天然气分类(一)
天然气成因类型及判识(1)
1.有机气与无机气的鉴别
注意碳同位素的倒转现象
井号
坨19 坨19 坨深1 坨深5 坨深6 坨17 坨105 坨103 坨深1
层位
K1q3 K1qn3 K1q1 K1yc K1sh K1q1 K1q1 K1q1 K1q1
井深
1213-1218.2 678-683
2060-2066.6
3947-3957 / / / /
2.生物成因气
(1)组成： CH4占绝对优势，可高达98% (2)同位素： 富集轻的碳同位素，δ13C1<-55‰
3.油型气
（1）原油伴生气和凝析油伴生气 组成：重烃气含量高，一般超过5%，有时可达20%～50% 碳同位素：δ13C1=-55‰～-40‰ 原油伴生气：δ13C1=-55‰～-45‰ 凝析油伴生气：δ13C1=-50‰～-40‰
石油地质学
第四章 石油天然气的生成与烃源岩
第五节 天然气成因类型及判识 （1）
一、天然气的成因类型
分类原则： ①成气物质的来源 ②成气作用的机理
无机成 因气
宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气、无机盐类分解气
有机成 因气
热成熟 度
母质类型
未熟阶段
成熟阶段
腐泥型天然气
腐泥型生物气
油型
原油伴生气
（油型气） 生 （油型生物气） 热 热解气
热解气 凝成析熟油气气
过熟阶段
腐泥型裂解气 裂 （油型裂解气） 解 气 腐殖型裂解气
（煤型裂解气）
无机成因气、生物成因气、煤型气、油型气
二、天然气形成的特点
1.成气物质的多元性：
原始有机质、各种类型的干酪根、煤、可溶 有机质、液态烃、无机物质
2.成气机理的多样性：
天然气知识基础
液压子站与传统子站优劣比较
项目 占地面积 液压子站 3- 4亩 普通子站 5亩以上 原由 液压子站设备简单，用拖车替代 传统子站的储气装置 1 .液压子站耗电量小，电机不大 于32KW；传统子站压缩机75KW左 右。 2.液压拖车泄气率高，拖车余气 小于1 20Nm 3；传统子站拖车泄气 率低，余气大于800Nm 3 液压装置噪音小于75dB(距设备1 米处）; 压缩机噪音大于1 20dB
（1）从气田开采的气田气或称纯天然气； （2）伴随石油一起开采出来的石油气，也称石油伴生气； （3）凝析气田气，天然气从地层流出井口后，随着压力和 温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相 是凝析液，叫凝析油。 （4）从井下煤层抽出的矿井气（俗称：瓦斯）。
四、天然气及其成分的物理化学性质
五、天然气压缩与节流
1、压缩：利用加压装置或设备使管道（储气装置）内 天然气压力升高，以提高管线的输送能力或对气体进行 储存，以满足其它工艺要求的过程，称为压缩。 2、节流：具有一定压力、充满管道的天然气在流经管 道内的节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩，从 而使流速增加，静压降低，此种现象称为节流。
二、天然气的组分
天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中 甲烷（CH4）占绝大多数，另有少量的乙烷（C2H6)、丙烷和丁 烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量 的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体 状态存在，戊烷以上为液体。
三、天然气的分类（按矿藏分类）
4.高压表：气瓶的高压管路经过过流保护阀后安装了高压
表，能指示气瓶内的压力
5.其它：油气转换开关等部件，选型的重点是减压阀和混 合器。因为在其它条件不变的条件下，这两个部件直接影 响CNGV的主要性能，其它的部件大多数属于标准件，基本 上是成熟的、定型的产品，选配比较容易。
天然气的分类(新编版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改天然气的分类(新编版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process天然气的分类(新编版)依据不同的原则，有3种天然气的分类方式。
1.按矿藏特点分类按矿藏特点的不同可将天然气分为气井气、凝析井气和油田气。
前两者合称非伴生气，后者又称为油田伴生气。
①气井气：即纯气田天然气，气藏中的天然气以气相存在，通过气井开采出来，其中甲烷含量高。
②凝析井气：即凝析气田天然气，在气藏中以气体状态存在，是具有高含量可回收烃液的气田气，其凝析液主要为凝析油，其次可能还有部分被凝析的水。
这类气田的井口流出物除含有甲烷、乙烷外，还含有一定量的丙、丁烷及C5以上的烃类。
③油田气：即油田伴生气，它伴随原油共生，是在油藏中与原油呈相平衡接触的气体，包括游离气(气层气)和溶解在原油中的溶解气，从组成上亦认为属于湿气。
在油井开采情况中，借助气层气来保持井压，而溶解气则伴随原油采出。
当油田气随原油一起被开采到地面后，由于油气分离条件(温度和压力)和分离方式(一级或多级)的不同，以及受气液平衡规律的限制，气相中除含有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷外，还含有戊烷、己烷，甚至C9、C10组分。
液相中除含有重烃外，仍含有一定量的丁烷、丙烷，甚至甲烷。
与此同时，为了降低原油的饱和蒸气压，防止原油在储运过程中的蒸发损耗，油田上往往采用各种原油稳定工艺回收原油中的C1～C5组分，回收回来的气体，称为原油稳定气，简称原稳气。
2.按天然气的烃类组成分类(1)C5界定法——干、湿气的划分据天然气中C5以上烃液含量的多少，用C5界定法划分干气和湿气。
天然气的分类
天然气的分类在石油地质学中，通常指油田气和气田气。
其组成以烃类为主，并含有非烃气体。
广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。
按天然气在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。
只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。
天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。
天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成。
（1）液化天然气(LNG)天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。
天然气的蕴藏量和开采量都很大，其基本成分是甲烷。
它除了是廉价的化工原料外，主要作为燃料使用，它不仅作为居民的生活燃料，而且还被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。
由于天然气热值高，燃烧产物对环境污染少，被认为是优质洁净燃料。
随着世界经济的发展，石油危机的冲击和煤、石油所带来的环境污染问题日益严重，使能源结构逐步发生变化，天然气的消费量急剧增长。
天然气用于联合发电、供冷和供热、燃料电池等方面都具有十分诱人的前途，发达国家都在竞相进行应用开发。
我国的天然气资源比较丰富，据不完全统计，资源量约为3.8×1013m3。
近年来，我国在勘探、开发和利用方面均有较大的进展。
（2）液化石油气（LPG）液化石油气是石油产品之一。
英文名称liquefied petroleum gas，简称LPG。
是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。
由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。
由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。
由于天然气的产地往往不在工业或人口集中地区，因此必须解决运输和储存问题。
天然气的主要成分是甲烷，其临界温度为190.58K，在常温下无法仅靠加压将其液化。
天然气的液化、储存技术已逐步成为一项重大的先进技术。
天然气的组成分类及地球化学特征
按有机质演化阶段分类
1.生物气——指有机质在未成熟阶段 (Ro<0.4%~0.5%)经厌氧细菌生物化学降解所 生成的气态产物。化学成分以甲烷为主，典 型生物气为干气，重烃气含量常小于0.5%, 一般δ13C1<-55‰。
2.热解气——指有机质在成熟演化阶段（Ro 为0.5%～2.0%）经热催化作用生成的天然气， 包括油型热解气和煤型热解气。
二、天然气的类型
1. 按天然气来源划分
有机成因天然气：指沉积岩中沉积有机质通过细菌、物理化学等 形成的天然气 无机成因天然气：泛指在任何环境下由无机物质形成的天然气。包括宇
宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气及无机盐类分解气。无机成因 气来源广泛、复杂，多与宇宙或地球深处地幔、岩浆活动有关，当 代科学技术水平尚难深入研究它们。它们常沿深大断裂或转换断层 上升至上部圈闭中，聚集成工业气藏。
一、天然气成因类型 二、有机成因气的主要类型及其特征 三、碳、氢、氦和氩同位素地球化学特征
四、轻烃地球化学
五、各类天然气的鉴别
第一节 天然气成因类型
一、概念
广义的天然气是指自然界中的一切气体，即岩石圈、 水圈、大气圈以及地幔和地核中的一切气体 狭义的天然气是指以烃类气体为主（在少数情况下 也有以CO2和N2为主，极个别情况下也有以H2S为 主）的，分布于岩石圈、水圈以及地幔和地核中的 气体 在油气勘探中主要研究的是岩石圈中的可燃天然气 体，主要成分为CH4
1）油型热解气——由腐泥型干酪根在成熟演化阶段生成的天然气， Ro为 0.5%～1.3%主要形成液态烃和湿气， Ro为1.3%～2.0% 主要形成凝析油气
在成熟阶段多以成油(包括凝析油)为主、成气为辅，故油型热解气在大多数情况 下均以“配角”伴生于原油或部分凝析油中，只在少数情况下呈游离的气顶气， 个别情况下可呈夹层的游离气层气。
天然气一类二类三类标准
天然气一类二类三类标准一、天然气的分类标准根据其组分及使用要求的不同，天然气可分为以下三类：1. 天然气一类标准：天然气一类是指组分相对单一，主要成分为甲烷（CH4）含量在90%以上的天然气。
它具备以下特性：- 硫化氢（H2S）含量低于5mg/m³- 硫化氮（NOx）含量低于10mg/m³- 二氧化碳（CO2）含量低于2%2. 天然气二类标准：天然气二类是指相比天然气一类，其中的非甲烷成分元素略有增加。
其主要特点包括：- 甲烷（CH4）含量在85%以上，但低于90%- 硫化氢（H2S）含量低于10mg/m³- 硫化氮（NOx）含量低于20mg/m³- 二氧化碳（CO2）含量低于5%3. 天然气三类标准：天然气三类是指相比天然气一类和二类，其中的非甲烷成分元素相对更多。
其主要特征包括：- 甲烷（CH4）含量在80%以上，但低于85%- 硫化氢（H2S）含量低于20mg/m³- 硫化氮（NOx）含量低于30mg/m³- 二氧化碳（CO2）含量低于10%二、适用范围及标准限制1. 天然气一类适用范围：一类天然气适用于民用燃气、工业燃气、发电等领域，以满足燃料清洁高效利用要求。
2. 天然气二类适用范围：二类天然气适用于工业燃气、发电、加热等领域，具备中等燃烧特性，但对环境要求相对较高。
3. 天然气三类适用范围：三类天然气适用于工业燃气、发电、加热等领域，燃烧性能略为不稳定，适用于一些非关键燃烧设备。
标准限制：- 天然气中硫化物、氮氧化物和二氧化碳含量有一定的限制，以保证燃烧过程的环境友好和设备安全。
- 根据用途的不同，还需遵守相应的管道输送标准、储存标准和使用标准等。
请注意：以上标准仅为参考，实际标准应根据地方政府部门的具体规定和监管要求进行制定和执行。
天然气基本知识
含水量与温度和压力有关，在一定条件下，当含水量超过一定值(饱和)时，则形成水化物或液相水，堵塞管道，加快管线腐蚀，故必须控制含水量。
商品天然气已脱水，使其含水量低于-30℃时的饱和状态[＜0.3g/m3(标准状态下)]，输送时可看作等温降压或升温降压，因此不析出凝结水，故可不设排水装置。
甲 烷 CH4 39.842 35.902 5.0 15.0
乙 烷 C2H6 70.351 64.397 2.9 13.0
乙 烯 C2H4 63.438 59.477 2.7 34.0
丙 烷 C3H8 101.266 93.240 2.1 9.5
丙 烯 C3H6 93.667 87.667 2.0 11.7
我国由于历史原因一直以低热值作为燃气应用和计算的指标，城市燃气销售长久以来则一直以流量为基础，气价基本以低热值作参照制定。各类企业和商业行业用户，在成本管理的过程中也没有引入或建立以高热值为基准的热平衡模式。
4. 着火温度
可燃气体与空气混合物在没有火源作用下被加热而引起自燃的最低温度。按照谢苗诺夫(Semenow N.)的理论，着火温度不是可燃混合物的物理常数，它与混合物和外部介质的换热条件有关。可燃气体在氧气中的着火温度一般比空气中的着火温度低50～100℃。天然气在空气中的最低着火温度约为530℃，天然气的着火温度取决于其在空气中的浓度，也和天然气与空气的混合程度、压力、炉膛的尺寸以及天然气、空气的温度等因素有关。
(6) 洁气(净气) H2S和CO2含量甚微，不需要进行净化处理的天然气。
(7)油井天然气 气:油(体积比)＜3000的天然气。
(8)油气井天然气 气:油(体积LL)≥3000的天然气。
天然气处理与加工工艺
天然气处理与加工工艺1.天然气的分类（1）按产状分类，游离气和溶解气（2）按经济价值分类，常规天然气和非常规天然气（3）按来源分类，于油有关的气，与煤有关的气，天然沼气，深源气，化合物气（4）按组成分类，干气，湿气，贫气，富气或净气，酸气（5）我国习惯分法，伴生气，气藏气和凝析气2.天然气的主要产品；液化天然气，液化石油气，天然气凝液，天然气油，放大天然气4.天然气处置与加工含义（1）天然气加工是指从天然气中分离，回收某些组分，使之成为产品的那些工艺过程（2）天然气处理是指使天然气符合商品质量和管道运输要求所采取的工艺过程5.烃露点；在一定压力下，天然气中烃类开始冷凝的温度水露点；在一定压力下，天然气中水蒸气开始冷凝的温度6.华白指数；就是代表燃气特性的一个参数，就是燃气互换性的一个认定指数第二章1.预测天然气水含量的方法：图解法和状态方程法2.引发水合物构成的主要条件就是：（1）天然气的温度等同于或高于露点温度，存有液态水存有（2）在一定压力和气体共同组成下，天然气温度高于水合物构成的温度（3）压力减少，构成水合物的温度适当减少3.水合物形成的条件预测方法：相对密度法，平衡常数法，baillie和wichert法，分子热力学模型法，实验法4.溶解负荷曲线（溶解波）：在溶解床层中，溶解质沿相同床层高度的浓度变化曲线破点：床层出口气体中水的浓度刚刚开始发生变化的点透过（穿透）曲线：从破点到整个床层达到饱和时，床层出口端流体中吸附质的浓度随时间的变化曲线吸附剂均衡溶解量：当床层达至饱和状态时，吸附剂的溶解量动态（有效）吸附（湿容）量：吸附过程达到破点时，吸附剂的吸附量天然气绝对含水量：每标准立方米天然气的实际含水量天然气饱和状态含水量：在一定温度压力下，天然气与液态水达至均衡时气体的绝对含水量天然气的相对湿度：天然气中实际含水量与饱和状态含水量之比天然气的水露点：在一定压力下，天然气中的水蒸汽开始冷凝的温度第三章热力学抑制剂，动力学抑制剂的作用机理及应用特点？向天然气中加入水合物动力学抑制剂后，可以改变水溶液或水合物相的化学位，从而使水合物形成的条件向较低的温度或较高的压力范围；动力学抑制剂转化成水后在溶液中的浓度（w）很低（大于0.5%），且不影响水合物构成的热力学条件，但是，它们可以延后水合物放热和晶体生长的时间，因此也可以起著避免水合物阻塞管道的促进作用第四章1.天然气水解的方法存有加热法、稀释法和溶解法，其中加热水解的方法又可以分成轻易加热法、冷却加热法、收缩空调加热法、机械空调加热法。
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天然气分类(一)
一、天然气分类原则(1)按组分划分：干气、湿气；烃类、非烃类。
(2)按天然气来源划分：有机来源、无机来源。
(3)按生储盖组合划分：自生自储型、古生新储型和新生古储型。
(4)按天然气相态划分：游离气、溶解气、吸附气、固体气(气水化合物)。
(5)按有机母质类型划分：腐殖气(煤型气)、腐泥气(油型气)、腐殖腐泥气(陆源有机气)。
(6)按有机质演化阶段划分：生物气、生物一热催化过渡带气、热解气(热催气、热裂解气)、高温热裂解气等。
(7)其他。
二、国内外学者对天然气类型划分20世纪五六十年代，前苏联的学者以气体的来源、化学成分、存在条件为基础划分天然气类型，对广义天然气研究起积极推动作用。
七八十年代，欧美的地质学家，趋向于以狭义天然气为主的成因分类，并形成以有机来源和无机来源两大类天然气成因分类的轮廓，出现以有机质不同母质类型天然气划分的雏型，见表1-1-1。
80年代，我国天然气地质学家发展了狭义天然气成因类型的划分，确定了天然气有机和无机两大基本来源，明确地提出有机成因气中的油型气和煤型气的基本类型，并以有机质的化学作用形式及演化特征，确定出微生物作用形成的生物气、热解作用形成的热催化气和热裂解气的概念，见表1-1-2。
1989年戴金星院士等提出原始物质、化学作用形式及成熟度、组分、相态等不同天然气分类方案，见表1-1-3。
表1-1-1国外学者对天然气的分类
作者Козлов(1950)Высодкий(1950)Соколов(1965)Tissot(1978)天然气类
型在地壳中生成的气
生物化学成因气
自然化学反应生成气
变质成因气
放射性成因气
辐射化学成因气
核反应成因气
运移气
宇宙成因气
空气成因气
岩浆气或地下深处气地壳中形成的气生物化学气
菌解气
热解气
岩石化学气
放射性成因气
循环气
大气
残余宇宙气
宇宙气
地球古大气圈地表气和水下沉积层气
土壤和母岩气
沼泽气和泥炭气
海洋水下沉积物气
沉积岩气
油田气、气田气
煤田气、地层水气
盐层气、分散气
变质岩气
花岗石圈和玄武岩气
火山气
岩浆气(来自溶岩湖)
喷气孔喷气
大气有机成因气
生物气
早期成岩气
热解气
裂解气
无机来源气
浅层水中空气
火山地热气
放射性成因气作者
Hunt(1979)Tiratisoo(1979)Schoell(1980,1988)MacDonald(1983)天然气类型沉积有机质的微生物降解气
沉积有机质的热降解
煤层的成熟作用
储层石油和沥青的热转化
火成岩、变质岩的气体扩散
碳酸盐岩的热分解
沉积物捕获的大气细菌气
与煤有关的天然气
与油有关的天然气
非烃气体
非生源气
地球原始大气甲烷生物成因气
混合成因气
热成因气
非生物甲烷沉积岩中有机质微生物降解
沉积岩中有机质降解
原油的热裂解
煤的变质作用
岩浆及火山岩高温反应
地幔原生甲烷的向外运移。