[科普中國(guó)]-非伴生天然氣

天然氣簡(jiǎn)介

廣義地說(shuō)，巖石圈中一切天然生成的氣體，均可稱為天然氣。但石油工業(yè)所稱的天然氣主要是指在地層中有機(jī)質(zhì)熱演化各個(gè)階段 (生物化學(xué)階段、成油階段及過(guò)成熟階段)生成的氣態(tài)烴和非烴氣體(CO2、N2、H2S等)所組成的混合氣。其特點(diǎn)是無(wú)色，可以燃燒，呈淡黃或藍(lán)色火焰。天然氣按成因可分宇宙氣、火山氣、生物成因氣、熱裂解氣；按產(chǎn)狀可分油田氣、氣田氣、凝析氣、伴生氣、煤田氣、煤系氣、游離氣、溶解氣、水溶氣;按化學(xué)成分可分干氣、濕氣等。天然氣可作為燃料和重要的工業(yè)原料 (制造碳黑、乙烯、合成汽油等)6。天然氣是一種優(yōu)質(zhì)的天然燃料資源。在不同地質(zhì)條件下由某些有機(jī)物質(zhì)經(jīng)生物化學(xué)作用分解而生成。通常包含甲烷、其他烷屬 重碳?xì)浠衔?、氮、氫、二氧化碳、硫化氫、機(jī)械雜質(zhì)和水分等成分，有時(shí)還含有少量的氦和氬。發(fā)熱量很高，其低位發(fā)熱量?？蛇_(dá)35600～41870kJ/Nm(8500～10000kcal/Nm) 或更高4。

天然氣按來(lái)源的不同，有伴生天然氣和非伴生天然氣兩類。前者亦稱“含油天然氣”或“石油氣”，與原油共生，從油井中伴隨原油的開采一起逸出，甲烷含量約為75～87%；后者亦稱“氣田天然氣”或“干天然氣”，從單純的天然氣氣田中采出，甲烷含量可高達(dá)90～98%。如通過(guò)必要的加壓處理使天然氣變成液態(tài)，則成為“液化天然氣”。天然氣除了可直接用作工業(yè)燃料外，也可用于化學(xué)工業(yè)部門作為制造合成氨、乙炔、甲醇和其他有機(jī)化合物等的原料4。

非伴生天然氣簡(jiǎn)介非伴生常來(lái)自生物化學(xué)氣、煤成氣、或無(wú)機(jī)成因氣。主要由甲烷組成，約占95%左右，只含有少量的重?zé)N及其它非烴氣體，有時(shí)含較多CO2或N2。因含油極少，加工處理較簡(jiǎn)便。熱值為9000—9300千卡/標(biāo)米3。

中國(guó)四川某氣田非伴生天然氣組成概況：CH4為98%，C3H8為0.3%，C4H10為0.3%，其他烴總和為0.4%，N2為1.0%，低位發(fā)熱量為36MJ/m3。

中國(guó)非伴生天然氣主要分布四川盆地是全國(guó)最大的天然氣生產(chǎn)基地。根據(jù)中國(guó)沉積巖面積廣大，探明的石油儲(chǔ)量較大及煤成氣資源豐富等條件估計(jì)，天然氣生產(chǎn)發(fā)展?jié)摿艽?。

恩施州天然氣資源僅分布于利川市建南鎮(zhèn)，儲(chǔ)氣構(gòu)造位于四川盆地東緣的石柱復(fù)向斜內(nèi)，地面構(gòu)造面積173.4平方千米，侏羅系地層為區(qū)域性蓋層，下伏有三疊系至志留系地層。該氣田有4個(gè)產(chǎn)氣層，即三疊系下統(tǒng)嘉陵江組一段氣層和飛仙關(guān)三段氣層、二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組二段氣層和石炭系中統(tǒng)黃龍組氣層，天然氣含氣面積71.04平方千米。全州天然氣探明儲(chǔ)量50.55億立方米，現(xiàn)有保有儲(chǔ)量40億立方米，居全國(guó)第14位。該氣田于1971~1981年進(jìn)行勘探，共鉆井36口，現(xiàn)有采氣井12口，年產(chǎn)氣量0.63億立方米。“十五”期間，該氣田已規(guī)劃并入“川氣東輸”管網(wǎng)系統(tǒng)，目前，該氣田天然氣主要用于民用燃料和化工。為滿足社會(huì)發(fā)展和“川氣東輸”對(duì)天然氣的需求，“十五”期間擬戰(zhàn)略勘查鄂西渝東地區(qū)，并對(duì)利川建南、花果坪復(fù)向斜和沿湖至土地堂復(fù)向斜等成氣條件較好的區(qū)域進(jìn)行勘探，規(guī)劃新探明儲(chǔ)量100億立方米，新增天然氣生產(chǎn)能力2.4億立方米8。

天然氣應(yīng)用1988年初世界探明天然氣儲(chǔ)量超過(guò)110.6萬(wàn)億立方米，蘇聯(lián)是天然氣資源最豐富的國(guó)家，伊朗、美國(guó)、阿布扎比、尼日利亞和卡塔爾等國(guó)儲(chǔ)量也很大。早在2000 多年前中國(guó)四川就已開始利用天然氣煮鹽。19世紀(jì)20年代美國(guó)用天然氣照明，19世紀(jì)末采用管道輸氣，從而促進(jìn)了天然氣工業(yè)的發(fā)展。 二次大戰(zhàn)后，隨著天然氣開發(fā)和輸送技術(shù)的發(fā)展，以及石油化工的崛起，世界天然氣生產(chǎn)迅速發(fā)展。天然氣在能源消費(fèi)構(gòu)成中的比重由1950年的9.3%，上升為1989年的21. 3%，成為僅次于石油和煤炭的第三大能源，并成為生產(chǎn)合成塑料、合成纖維、合成橡膠和合成氨等化工產(chǎn)品的重要原料。蘇聯(lián)、美國(guó)、加拿大、荷蘭、 英國(guó)和阿爾及利亞都是天然氣重要生產(chǎn)國(guó)7。

有非伴生天然氣和伴生天然氣兩種。非伴生天然氣的主要成分是甲烷，可用作燃料或作制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他有機(jī)化合物的原料。伴生天然氣含較大量的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等，可用于裂解制取乙烯或經(jīng)壓縮制成液化天然氣，也可直接用作燃料。有的天然氣含有氦氣，含氦較多的天然氣可用于提取氦氣5。

**非伴生天然氣應(yīng)用：**氣井中產(chǎn)出的天然氣，需由集氣管網(wǎng)送往加工廠， 經(jīng)脫硫、脫水、脫二氧化碳等加工過(guò)程，生產(chǎn)出符合使用標(biāo)準(zhǔn)的外輸天然氣。60年代以后，為了便于海運(yùn)，發(fā)展了天然氣液化技術(shù)，印度尼西 亞、海灣國(guó)家和阿爾及利亞是重要的液化天然氣出口國(guó)。1973年以后，隨著石油的漲價(jià)，天然氣的開發(fā)利用倍受重視。意大利、加拿大、新 西蘭等國(guó)正在推廣用天然氣替代石油驅(qū)動(dòng)汽車、輪船。許多國(guó)家正在發(fā)展天然氣制取汽油和用于高爐生產(chǎn)等技術(shù)7。

**液化天然氣：**把天然氣從氣態(tài)變成液態(tài)的技術(shù)，以便在貿(mào)易中裝車、裝船外運(yùn)。此技術(shù)是把天然氣通到超低溫環(huán)境中，使其體積縮小到原體積的1/600，成為液體。使用的溫度為-161.5℃，其裝置按使用情況分為4種類型：即基本負(fù)荷型、調(diào)峰型、終站型和衛(wèi)星型。

天然氣市場(chǎng)迄今為止，世界上已形成北美洲、歐洲(包括前蘇聯(lián))和亞洲三大天然氣市場(chǎng)。北美洲市場(chǎng)主要包括加拿大和美國(guó)，其中加拿大是凈出口國(guó)，美國(guó)是凈進(jìn)口國(guó)；歐洲市場(chǎng)包括西歐、東歐和前蘇聯(lián)地區(qū)，其中，中歐、西歐的多數(shù)國(guó)家是天然氣進(jìn)口國(guó)，俄羅斯、荷蘭、挪威是出口國(guó)。此外，歐洲市場(chǎng)還 大量從歐洲以外的國(guó)家，主要從非洲的阿爾及利亞和利比亞進(jìn)口天然氣。亞洲市場(chǎng)主要包括印度尼西亞、馬來(lái)西亞、日本、韓國(guó)等，其中印度尼西亞、馬來(lái)西亞是出口國(guó)，日本、韓國(guó)是進(jìn)口國(guó)。上述三大市場(chǎng)中，北美和歐洲市場(chǎng)幾乎完全是管道天然氣貿(mào)易;亞洲市場(chǎng)則完全是液化天然氣貿(mào)易9。

天然氣輸送管網(wǎng)天然氣輸送管網(wǎng)是天然氣從產(chǎn)地輸送到用戶的主要方式。實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到輸氣管道的網(wǎng)絡(luò)化具有供氣可靠、利于開拓天然氣市場(chǎng)、利于提高天然氣工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、利于充分利用輸氣管道、利于對(duì)整個(gè)輸氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)70年代和80年代是全球天然氣管道建設(shè)的高峰期。20世紀(jì)90年代，世界輸油管道建設(shè)速度有所放慢，但輸氣管道建設(shè)活動(dòng)依然很活躍。目前天然氣輸氣管網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)出長(zhǎng)距離、大口徑、高壓力、高度自動(dòng)化遙控，向極地和海洋延伸的特點(diǎn)9。