Природный газ

Приро́дный газ в смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ.

Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии в в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Содержание

1 Химический состав
2 Физические свойства
- 2.1 Свойство газа, находящегося в твёрдом состоянии
3 Месторождения природного газа
4 Добыча и транспортировка
- 4.1 Подготовка природного газа к транспортировке
- 4.2 Транспортировка природного газа
5 Экология
6 Применение
7 См. также
8 Примечания
9 Ссылки

[править] Химический состав

Основную часть природного газа составляет метан (CH₄) в от 92 до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды в гомологи метана:

этан (C₂H₆),
пропан (C₃H₈),
бутан (C₄H₁₀).

а также другие неуглеводородные вещества:

Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц) (т. н. одорантов). Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан (16г на 1000 куб.м.природного газа).

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении.

[править] Физические свойства

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; при нормальных условиях, если не указано другое):

Плотность:
- 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: 28в46 МДж/м³ (6,7в11,0 Мкал/м³)^[1];
Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120в130.
Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх^[2].

[править] Свойство газа, находящегося в твёрдом состоянии

В науке долгое время считалось, что скопления углеводородов с молекулярным весом более 60 пребывают в земной коре в жидком состоянии, а более легкие в в газообразном. Однако российские ученые А. А. Трофимук, Н. В. Черский, Ф. А. Требин, Ю. Ф. Макогон, В. Г. Васильев обнаружили свойство природного газа в определенных термодинамических условиях переходить в земной коре в твердое состояние и образовывать газогидратные залежи. Это явление было признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под в„– 75 с приоритетом от 1961 г.

Газ переходит в твердое состояние в земной коре, соединяясь с пластовой водой при гидростатических давлениях (до 250 атм) и сравнительно низких температурах (до 295°К). Газогидратные залежи обладают несравненно более высокой концентрацией газа в единице объема пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как один объем воды при переходе ее в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. Зоны размещения газогидратных залежей сосредоточены главным образом в районах распространения многолетнемерзлых пород, а также под дном Мирового океана.^[3]

[править] Месторождения природного газа

Основная статья: Месторождение природного газа

Глубокое разведочное бурение на нефть и газ в России, по данным Росстата.

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 давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Огромными запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. Из европейских стран стоит отметить Норвегию,Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет Туркмения, Азербайджан,Узбекистан а также Казахстан (Карачаганакское месторождение)

Во второй половине XX века в университете им. И. М. Губкина были открыты природные газогидраты (или гидраты метана). Позже выяснилось, что запасы природного газа в данном состоянии огромны. Они располагаются как под землёй, так и на незначительном углублении под морским дном.

Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан в третий по распространённости газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.

[править] Добыча и транспортировка

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. Сверхглубокой скважиной недалеко от города Новый Уренгой получен приток газа с глубины более 6000 метров. В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами в 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 определённым законам.

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 залежи.

Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

В 2005 году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд м³. Внутренним потребителям было поставлено 307 млрд м³ через 220 региональных газораспределительных организаций. На территории России расположено 24 хранилища природного газа. Протяжённость магистральных газопроводов России составляет 155 тыс. км.

В 2009 году США впервые обогнали Россию не только по объему добытого газа (624 млрд м³ против 582,3 млрд м³), но и по объему добычи товарного газа, то есть идущего на продажу контрагентам^[4]. Это объясняется ростом добычи сланцевого газа^[5]

В 2010 году Россия вернула себе лидерство в объемах добываемого газа, нарастив добычу до 647 млрд м³. США же, напротив, снизили добычу до 619 млрд м³^[6].

В 2011 году, согласно данным ЦДУ ТЭК РФ, добыча газа в России составила 670,5 млрд м³^[7].

См. также: Список стран по добыче газа

Крупнейшие мировые газодобытчики
Страна
Страна	Добыча, млрд куб.м	Доля мирового рынка (%)	Добыча, млрд куб.м	Доля мирового рынка (%)
Российская Федерация	647		673,46	18
Соединенные Штаты Америки	619		667	18
Канада	158
Иран	152		170	5
Норвегия	110		143	4
Китай	98
Нидерланды	89		77,67	2,1
Индонезия	82		88,1	2,4
Саудовская Аравия	77		85,7	2,3
Алжир	68		171,3	5
Узбекистан	65
Туркменистан			66,2	1,8
Египет	63
Великобритания	60
Малайзия	59		69,9	1,9
Индия	53
ОАЭ	52
Мексика	50
Азербайджан			41	1,1
Остальные страны			1440,17	38,4
Мировая добыча газа		100	3646	100

[править] Подготовка природного газа к транспортировке

Завод для подготовки природного газа.

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю в химический завод, котельная, ТЭЦ, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты), также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащейся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (например, изгиб трубопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе.

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на которой производится очистка и осушка газа в абсорбционных колоннах. Такая схема реализована на Уренгойском месторождении.

Если газ содержит в большом количестве гелий либо сероводород, то газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют гелий и серу. Эта схема реализована, например, на Оренбургском месторождении.

[править] Транспортировка природного газа

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,4 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет кинетическую энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм и охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее в это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры в газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических емкостях при температуре от в160 до в150 °С. При этом степень сжатия достигает 600 раз в зависимости от потребностей. Таким образом, для транспортировки газа этим способом, необходимо протянуть газопровод от месторождения до ближайшего морского побережья, построить на берегу терминал, который значительно дешевле обычного порта, для сжижения газа и закачки его на танкеры, и сами танкеры. Обычная вместимость современных танкеров составляет от 150 000 до 250 000 м³. Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000в3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно в разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

В 2004 г. международные поставки газа по трубопроводам составили 502 млрд м³, сжиженного газа в 178 млрд м³.

Также есть и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн.

Были так же проекты использования дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

[править] Экология

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива. При сгорании его образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к некоторому незначительному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом. Некоторые ученые на этом основании делают вывод об опасности возникновения парникового эффекта и как следствие в потепление климата. В связи с этим в 1997 году некоторыми странами был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта. По состоянию на 26 марта 2009 года Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов).

Следующим шагом было внедрение в действие с весны 2004 года негласной альтернативной глобальной программы ускоренного преодоления последствий техноэкологического кризиса. Основой программы стало установление адекватного ценообразования на энергоносители по их топливной калорийности. Цена определяется исходя из стоимости получаемых энергий на конечном потреблении из единицы измерения энергоносителя. С августа 2004 года по август 2007 года было рекомендовано и поддерживалось регуляторами соотношение 0,10 долларов США за киловатт-час (средняя стоимость нефти в 68 долларов за баррель). С августа 2007 года была произведена ревальвация соотношения до 0,15 долларов за киловатт-час (средняя стоимость нефти в 102 доллара за баррель). Финансово-экономический кризис внёс свои коррективы, но указанное соотношение будет восстановлено регуляторами. Отсутствие управляемости на рынке газа задерживает установление адекватного ценобразования. Средняя стоимость газа при указанном соотношении в 648 долларов за 1000 м³.

[править] Применение

Автобус, работающий на природном газе

Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы)

[править] См. также

http://www.terraexploro.com/docs/Alexey-Repin-Dictionary-4th-Edition.htm

[править] Примечания

в‘ Газы природные горючие в БСЭ
в‘ Молярная масса метана в 16 г/моль, средняя молярная масса воздуха в 29 г/моль.
в‘ Государственный реестр научных открытий СССР. Научное открытие в„– 75 «Свойство природных газов находиться в твердом состоянии в земной коре».
в‘ США перехватили у России лидерство в добыче природного газа в Deutsche Welle, 13.01.2010
в‘ Природный сланцевый газ
в‘ World natural gas production in 2010 в Enerdata, 2011
в‘ С начала 2011 года добыча газа составила 670544,4 млн куб. м в ЦДУ ТЭК РФ, 2012

[править] Ссылки

Портал о нефти и газе - о добыче и использовании природных энергетических ресурсов

[bse-0] в‘ Газы природные горючие в БСЭ

[1] в‘ Молярная масса метана в 16 г/моль, средняя молярная масса воздуха в 29 г/моль.

[2] в‘ Государственный реестр научных открытий СССР. Научное открытие в„– 75 «Свойство природных газов находиться в твердом состоянии в земной коре».

[3] в‘ США перехватили у России лидерство в добыче природного газа в Deutsche Welle, 13.01.2010

[4] в‘ Природный сланцевый газ

[Natural_gas_production-5] в‘ World natural gas production in 2010 в Enerdata, 2011

[6] в‘ С начала 2011 года добыча газа составила 670544,4 млн куб. м в ЦДУ ТЭК РФ, 2012

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

Каустобиолиты или горючие полезные ископаемые
Угольный ряд:	Ископаемый уголь Торф Горючий сланец Янтарь
Нефтяной и нафтоидный ряд (природные битумы):	Нефть Природный газ Газовый конденсат Асфальт Мальта Озокерит

Нефтегазовый комплекс
Геофизическая разведка	Нефтепромысловое дело (Моделирование пласта-коллектора) \| Геология нефти \| Сейсмология \| Петрофизика
Методы добычи нефти и газа	Бурение \| Вскрытие (нефтяного пласта) \| Каротаж \| Пробоотборник \| Механизированная (насосно-компрессорная) добыча (Погружной насос \| Газлифт) \| Подземный ремонт скважины \| Плазменно-импульсное воздействие \| Третичный метод нефтедобычи (Нагнетание пара в пласт \| Закачка химических реагентов)
Типы буровых установок	Буровая вышка \| Станок-качалка \| Нефтяная платформа (Стационарная нефтяная платформа \| Морская нефтяная платформа, свободно закреплённая ко дну \| Полупогружная нефтяная буровая платформа \| Мобильная морская платформа с выдвижными опорами \| Буровое судно \| Нефтяная платформа с растянутыми опорами \| Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти)
Транспортировка и переработка	Нефтехранилище \| Трубопровод ( Нефтепровод \| Газопровод) \| Нефтеперерабатывающий завод \| (Основные стадии технологии переработки нефти \| Многократное испарение \| Нефтехимический синтез \| Сухая перегонка \| Нефтехимия \| Висбрекинг \| Гидрокрекинг \| Каталитический крекинг \| Каталитический риформинг \| Крекинг \| Процесс Клауса \| Термолиз) \| Коксование
Юридический аспект	Соглашение о разделе продукции \| Система налогообложения при выполнении соглашений о разделе продукции \| концессионное соглашение \| Сервисное соглашение \| Лицензия на добычу нефти и газа \| Роялти
Крупные ТНК и международные организации	ExxonMobil \| Royal Dutch Shell \| BP \|Chevron Corporation \| ConocoPhillips \| Total S.A. \| ОАПЕК \| ОПЕК \| (Корзина ОПЕК)
Сорта товарной нефти (Классификация нефтей)	Brent \| Dubai Crude \| ESPO \| REBCO \| Sokol \| Tengiz \| Urals \| West Texas Intermediate
Типы сырья	Нефть \| Газовый конденсат \| Нефтяные газы \| Природный газ \| Сжиженный нефтяной газ \| Битуминозные пески \| Мальта \| Нефтяные воды \| Озокерит \| Природный битум \| Природный асфальт
Нефтепродукты и газпродукты	JP-8 \| HCNG \| Авиакеросин \| Асфальт \| Асфальтены \| Бензин \| Галоша \| Бензол \| Битумы нефтяные \| Вазелин \| Газойль \| Газолин \| Гексадекан \| Генераторный газ \| Горюче-смазочные материалы \| Гудрон \| Дизельное топливо \| Диметилбензолы \| Керосин \| Креолин \| Лигроин \| Мазут \| Метан \| Метан угольных пластов \| Метил-трет-бутиловый эфир \| Моторные масла \| Нефтяной кокс \| Нефтяные масла \| Парафин \| Петролейный эфир \| Полипропилен \| Присадка \| Пропан \| Пропилен \| Свалочный газ \| Синтез-газ \| Технический углерод \| Толуол \| Уайт-спирит \| Церезин \| Этилен
История	Эмбарго нефти 1967 года \| Нефтяной кризис 1973 года \| Энергетический кризис 1979 года \| Перепроизводство нефти в 1980-х годах \| Энергетический кризис 2000х \| Основатели нефтегазовой индустрии \| История нефтегазовой индустрии \| Национализация нефтедобычи \| Семь сестёр \| Standard Oil
Некоторые числовые параметры	Объёмный коэффициент нефти \| Коэффициент теплового расширения \| Глубина переработки нефти
См. также	Пик нефти \| Банк качества нефти \| Баррель (американский нефтяной) \| Дебит скважин \| Нефтеотдача \| Энергетический кризис

Природный газ

Содержание

[править] Химический состав

[править] Физические свойства

[править] Свойство газа, находящегося в твёрдом состоянии

[править] Месторождения природного газа

[править] Добыча и транспортировка

[править] Подготовка природного газа к транспортировке

[править] Транспортировка природного газа

[править] Экология

[править] Применение

[править] См. также

[править] Примечания

[править] Ссылки

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках