Надо Знать

добавить знаний



Природные горючие газы



План:


Введение

Производители природного газа (страны обозначены коричневым и красным цветами являются крупнейшими производителями природного газа)

Газы природные горючие ( рус. газы природные горючие, англ. combustible natural gases; нем. nat?rliche Brenngase n pl) - смеси газов земной коры - углеводороды метанового ряда и неуглеводородных компонентов - способных гореть.


1. Распространение

Встречаются в осадочном чехле земной коры в виде свободных скоплений, а также в растворенном (в нефти и пластовых водах), рассеянном (сорбированных породами) и твердом (в газогидратных залежах) состояниях.

2. Состав

Природные горючие газы представляют собой смесь газообразных соединений и элементов, таких, как углеводороды парафинового ряда от СН 4 до С 5 Н 12, СО 2, N 2, H 2, CO, SO 2 и редких газов - аргона, ксенона, неона, криптона, гелия.

Чаще всего они представлены метаном (содержание до 85-90%), этаном, пропаном, Бутан и пентаном (суммарное содержание 0,1-20%), а также парами легких жидких углеводородов.

Углеводороды, тяжелее пентана, имеющиеся в основном в газах нефтяных и газоконденсатных месторождений. Теплотворная способность 32,7 МДж / м 3.

Неуглеводной компоненты представлены главным образом азотом, углекислым газом, водяными парами, соединениями серы ( сероводород, меркаптаны, сернистый оксид углерода и др.), гелием, аргоном, встречаются водород, ртуть, пары летучих жирных к-т.

Содержание углекислого газа изменяется от долей процента до 10-15%, иногда больше, напр., В Астраханском месторождении концентрация СО 2 22%. Концентрация азота в Г.п.г. обычно не превышает 10% (часто 2-3%), в газах отдельных нефтегазоносных бассейнов его содержание может достигать 30-50% (например, в Волго-Уральском) и более; известны месторождения с преимущественным содержанием азота (Чу-Сарисуйська газоносных область : Амангельдинське месторождение - 80% N 2 и 16% CH 4; Учаральське месторождение 99% N 2).

Количество сероводорода обычно не превышает 2-3%, как исключение известные газовые залежи с содержанием сероводорода 15-20% и более (Астраханское месторождение - 22,5%). Концентрации гелия преимущественно составляют сотые и тысячные доли процента; в США и Канаде есть месторождения с содержанием гелия 5-8% (Ратлснейк - 7,6%; Модли-Дом - 7,2%).


3. Классификация

Различные пути генезиса и разный состав затрудняют классификацию природных горючих газов. Так, например, классификация К. П. Кофанова не объединяет все природные газы, а касается только углеводородного их части. Автор подразделяет все залежи газов по содержанию в них этана и пропана на следующие группы:

  • 1) этан-пропановая (С2> С4);
  • 2) пропан-етанова (С4> С2)
  • 3) смешанная, характеризующееся одинаковыми или близкими соотношениями С2 и С4.

Первая группа наиболее распространена и встречается во всех видах залежей "сухих" газовых, газонефтяных и газоконденсатных месторождений. Вторая группа присуща только газоконденсатных залежей. Третья - смешанная - распространена меньше и встречается как в нефтяных, так и в газовых месторождениях.

Генетическая классификация природных газов, в частности углеводородных, строится авторами зависимости от их точки зрения на происхождение нефти и газа. Поэтому любая генетическая классификация в наше время [ Когда? ] субъективна. Дж. Амикс и др.. выделяют 5 разновидностей пластовых флюидов (по фазовым состоянием).

  • 1. "Сухой газ", который характеризуется отсутствием в сепараторе жидкости конденсируется.
  • 2. "Жирный газ" с газовым фактором 10 000-18 000 м 3 / м 3 жидкостью плотностью менее 0,74 г / см 3.
  • 3. "Конденсатный газ" с газовым фактором от 1400 до 12 500 м 3 / м 3 и жидкостью плотностью между 0,78 и 0,74 г / см 3.
  • 4. "Нефть с высокой усадкой "с газовым фактором от 180 до 1400 м 3 / м 3 и плотностью 0,74-0,80 г / см 3.
  • 5. "Нефть с низкой усадкой" с газовым фактором менее 180 м 3 / м 3 и плотностью выше 0,80 г / см 3.

"Сухой газ" состоит в подавляющем большинстве случаев с метана с примесью этана и очень небольшого количества тяжелых углеводородных газов. Азотно-метановые и азотные газы также можно отнести к этой группе. Жидкая фаза в "сухих газах" может образоваться только за счет конденсации водяного пара, поскольку "сухой газ" может содержать воду. Единственным исключением является скопление азотных газов попадающих в группу "сухой газ". "Жирный газ" содержит гораздо больше тяжелых углеводородов, чем "сухой газ". Поэтому при сохранении пластовой температуры этот флюид находится в однофазном газообразном состоянии. Термин "жирный газ" возник в связи с тем, что условия, существующие в сепараторе, соответствуют для этого флюида двухфазной области и в сепараторе конденсируется жидкая углеводородная фаза. При естественной миграции флюида, в случае попадания его в пласты неглубокого залегания, "жирный газ" может образовать жидкую углеводородную фазу.

Таким образом, "жирные газы" является промежуточным звеном между "сухими" и "конденсатными газами". С "сухими газами" их сближает невозможность образования жидкой фазы в системе при температуре пласта, с "конденсатными" - появление жидкой фазы в сепараторе и возможность ее появления в недрах Земли в процессе субвертикальнои миграции флюида или воспарение толщи при тектонических перемещениях. "Конденсатный газ" по сравнению с "жирным" содержит более тяжелых компонентов, количество жидкости выделяется в сепараторе на 1 м 3 газа, и ее плотность также увеличиваются. Главная разница между "конденсатных газом" и "сухим" и "жирным" - это возможность ретроградной изотермической конденсации в пластовых условиях.


4. Характеристики

Факторами, которые определяют влажность газа, является давление, температура, состав, а также количество солей, растворенных в воде, контактирующей с данным газом. Чем больше в Г.п.г. тяжелых углеводородов и азота, тем ниже его влажность. Наличие сероводорода и углекислого газа увеличивает его влажность. При промышленной обработке, транспортировке и переработке Г.п.г. наличие паров воды в них обуславливает образование конденсата водяного пара и ледяных пробок, что затрудняет эксплуатацию газопроводов и аппаратов.

Наличие влаги в газах при повышенном давлении и пониженной температуре обуславливает образование и отложение в газопроводах и технологических аппаратах гидратов углеводородных газов. Для удаления влаги из газов используют различные физические и физико-химические методы осушки газов.


5. Происхождение

Относительно происхождения Г.п.г., большинство исследователей придерживается органической теории происхождения углеводородов. Согласно этой теории газообразные углеводороды генерируемых главным образом в процессе преобразования гумусовой и сапропелевые органич. вещества. Согласно неорганической или абиогенной теории, нефть и газ образуются в результате синтеза из углерода и водорода в условиях высоких т-р и давления глубинных зон земной коры. Формирование газовых залежей происходит вследствие миграции газа из материнских толщ и аккумуляции их в естественных резервуарах.


6. Геологические запасы

Большинство разведанных запасов природного газа (более 90%) заключена в чисто газовых или газоконденсатных месторождениях. Разведанные запасы газа в мире - более 80 трлн. м 3. Из недр добыто ок. 50 трлн. м 3. Ежегодно добывается ок. 2 трлн. м 3 газа.

По оценкам Мирового энергетического конгресса (1998) разведанные запасы газа составляют в млрд. т. у.т.: мировые 172,8; Европа - 6,5; Украина - 1,1.

По прогнозам " Римского клуба "исчерпания планетарных запасов Г.п.г. с учетом новых разведанных ресурсов следует ожидать бл.2050 г. Всего в мире известно более 10 тыс. газовых родов., однако осн. запасы газа сосредоточены в небольшом числе уникальных (более 1 трлн. м3) и крупнейших (0,1-1,0 трлн. м 3) газовых и газоконденсатных месторождений.

Анализ распределения начальных запасов газа по 180 наиболее крупных родов. мира показывает, что в кайнозойских отложениях сосредоточено 11%, в мезозойских - 65,5% и палеозойских 23,5%. В глубь. до 1000 м содержится 13,6% запасов газа, в интервале 1000-3000 м - 73,4%, 3000-5000 м - 12,9% и ниже 5000 м - 1,1%.

С песчаными коллекторами связано 76,3% запасов, с карбонатными - 23,7%. Глинистыми покрышками контролируется 65,7% запасов газа, соленосными - 34,3%. Подавляющее большинство запасов газа (91%) сосредоточена в ловушках структурного типа.

На территории Украины открыто более 120 месторождений Г.п.г. - В Приднепровско-Донецкой и Предкарпатского нефтегазоносных областях и Причерноморье и акватории Азовского моря.


7. Применение

Г.п.г. - Высокоэффективный энергоноситель и ценная хим. сырье. Они позволяют осуществлять принципиально новые технологи. процессы - скоростное конвекционное и радиационное нагрева, непосредственное сжигание в жидкостях и расплавах, безокиснювальне нагрева металлов и т.д.

С Г.п.г. производят метанол, формальдегид, уксусную кислоту, ацетон и т.д. Г.п.г. широко применяют для получения аммиака, спиртов, олефиновых углеводородов, прежде всего этилена и пропилена, которые в свою очередь являются сырьем для пластич. масс, синтетических. каучуков, шт. волокна и т.д. Сернистые природные газы используют для получения элементарной серы.

Во многих технологических процессах очень эффективная замена электроэнергии и пара продуктами сгорания Г.п.г. Так, при замене электроэнергии коэффициент использования первичного топлива возрастает с 0,35 до 0,6-0,7. Применение Г.п.г. сокращает удельный расход топлива в доменном производстве на 10% (с повышением производительности на 2-4%), в мартеновском производстве на 5-7% (с повышением производительности на 7-10%), в процессах нагрева металла на 2-5%, при производстве метанола на 8-10%. Г.п.г. позволяют осуществить принципиально новые технологические процессы - скоростное конвективное и радиационное нагрева, сжигания непосредственно в жидкостях и расплавах, безокислювальне нагрева металлов и т.д. Г.п.г. - Ценное химическое сырье для производства метанола, формальдегида, уксусной кислоты, ацетона и других органических соединений. Конверсией кислородом или водяным паром из метана (основного компонента Г.п.г) получают синтез-газ (СО + Н 2), широко применяемый для получения аммиака, спиртов и других органических продуктов; пиролиза и дегидрогенизации метана - ацетилен, сажу и водород.

Г.п.г. применяют также для получения олефиновых углеводородов, прежде всего этилена и пропилена, которые в свою очередь являются сырьем для дальнейшего органического синтеза. Из них производят пластические массы, синтетические каучуки, искусственные волокна и др.. Сирководневмисни газы используют для получения элементарной серы.


См.. также

Литература


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам