Критические температуры и ретроградная конденсация нефти

Открытие многих дистиллятных или конденсатных газовых залежей, газ которых содержит значительный процент легких углеводородов, являющихся при обычных температурах и атмосферном давлении жидкостями, привлекло внимание исследователей к сложным критическим явлениям, наблюдаемым в углеводородных смесях. Правильное понимание этой проблемы имеет исключительно важное значение для определения наиболее эффективных методов разработки конденсатных залежей, в связи с чем было проделано много опытов и проведены обстоятельные исследования. Ясно, что критические температуры и давления углеводородных смесей, таких, как нефть, сильно отличаются от критических температур и давлений отдельных компонентов этой смеси. Если критическая температура и давление какого-либо отдельного углеводорода отличаются от критической температуры и давления смеси, то критических явлений при этих условиях не наблюдается даже в том случае, если данный углеводород составляет значительную часть нефти. Критическое давление нефти может быть много выше критического давления каждого из ее компонентов. Более того, вместо определенной критической точки, смеси имеют так называемую критическую зону, некоторый температурный интервал, в котором обнаруживаются явления, более или менее характерные для критического состояния вещества.

Явление ретроградной конденсации характерно для смесей природного газа и легких жидких нефтяных углеводородов; это явление наблюдается при высоких давлениях и при температурах, не достигающих критической. Если смеси природного газа с конденсированной жидкой фазой углеводородов, встречающиеся в конденсатных газовых месторождениях, подвергаются давлению при обычных для коллекторов температурах, то объем жидкой фазы сначала увеличивается, так как природный газ растворяется в ней по мере повышения давления. Однако после того как давление превысит некоторый предел, объем жидкости начинает уменьшаться, так как она растворяется в газе, и при тех давлениях, которые господствуют в коллекторах, вся жидкость растворяется в газе. В конденсатных газовых залежах заметных количеств тяжелых углеводородов, составляющих основную массу нефти, не обнаружено, однако предполагают, что на глубине при больших температурах и давлениях газ содержит значительный процент тяжелых углеводородов; возможно, что на большой глубине большинство компонентов нефти находится в газообразном состоянии.

Разумеется, есть предельная температура, выше которой нефть не может существовать в жидком состоянии. В настоящее время каких-либо определенных указаний относительно этой температуры не имеется; глубина, на которой достигается эта предельная температура, зависит от геотермического градиента и от состава самой нефти. Возможно, что нефть будет диссоциировать при температурах, которые несколько ниже критической; в таком случае по мере приближения к глубинам с температурой диссоциации, мы будем встречать легкие, более стойкие углеводороды.