天然气的分类
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。
02.天然气的分类、利用
天然气的定义及分类天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、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，戊烷以下为液体。
1、从天然气井中开采出来的气田气，也称为纯天然气。
2、伴随石油一起开采出来的天然气称为油田伴生气。
3、从含石油轻质馏分的凝析油中分离出来的凝析气田气。
4、从井下煤层抽出的煤矿矿井气。
天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出或纯天然气气田。
天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重约0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。
天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂（四氢噻吩），以资用户嗅辨。
天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。
若天然气在空气中浓度为5%～15%的范围内，遇明火即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。
爆炸在瞬间产生高压、高温，其破坏力和危险性都是很大的。
天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少量出于煤层。
伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气天然气可分为非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在构造性天然气依天然气蕴藏状态水溶性天然气又分为煤矿天然气伴随原油出产的湿性天然气构造性天然气又可分为不含液体成份的干性天然气凝析气田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。
与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。
但是，对于温室效应，天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。
因此，不能把天然气当做新能源作为城市燃气的多为前三种.一、天然气在我国的主要应用天然气经过开采、收集、分离、净化、加压后供给城镇作为燃气气源。
天然气概述与分类
天然气概述与分类
一、天然气概述
天然气无色、无味、无毒且无腐蚀性，主要成分为甲烷，也包括一定量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物。
还有少量的氮气、氧气、二氧化碳和硫化物。
甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳和水。
与其它石化燃料相比，天然气燃烧时仅排放少量的二氧化碳粉尘和极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，因此，天然气是一种清洁的能源。
二、天然气的分类
1、气层气：气藏中通过采气井开采出来的天然气体，称为气层气，这种气体属于干性气体，主要成分是甲烷。
2、油田伴生气：系指在油藏中与原油呈相对平衡接触的气体，包括游离气和溶解在原油中的溶解气两种。
油田气是与石油伴生的，是天然气的一种，从化学组成来说，属于湿性天然气；伴生气的甲烷含量一般约占65%-80%，开采时与原油一起采出，含有相当数量的乙烷、丙烷、丁烷等烃类。
3、凝析气：在地层的原始条件下呈气体状态存在，在开采过程中由于压力降低而凝结出一些液体烃类的天然气，凝析气的组成部分大致与伴生气相似，但它的戊烷、己烷等烃类含量比伴生气要多，一般经分离后可以得到天然气甚至轻柴油产品。
根据其化学组成部分的不同分为干性天然气和湿性天然气（简称干气和湿气）两种；含甲烷90%以上的为干气或贫气；含甲烷90%以下的，而乙烷、丙烷等烃类含量高于10%的称为湿性或富气。
总之，天然气的成分具有多样性：含有少量的气态非烃类，如：氮气、二氧化碳、水蒸气、硫化氢、有机硫化物，以及微量的惰性气体如：氦、氩、氙等，这些气体通称为天然气的杂质。
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。
天然气的组成和分类
02 Part Two 天然气的组成
2-1 天然气的组成
天然气是一种以饱和碳氢化合物为主 要成分的混合气体，对已开采的世界 各地区的天然气分析化验结果证实， 不同地区、不同类型的天然气，其所 含组分是不同的。
下面分别介绍天然气的主要组分。 据有关资料统计，各类天然气中包含的组分有一百多种，将这些组分加以归纳， 大致可以分为三大类，即烃类组分、含硫组分和其它组分。
3-4 天然气的具体分类
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。
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。
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。
1-2 天然气的应用
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，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，还可用于制造炭 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，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。
2-5 天然气组分检测
从图中可以看出，天然气中，C1 含量最高达到了78%，其次是C3， 含量为5.31%，之后依次是nC1、 CO2、C2等
2-6 油田气的具体组成
我国某些油田气 的组成
03 Part Three 天然气的分类
3-1 天然气的大致分类
天然气基本知识
一、压力 1、 概念
垂 直 作 用 在 器 壁 单 位 面 积 上 的 力 。 单 位 ： Kg/cm2 、 Mpa、Kpa、Pa、物理大气压等。
2、常用压力的单位换算 1Mpa=103Kpa=106Pa =146.96 1Psi（磅/平方英寸） 1Mpa=10.197 Kg/cm2≈10 Kg/cm2 1Psi（磅/平方英寸）=0.070307 Kg/cm2 1atm（标准大气压）=1.033 Kg/cm2
天然气中含有水时，天然气中的烃成分
在一定条件下，将与水结合形成水化物，堵 塞管道、仪表、阀门。
天然气中含有液态水时，将在管道低洼 处分离出来减小流通面积，增大输气阻力。
天然气中含有液态水燃烧时，水将汽化 吸热，降低天然气的燃烧值。
由于上述问题，将增加许多维修管理的 工作量，因此会增加许多管理费用。
天然气基本知识
第一节 天然气概述 一、天然气概述 天然气是从自然界中产生的，以碳氢 化合物为主要成分的可燃气体。不同地区、 不同类型的天然气，其所含组分是不同的。
二、天然气的组成
天然气的组分大致可以分为三大类： 烃类组分、含硫组分和其它组分。
1、烃类组分
烷烃比例大，其中甲烷占70％～90％。 甲烷是无色无味比空气轻的可燃气体，可 以作为燃料，也是一种用途广泛的化工原 料。由于甲烷含量高，通常将天然气作为 甲烷来处理。
1标方天然气=1.07321基方天然气
第四节 天然气的节流效应
一、节流效应的概念 又称焦耳-汤姆逊效应，气体遇到压力突
变（如调压阀）引起温度急剧降低，甚至产 生冰冻，这种现象叫做节流效应。
对于理想气体，节流效应是不存在的， 只发生在真实气体上。
气体通过弯头、变径管等，都会引起节 流。
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天然气的分类
依据不同的原则，有三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（gas well gas）、凝析井气（condensate gas）和油田气（oil field gas）。
前两者合称非伴生气（unassociated gas）后者也称为油田伴生气（associated gas）。
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。
凝析井气：即凝析气田天然气，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，还含有一定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。
油田气：即油田伴生气，它是伴随原油共生，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。
油田气采出的特点是：组成和气油比（gas-oil ratio，GOR，一般为20～500m3气/t原油）因产层和开采条件不同而异，不能人为地控制，一般富含丁烷以上组分。
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（一级或二级）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挥发耗损，油田上往往采用各种原油稳定工艺回收原油中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
按天然气的烃类组成（即按天然气中液烃含量）的多少来分类，可分为干气、湿气或贫气、富气。
（1）C5界定法—干、湿气的划分。
根据天然气中C5以上的烃液含量的多少，用C5界定法划分为干气（dry gas）和湿气（wet gas）。
干气：指在1Sm3（CHN）井口流出物中，C5以上烃液含量低于13.5cm3的天然气。
湿气：指1Sm3（CHN）井口流出物中，C5以上烃液含量高于13.5cm3的天然气。
注：1Sm3（CHN）是指101.325kPa、20℃下计量的气体体积，中国气体计量采用的标准，有时又称基方。
（2）C3界定法—贫、富气的划分。
根据天然气中C3以上烃类液体的含量多少，用C3界定法划分为贫气（lean gas）和富气（rich gas）.
贫气：指在1Sm3(CHN)井口流出物中，C3以上烃类液含量低于94cm3的天然气。
富气：指在1Sm3（CHN）井口流出物中，C3以上烃类液含量高于94cm3的天然气。
在北美地区的文献中定义两种气体为贫气：①在天然气加工装置回收天然气液体之后的剩余残气；②几乎不含或无可回收天然气液体的未加工气体。
而富气指适合作天然气加工厂原料并能从中提取产品的气体，这与上述的定义无原则上区别。
相反，干气和湿气包括两方面的内容：一则是针对天然气是否含有水分来划分为干、湿气；二则是与贫、富气的划分相类似。
因此在阅读外文文献时要特别注意，不要造成歧义。
3、按酸气含量分类
按酸气（acid gas，指CO2和硫化物）含量多少，天然气可分为酸性天然气和洁气。
酸性天然气（sour gas）指含有显著量的硫化物和CO2等酸气，这类气体必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气。
洁气（sweet gas）是指硫化物含量甚微或根本不含的气体，它不需净化就可外输和利用。
由此可见酸性天然气和洁气的划分采取模糊的判据，而具体的数值指标并无统一的标准。
在我国，由于以CO2的净化处理要求不严格，而一般采用西南油田分公司的管输指标即硫含量不高于20mg/Sm3（CHN）作为界定指标，把含硫量高于20mg/Sm3（CHN）天然气称为酸性天然气，否则为洁气。
把净化后达到管输要求的天然气称为净化气。