениях нефти и газа находится сложная смесь нефти, газа и воды, ее называют флюид. В зависимости от преобладания того или иного компонента месторождения делят на нефтяные, газовые и газоконденсатные. Но в чистом виде они встречаются редко, большинство месторождений содержат не только нефть или газ, а и то, и другое в разных пропорциях, поэтому обычно речь идет о нефтегазовых (нефти больше 50%), газонефтяных (газа более 50%) и нефтегазоконденсатных месторождениях.

В следующей части я расскажу, что же такое нефть, газ и газовый конденсат

Правда это не остатки динозавров, а скопления мелких одноклеточных растений (преимущественно) и животных - планктона. Их так много, что они не успевают разлагаться. Этот процесс называется седиментогенез

Тут зарождается нефть будущего

После этого остатки органики подвергаются сначала диагенезу - биохимическому преобразованию в условиях ограниченного доступа воздуха. Постепенно формируются горючие сланцы, которые богаты органическим веществом керогеном

Горючий сланец

После этого осадочные породы погружаются на глубину 1,5-6 километров и попадают в нефтяное окно - место с температурой 70-190 градусов. Сланцы преобразовываются в нефтематеринскую породу. Начинается катагенез (процесс преобразования органического вещества), состоящий изнескольких стадий - протокатогенез, мезокатогенез и апокатогенез. На входе кератоген, на выходе всевозможные углеводороды, из которых потом формируется нефть, газ и газовый конденсат. Этот процесс длится обычно десятки миллионов лет, но на территории Азербайджана находили нефть, сформировавшуюся в четвертичный период, "всего" каких-то два миллиона лет назад

Углеводороды летучи и подвижны. По разным причинам нефть и газ "отжимаются" из нефтематеринской породы и мигрируют по коллектору. В какой-то момент  они могут упереться в непроницаемый экран, о котором я уже писал ранее - флюидоупор. Формируется ловушка. Она бывает нескольких типов, чаще всего встречаются ловушки структурного типа, например сводовые ловушки

Скопление нефти/газа/газового конденсата в одной или нескольких ловушках и являются месторождением углеводородов.

Подробнее можно прочитать тут: Легко ли добыть нефть. Откуда есть пошла нефть и газ. Часть-1
и тут: Легко ли добыть нефть. Откуда есть пошла нефть и газ. Часть-2

В следующей статье рассмотрим, что такое флюид и какие бывают месторождения углеводородов.

PS. Большое спасибо тем, кто задонатил предыдущий пост. Деньги мелочь, а вот благодарность приятна, собенно получить ее от Сергея Александровича, геофизика из Радужного

Может отсюда и корни растут, смотрят на картинку и видят нефтяную реку, пробурил, спустил трубу -и черпай народное достояние. Но все немного сложнее.

Нефть приурочена к породам, которые называются коллекторы. Они могут быть разного состава, строения, но их объединяет одно - они все имеют пустоты. Пустоты могут быть разными, как большие, которые называются каверны, могут иметьвид длинных и узких трещин, а третьи имеют массу мелких пор. Именно в этих полостях и накапливается нефть. Возьмите кухонную губку, уменьшите размер пор в несколько раз, представьте, что вместо полиуретана твердая основа - вот вам и коллектор

В реальности эта порода выглядит так

Керн из известнякового коллектора

Кстати, во время бурения первых скважин на поверхность поднимают образец породы-коллектора и тщательно изучают. Добывают образец с помощью специальной бурильной головки для отбора керна -образца породы цилиндрической формы

Бурильная головка

Благодаря пористому строению нефть может накапливаться в коллекторе и фильтроваться (проникать) от толщи породы к скважине благодаря так называемой депрессии на пласт - давление в скважине ниже, чем в пласте, и нефть движется из него в скважину. Обратное явление, когда давление в скважине выше пластового и жидкость поступает из скважины в пласт называется репрессией на пласт. И как при депрессии  все определяется пористым строением коллектора.

Схема породы-коллектора

Пористость пород обеспечивает фильтрационно-емкостные свойства пласта, которые определяются пористостью и проницаемостью.

Но для "хранения" нефти недостаточно накопления ее в коллекторе. Коллектор, как я писал, проницаем, газ может из него полностью испариться, что касается нефти, то тут происходит другое. Из нефти испаряются наиболее легкие фракции. Под фракцией понимают совокупность углеводородов, выкипающих при определенной температуре. Этот термин пошел из процесса перегонки нефти. Так первыми выкипают петролейные фракции (пентан и гексан), они улетучиваются еще до ста градусов по Цельсию. Пр температуре от 33 до 205 по Цельсию  - бензины и так далее. То же самое происходит в пластовых условиях. Многие из них не имеют высокой температуры, но приходит на помощь другой фактор - время. За тысячи, миллионы лет улетучиваются легкие фракции, более тяжелые окисляются и подвергаются биологической деструкции, в результате получается тягучий и вязкий битум

Венесуэльское битумное озеро Пич-Лейк

Сам по себе битум тое является ценным сырьем, но явно уступает нефти и гораздо дороже в переработке. И чтобы не произошло такого казуса, вторым обязательным условием сохранения нефти и газа под землей является наличие пород-покрышек, или как их еще называют флюидоупор.

Это плотные породы, которые практически не имеют пор, очень плотные и пе пропускают нефть и газ. Они расположены над скоплениями пород-коллекторов и создают непроницаемый экран. Покрышки бывают разного строения, лучшими считаются толщи галита -  - всем известной каменной соли

В следующей статье я напишу о строении, типах месторождений и как измеряют их запасы