USD 76.8195

0

EUR 89.6637

0

BRENT 42.55

+0.14

AИ-92 43.39

0

AИ-95 47.46

-0.03

AИ-98 53.52

+0.01

ДТ 47.4

0

39167

Газ природный

Природный — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли

Газ природный

Природный газ (Natural gas) - смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ  - катагенетического преобразования органического вещества осадочных горных пород.

Природный газ относится к полезным ископаемым. 
Газ - это энергоресурс: 1 млрд м3 газа = 10,46 ТВт*час электроэнергии.

Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится:

  • в газообразном состоянии - в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, 
  • в растворенном состоянии в нефти или воде.

При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии.
В определенных термодинамических условиях: гидростатическое давление (до 250 атм) и сравнительно низкая температура (до 295°К), соединяясь с пластовой водой, может переходить в земной коре в твердое ( кристаллическое ) состояние и образовывать естественные газогидратные залежи ( газовые гидраты).
Газогидратные залежи обладают более высокой концентрацией газа в единице объема пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как 1 объем воды при переходе ее в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. 

Состав природного газа

Основную часть - метан (CH4) - 92 - 98 %.
В состав природного газа могут также входить более тяжелые углеводороды - гомологи метана:

  • этан (C2H6),
  • пропан (C3H8),
  • бутан (C4H10).
а также другие неуглеводородные вещества:

  • водород (H2),
  • сероводород (H2S),
  • диоксид углерода (СО2),
  • азот (N2),
  • гелий (Не).
В зависимости от содержания метана выделяются 2 основные группы природного газа: 
  • группы H (высококалорийный газ) - с высоким содержанием метана (от 87% до 99%), самый высококачественный. 
  • группы L (низкокалорийный газ) - характеризуется менее высоким содержанием метана - от 80% до 87%. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха.

Многие газовые месторождения, залегающие на глубине не более 1,5 км, состоят из метана с небольшими примесями его гомологов (этапа, пропана, бутана), азота, аргона, иногда углекислого газа и сероводорода, но с глубиной содержание гомологов метана обычно растет.
В газоконденсатных месторождениях (ГКМ) содержание гомологов метана значительно выше, чем метана.
Больше гомологов метана и у нефтяных попутных газов (ПНГ).
В отдельных газовых месторождениях наблюдается повышенное содержание углекислого газа CO2, сероводорода H2S и азота.


Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ - Одорантов.
Одорант (Odorant) специально выбирают с сильным неприятным запахом (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц). Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан (16 г / 1000  мприродного газа).

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении.
Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; при нормальных условиях, если не указано другое):

Плотность природного газа:

  • от 0,68 до 0,85 кг/м³ относительно воздуха (сухой газообразный);
  • 400 кг/м³ (жидкий).

Температура самовозгорания: 650 °C;
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 5 % до 15 % объёмных;
Удельная теплота сгорания: 28-46 МДж/м³ (6,7-11,0 Мкал/м³);
Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120-130.
Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Месторождения
В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа.
Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти, они образуются в результате разложения останков живых организмов.
Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлении, чем нефть.
С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.
Промышленные месторождения газов природных горючих встречаются в виде:
  • обособленных скоплений, не связанных с каким-либо др. полезным ископаемым;
  • в виде газонефтяных месторождений, в которых газообразные углеводороды полностью или частично растворены в нефти или находятся в свободном состоянии и заполняют повышенную часть залежи (газовые шапки) или верхние части сообщающихся между собой горизонтов газонефтяной свиты;
  • в виде ГКМ, в которых газ обогащен жидкими, преимущественно низкокипящими углеводородами. 
Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров в отложениях всех геологических систем, начиная с конца протерозоя и на различных глубинах, но чаще всего до 3 км.
Газовые залежи по особенностям их строения разделяются на 2 группы:
  • пластовые - где скопления газа приурочены к определенным пластам-коллекторам;
  • массивные - не подчиняются в своей локализации определенным пластам
Среди пластовых наиболее распространены сводовые залежи, сохраняемые мощной глинистой или галогенной покрышкой.
Подземными природными резервуарами служат:
  • для 85% газовых месторождений и ГКМ - песчаные, песчано-алевритовые и алевритовые породы, нередко переслоенные глинами; 
  • в 15% случаев - карбонатные породы. 
Месторождение - это несколько залежей, подчиненных единой геологической структуре.
Залежи  формируются в природных ловушках на путях миграции газа.
Миграция происходит в результате:
  • статической или динамической нагрузки горных пород, выжимающих газ, 
  • при свободной диффузии газа из областей высокого давления в зоны меньшего давления.
Различают миграции:
  • внерезервуарная региональная - сквозь мощные толщи пород различной проницаемости по капиллярам, порам, разломам и трещинам,
  • внутрирезервуарная локальная - внутри хорошо проницаемых пластов - коллекторов
Сверхглубокой скважиной недалеко от г. Новый Уренгой получен приток газа с глубины более 6000 метров.
В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах).
Поры соединены между собой микроскопическими каналами - трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине.
Движение газа в пласте подчиняется определенным законам.
Для разведки газа проводят геологоразведочные работы (ГРР).
Для добычи газа обустраивают нефтегазовый промысел.
Газ добывают из недр земли с помощью скважин.
Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения.
Это делается для равномерного падения пластового давления в залежи.
Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение скважин.
Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное.


Структура месторождений различны для складчатых и платформенных условий.
В складчатых районах выделяются 2 группы структур: связанные с антиклиналями и моноклиналями.
В платформенных районах - 4 группы структур:
  • куполовидные и брахиантиклинальные поднятия, 
  • эрозионные и рифовые массивы,
  • моноклинали, 
  • синклинальные прогибы. 
Все газовые месторождения и ГКМ приурочены к определенному газонефтеносному осадочному (осадочно-породному) бассейну, представляющему собой автономные области крупного и длительного погружения в современной структуре земной коры.
Различают 4 группы:
  • приуроченные к внутриплатформенным прогибам (например, Мичиганский и Иллинойсский бассейн США, Волго-Уральская НГП РФ); 
  • приуроченные к прогнутым краевым частям платформ (например, Зап.-Сибирский в РФ); 
  • контролируемые впадинами возрожденных гор (бассейны Скалистых гор в США, бассейны Ферганской и Таджикской впадин в Таджикистане); 
  • связанные с предгорными и внутренними впадинами молодых альпийских горных сооружений (Калифорнийский бассейн в США, сахалинский бассейн в РФ). 
Огромными запасами природного газа обладают Россия, Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. 
Из европейских стран - Норвегия, Нидерланды. 
Среди бывших республик СССР большими запасами газа владеет Туркмения, Азербайджан,Узбекистан а также Казахстан. 

Наиболее крупными месторождениями в РФ являются:
Газли - 445 млрд м3 в Средней Азии;
Шебелинское - 390 млрд мна Украине.
США - 8,3 трлн м3, Алжир - 4,0 трлн м3, Иран - 3,1 трлн м3, Нидерланды - 2,3трлн м3;
Крупнейшие месторождения (в трлн м3): в США - Панхандл-Хьюготон -1,96; в Нидерландах - Слохтерен (Гронинген) -1,65; в Алжире - Хасси-Рмель -около 1.
В 2011 г, согласно данным ЦДУ ТЭК РФ, добыча газа в России составила 670,5 млрд м³ /год

Применение.
Газы природные горючие - высокоэкономичное энергетическое фоссильное топливо, теплота сгорания 32,7 Мдж/м3 (7800 ккал/м3) и выше
  • применяется как топливо на тепловых электростанциях (ТЭС), 
  • в чёрной и цветной металлургии, 
  • цементной и стекольной промышленности, 
  • при производстве стройматериалов и для коммунально-бытовых нужд,
  • для производства метилового спирта, формальдегида, ацетальдегида, уксусной кислоты, ацетона и др. органических соединений,
  • конверсией кислородом или водяным паром из метана получают синтез-газ (CO+H2) - сырье для получения аммиака, спиртов и др. органических продуктов,
  • пиролизом и дегидрогенизацией метана получают ацетилен, сажу и водород - сырье для синтеза аммиака,
  •  для получения олефиновых углеводородов: этилена и пропилена - сырья для дальнейшего органического синтеза. Из них производят пластические массы, синтетические каучуки, искусственные волокна и др. продукты.