The Nature of Oil and Gas. Природа Нефти и Газа.
Oil and gas are naturally occurring hydrocarbons. Two elements, hydrogen and carbon, make up a hydrocarbon. Hydrogen and carbon have a strong attraction for each other. As a result, they form many compounds. The oil industry processes and refines hydrocarbons such as natural gas, liquefied petroleum gas (lpg), and gasoline from natural and crude hydrocarbons that occur in the earth. These hydrocarbons occur in layers of rock that often lie thousands of feet below the ground. Operating companies and drilling contractors must therefore drill wells to bring them to the surface
Нефть и газ по природе состоят из углеводородов. Два элемента, водород и углерод, образуют углеводород. Водород и углерод имеют сильную связь друг с другом. В результате, они формируют много соединений. Нефтедобывающая промышленность перерабатывает углеводороды типа природного газа в сжиженный газ (LPG – сжиженный нефтяной газ), выделяют бензин из сырых природных углеводородов (нефти), которые находятся в земле. Эти углеводороды содержатся в слоях горной породы, которые часто залегают на тысячах футов ниже поверхности (земли). Поэтому операционные компании и буровые подрядчики должны бурить скважины, чтобы поднять их на поверхность.
NATURAL GAS. Природный газ
The simplest hydrocarbon is methane (CH4). It has one atom of carbon and four atoms of hydrogen. Under normal pressure (the pressure the atmosphere exerts at or near sea level) and temperature (about like what you find outside on a pleasant day) methane is a gas. Methane is the main component of natural gas. Natural gas occurs naturally in the earth, usually mixed with other hydrocarbon gases. Sometimes it also contains nonhydro-carbon gases such as carbon dioxide and nitrogen. After natural gas is produced, a gas-processing facility removes such impurities before the gas reaches consumers.
Самый простой углеводород - метан (CH4). Он содержит один атом углерода и четырех атома водорода. При нормальном давлении (атмосферное давление на уровне моря) и температуре (подобно той, что вы наблюдаете в погожий день) метан - газ. Метан - главная составляющая природного газа. Природный газ, образуясь естественным путем в земле, обычно смешивается с другими углеводородными газами. Иногда они также содержат газ не углеводородной группы, - углекислый газ и азот. После того, как природный газ добыт, газ перерабатывается, и из него удаляют различные примеси прежде, чем газ поступит к потребителям.
LIQUEFIED PETROLEUM GAS (LPG). Сжиженный нефтяной газ.
Ethane, propane, and butane often occur with natural gas. Ethane (C2H6) is in lpg, but lpg is mainly propane (C3H8) and butane (C4H10). When you compress propane and butane a little at normal temperature—that is, when you raise the pressure on them slightly above atmospheric pressure at normal temperature—they liquefy. When you release the pressure, they turn into gas. Thus you can use lpg as a portable fuel. It travels in a pressurized container as a liquid. When you connect the container to a stove's burner, for example, lpg changes into gas when you turn on the burner and release the pressure.
Этан, пропан, и бутан часто содержатся в природном газе. Этан (C2H6) находится в LPG, но LPG - главным образом это пропан (C3H8) и бутан (C4H10). Когда Вы немного сжимаете пропан и бутан при обыкновенной температуре - то есть когда Вы создадите давление немного выше атмосферного давления при обыкновенной температуре, тогда они сжижают. Когда Вы снизите давление, они превращаются в газ. Таким образом Вы можете использовать LPG (сжиженный нефтяной газ) как переносное топливо. Он перевозится в герметичной емкости как жидкость. Например, если Вы подключите емкость к газовой форсунке, то когда Вы включаете горелку, то снижаете давление, и LPG превращается в газ.
OTHER HYDROCARBONS. Другие углеводороды.
Hydrocarbons with more carbon and hydrogen atoms than propane and butane may be liquid or solid under normal conditions. Pentane (C5H15), hexane (C6H14), heptane (C7H16), and octane (C8H18g), for example, are liquid hydrocarbons under normal conditions. Gasoline is a mixture, or blend, of several hydrocarbons that are liquid under normal conditions.
Углеводороды с большим количеством углеродных и водородных атомов, чем у пропана и бутана могут быть жидкими или тверды при нормальном давлении. Например, пентан (C5H15), гексан (C6H14), гептан (C7H16), и октан (C8H18g), , являются жидкими углеводородами при нормальными условиях. Бензин - смесь, то есть смесь нескольких углеводородов, которые являются жидкими при обычных условиях.
CRUDE OIL, TAR, AND ASPHALT. Сырая нефть, гудрон и асфальт.
Crude oil is also a mixture and usually occurs as a liquid. Tars and asphalts are solid hydrocarbons under normal conditions. Raising the temperature, however, liquefies them. When a roofer heats tar, for example, it liquefies and binds gravel or other roofing materials into a spread able mixture. When it cools back to normal temperature, it solidifies to form a waterproof surface.
Сырая нефть - также смесь и обычно является жидкой. Гудроны и асфальта - твердые углеводороды при нормальных условиях. Однако повышение температуры, разжижает их. Например, когда гудрон нагреть, он разжижается и свяжет гравий или другой кровельный материал в вязко растекающуюся смесь. Когда он остынет до обычной температуры, он затвердеет и сформирует водонепроницаемую поверхность.
Oil and Gas Reservoirs. Нефтяные и газовые месторождения (резервуары)
Oil does not occur in underground lakes or rivers, contrary to what some people think. Instead, crude oil and natural gas occur in buried rocks. Not just any rock can hold hydrocarbons, however. To serve as an oil and gas reservoir, rocks have to meet several criteria.
Нефть содержится не в подземных озерах или реках, вопреки тому, как некоторые люди полагают. Вместо этого, сырая нефть и природный газ содержится в недрах породы. Однако не в любой горной породе могут содержаться углеводороды. Чтобы стать нефтяным и газовым резервуаром породы должны отвечать некоторым критериям.
CHARACTERISTICS OF RESERVOIR ROCKS. Характеристики пород месторождения.
Nothing looks more solid than a rock. Yet, choose the right rock—say, a piece of sandstone or limestone—and look at it under a microscope. You see many tiny openings. Geologists call these tiny rock openings pores (fig. 15). A rock with pores is porous and a porous rock has porosity. Reservoir rocks must be porous, because hydrocarbons can occur only in pores.
Ничто не представляется более монолитным, чем горная порода. Но, выберите, скажем, необходимую породу, кусок песчаника или известняка и посмотрите на нее под микроскопом. Вы увидите много крошечных отверстий. Геологи называют эти крошечные отверстия, - порами горной породы. Горная порода с порами пористая, и пористая горная порода характеризуется пористостью. Коллекторские породы должны быть пористые, потому что углеводороды могут содержаться только в порах.
A reservoir rock is also permeable, that is, its pores are connected. If hydrocarbons are in the pores of a rock, they must be able to move out of them. Unless hydrocarbons can move from pore to pore, they remain locked in place, unable to flow into a well. A suitable reservoir rock must therefore be porous, permeable, and contain enough hydrocarbons to make it economically feasible for the operating company to drill for and produce them.
Коллекторская порода также проницаемая, то есть его поры связаны между собой. Если углеводороды находятся в порах горной породы, они способны в них перемещаться. Если углеводороды не могут перемещаться между порами, они остаются блокированными на месте, и неспособны течь в скважину. Подходящая коллекторская порода должна, поэтому быть пористая, проницаемая, и содержать достаточно углеводородов, быть экономично выгодной для добывающей фирмы, чтобы вести бурение и добывать их.
ORIGIN AND ACCUMULATION OF OIL AND GAS. Образование и формирование месторождения нефти и газа.
Geological action creates cracks, or faults, in the earth's crust. Earth movement folds layers of rock upward and downward. Molten rock thrusts upward, altering the shape of the surrounding beds. Disturbances in the earth shove great blocks of land upward, drop them downward, and move them sideways. Wind and water erode formations, earthquakes bury them, and new sediments fall onto them. Land blocks a bay's access to open water, and the resulting inland sea evaporates. In short, geological forces slowly but constantly alter the very shape of the earth. These alterations in the layers of rock are important because, under the right circumstances, they can trap and store hydrocarbons.
Геологическая активность образует разломы, трещины, или нарушения, в земной коре. Перемещение земли поднимает или опускает породу, содержащую слои (пласты). Текучая порода осевым давлением, изменяет окружающую форму залежи. Беспорядочное движение в земле выталкивает большие блоки земли вверх, опускают их вниз, и перемещают их в сторону. Ветер и вода разъедают отложения, землетрясения хоронят их, и нагромождают на них на них новые отложения. Блоки земли отрезают от океана часть, и образовавшееся внутреннее море испаряется. Короче говоря, геологические силы медленно, но постоянно изменяют самую форму земли. Эти изменения в слоях (пластах) породы важны, потому что, при определенных обстоятельствах, они могут улавливать и сохранять углеводороды.
Even while the earth changes, the weight of overlying rocks continues to push downward, forcing hydrocarbons out of their source rocks. Seeping through cracks and fissures, oozing through small connections between rock grains, the hydrocarbons move upward. They move until a subsurface barrier stops them or until they reach the earth's surface, as they did at Oil Creek. The majority, however, do not reach the surface. Instead, they become trapped and stored in a layer of subsurface rock. It is this trapped petroleum—these reservoirs of petroleum—that today's oil industry seeks.
Даже, когда земная толща видоизменяется, давление вышележащей породы продолжает давить вниз, вытесняя углеводороды из их нефтематеринских пород. Просачиваясь сквозь разломы и трещины, протекая через маленькие каналы между зернами горной породы, углеводороды перемещаются вверх. Они двигаются, пока подземный экран не остановит их или пока они не достигнут поверхности земли, как это произошло у Нефтяного Ручья. Большая часть, однако, не достигает поверхности. Вместо этого, они будет пойманы и сохранены в пласте подземной горной породы. Эта пойманная нефть и является – нефтяным месторождением (резервуаром) – поиском которых сегодня занимается нефтедобывающая промышленность.
PETROLEUM TRAPS. Нефтяная ловушка.
A hydrocarbon reservoir has a distinctive shape, or configuration, that prevents the escape of hydrocarbons that migrate into it. Geologists classify reservoir shapes, or traps, into two types: structural traps and stratigraphic traps.
Углеводородный резервуар имеет отличительную форму, или конфигурацию, которая предотвращает утечку скопившихся в нем углеводородов. Геологи классифицируют формы резервуара, или ловушек, на два типа: структурные ловушки и стратиграфические ловушки.
Structural traps form because of a deformation in the rock layer that contains the hydrocarbons. Two examples of structural traps are fault traps and anticlinal traps.
Структурные ловушки формируются при деформации пласта горной породы, который содержит углеводороды. Два примера структурных ловушек - ловушки, обусловленные наличием сброса и ловушки антиклинальные.
A fault trap occurs when the formations on either side of the fault move. The formations then come to rest in such a way that, when petroleum migrates into one of the formations, it becomes trapped there. Often, an impermeable formation on one side of the fault moves opposite a porous and permeable formation on the other side. The petroleum migrates into the porous and permeable formation. Once there, it cannot get out because the impervious layer at the fault line traps it.
Ловушка, обусловленная наличием нарушения, образуется, когда одна из сторон сдвинута (вверх или вниз). Блок земли располагается так, что когда нефть мигрирует из одного блока в другой, она оказывается там пойманной. Часто, непроницаемые породы с одной стороны размещаются напротив пористой и проницаемой породы с другой стороны. Нефть мигрирует в пористую и проницаемую породу. В частности, она не может передвигаться также еще из-за того, что водонепроницаемый слой отсекает ее от ловушки.
An anticline is an upward fold in the layers of rock, much like an arch in a building. The oil and gas migrate into the folded porous and permeable layer and rise to the top. They cannot escape because of an overlying bed of impermeable rock.
Антиклиналь - восходящая складка в пластах горной породы, во многом подобна строительной арки. Нефть и газ мигрируют в пористый и проницаемый пласт и поднимаются к вершине складки. Они не могут вытекать потому, что выше лежит непроницаемая порода.
Stratigraphic traps form when other beds seal a reservoir bed or when the permeability changes within the reservoir bed itself. In one stratigraphic trap, a horizontal, impermeable rock layer cuts off, or truncates, an inclined layer of petroleum-bearing rock. Sometimes a petroleum-bearing formation pinches out—that is, an impervious layer cuts it off. Other stratigraphic traps are lens-shaped. Impervious layers surround the hydrocarbon-bearing rock. Still another occurs when the porosity and permeability change within the reservoir itself. The upper reaches of the reservoir are nonporous and impermeable; the lower part is porous and permeable and contains hydrocarbons.
Стратиграфические ловушки формируются, когда другие пласты изолируют пласт резервуара или когда проницаемость изменяется в пределах самого пласта резервуара. В одной стратиграфической ловушке, плоскость, непроницаемой породы отсекает, или перерезает, наклонный пласт нефтяной горной породы. В другой, сформированная нефтяная горная порода выклинивается, то есть водонепроницаемый слой отрезает ее. Другие стратиграфические ловушки являются линзовидными. Водонепроницаемые слои окружают материнскую углеводородную горную породу. Другой случай, когда пористость и проницаемость изменяются непосредственно в пределах резервуара. Кровля резервуара, является плотной и непроницаемой; более низкая часть пористая и проницаемая и содержит углеводороды.
Many other traps occur. In a combination trap, for example, more than one kind of trap forms a reservoir. A faulted anticline is an example. Several faults cut across the anticline. In some places, the faults trap oil and gas.
Существует много других ловушек. Например, в комбинированной ловушке, резервуар состоит более чем из одного вида форм. Пример - сбросовая антиклиналь. Несколько нарушений проходит вкрест простирания антиклинали. В нескольких местах, ловушка нефти и газа рассечена.
Another trap is a piercement dome. (диапировая купол протыкающего типа) In this case, a molten substance—salt is very common—pierces surrounding rock beds. While molten, the moving salt deforms the horizontal beds. Later, the salt cools and solidifies and some of the deformed beds trap oil and gas. Spindletop was formed by a piercement dome.
Другая ловушка – диапировая залежь, купол протыкающего типа. В этом случае, расплавленная субстанция - в основном это отложения солей - пробивает окружающие пласты. В процессе течения, двигающаяся соль деформирует горизонтальные пласты. Затем, соль остывает и твердеет и образует деформированную пластовую ловушку нефти и газа. Месторождение Спинделтоп было сформировано как диапировая залежь (купол протыкающего типа).