能源概论02常规能源-天然气

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第二章 常规能源
第三节 天然气
生物—热催化过渡带气
指生物作用趋于结束，有机质进入大量形成液态烃的演 化阶段，由催化、脱羧和缩合作用等形成的气态物质。
热解气
有机质在热力作用下所形成的气态物质。通常是指生油 窗内所生成的烃类气体，其特点是重烃含量一般较高。
油型气
是指生油母质（I、II型干酪根）在演化过程 中所生成的天然气，包括生油母质从低成熟到 过成熟阶段生成的天然气。
煤型气
是指腐殖型有机质（III型干酪根）在演化过 程中所形成的天然气。
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第三节 天然气
一、概述
1 天然气概念
广义：存在于自然界中 的一切天然的气体。
狭义：可燃烃类气体， 特别是以烃类为主的天 然气藏中的天然气。 由于天然气形成过程的复杂性和气态物质的流动性， 在自然界遇到的可燃天然气是与其他气态物质的混合 物，如自甲烷到烷烃类系列，二氧化碳、氮、硫化氢、 以及气态汞和稀有气体。
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第三节 天然气
甲烷的来源
甲烷存在于许多不同的环境，如沼泽、封闭湖和 煤矿等。 海水中也存在溶解甲烷，甚至牛、羊等动物消化 系统中也存在甲烷。
现代沉积物中由于细菌作用可以产生和消耗甲烷， 较深部位由于成岩作用的矿物岩石催化作用，有 机质缩聚作用均可形成甲烷。 现代和古代沉积以及在地球深部岩石中都可能存 在甲烷。
继南堡油田和普光气田之后，中石油又传出捷报，在四川发现一 大型天然气田，预估储量高达7000亿m3。中石油内部人士表示， 这个气田名为龙岗气田，是中国目前已知的最大天然气田。
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第三节 天然气
生物气 也称细菌气，指有机质在微 生物作用过程中所形成的气 态物质。
在富含有机质沉积物的表层 可形成甲烷，但大部分逸散 到水体或大气中，只有在缺 氧、低SO24环境且具备圈 闭的条件下才能有大量的生 物气形成并聚集成气藏。
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第三节 天然气
世界天然气的发展前 景是诱人的。预计到 2010年，剩余探明可 采储量天然气将为 165.8万亿m3；以热量 计算，天然气储量已 超过石油储量。
2015年世界天然气的产量将超过石油。
2020年能源结构中天然气将占29-30%，石油 27%、煤24%、核电8%、其他能源4%。
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第三节 天然气
气体固态水合物
气体水合物是一种特殊 类 型 的 化 学 物 质 —— 包 含化合物。 气体分子以物理方式封 闭在膨胀了的水分子晶 格内。 以固体状态存在，必须在高压低温条件下才能 形成，这就使气体水合物的分布只能局限在深 海洋底沉积物中和有巨厚永久冻土层的地区。
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第三节 天然气
3 天然气的形成
天然气的成因是指形成天然气的地质地球化 学历程。
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淄博LNG气化站全景
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化肥及化工原料
我国化工用天然气占50.8%，其中化肥生产是 重要用户。我国现有多个年产30万t合成氨的 化肥厂，其中天然气为原料的占20%。 与大多煤基合成氨厂相比，天然气基合成氨厂 具有占地小、人员少、环保水平高、投资少、 标准化、超大型的特点。 天然气还可生产氢气、乙烯、卤代烷、二硫化 碳、炭黑等原料，以及甲醛、聚乙烯、聚氯乙 烯、醋酸、醋酸乙烯、聚乙烯醇等下游产品。
近几年，大城市开始建立专用天然气加气站， 天然气用作汽车燃料，取代汽油。从减少汽车 尾气污染方面效果显著，但从费用和方便程度 方面还无法与汽油竞争(费用方面目前可以)。
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第三节 天然气
地壳较深部位，有机质受温度作用形成甲烷。
在地壳更深剖面中，发现甲烷包含在变质岩的液 体包裹体中。 在金刚石中发现甲烷包裹体，而金刚石主要是来 自地下100～390 km以下金伯利岩体中的产物。 同时地震活动和火山喷发常伴有一定的甲烷析出。
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民用及商业燃料
我国城市污染类型主要是煤烟型，近百个城市 发生酸雨，世界10大污染城市我国占8个。我 国应对城市民用与商业用能源结构进行全面根 本调整，扩大天然气利用完全可行。
纵观所有甲烷的形成和存在形式，甲烷基本上有 两个来源，即有机来源和无机来源，每种来源中 其形成的条件有所差别。
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4 天然气的特性
天然气中主要的有害杂质是CO2、H2O、H2S 和其他含硫化合物。因此，天然气在使用前 也需净化，即脱硫、脱水、脱二氧化碳、脱 杂质等。 从天然气中脱除H2S和CO2一般采用醇胺类溶 剂。脱水则采用二甘醇、三甘醇、四甘醇等， 三甘醇用得最多；也可采用多孔性的吸附剂， 如活性氧化铝、硅胶、分子筛等。
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第三节 天然气
我国天然气资源丰富， 据2000年资料，全国天 然气地质资源量为47.23 万亿 m3，其中可采资源 量为9.3万亿 m3。
至1998年全国探明气田 气储量为19430.28亿m3 ； 伴生气储量9955.33亿m3。
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5 天然气资源
世界上天然气资源丰富，据预测，世界常规 天然气总资源量达400-600万亿m3 ，此外还 有大量非常规天然气资源。
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第三节 天然气
世界天然气资源分布也很不均匀，主要集中在中 东、俄罗斯和东欧，三者之和约占世界天然气总 储量的70%。
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在自然界，生成气体的过程十分普遍，许多 地质演化都伴有气态物质的产出。这里只简单 介绍烃类气体的成因。
烃类气体包括甲烷及其同系物。甲烷是烃类 气体来源最广泛的气体。有机质经历生物化学 作用、热催化作用和无机物之间的反应合成都 可形成甲烷。
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气藏气
指单独聚集成藏的天然气。它可能存在于油 田内，亦可分布于油田外。它的化学组分变 化较大。
煤层气
指煤层中所合的吸附气和游离瓦斯。
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2 天然气分类
依存在相态：游离气、溶解气（溶于油和水 中）、吸附气和固态水合物。 依与石油产出关系：伴生气和非伴生气。 依分布特征：气顶气、气藏气、凝析气和煤 层气等。 依成因：生物气、生物—热催化过渡带气、 热解气、热裂解气和慢源气。 依其母质类型：油型气和煤型气。