Лекция 6. Классификации природных газов

1 Классификации природных газов по условиям нахождения в природе

2 Генетические классификации природных газов

3 Классификации природных газов по химическому составу

4 Комплексная классификации природных газов В.А. Соколова

Первую классификацию природных газов составил В.И. Вернадский, в 1912 году. В этой классификации газы были разделены на три группы:

1) по условиям, или формам, нахождения в природе;

2) по источникам происхождения или генезису;

3) по химическому составу.

На основании учета этих факторов позже был создан целый ряд классификационных схем природных газов. Кроме них существуют классификации газов по их практической ценности и содержанию полезных компонентов.

1 Классификации природных газов по условиям нахождения в природе

В наиболее общем виде выделяются следующие три формы существования природных газов:

1. свободные газы атмосферы;

2. водорастворенные газы гидросферы (океанов, морей, озер, прудов и рек);

3. газы земной коры.

Газы этих форм постоянно взаимодействуют, то есть переходят из одних условий существования в другие.

Наиболее разнообразны условия нахождения газов в земной коре, где они находятся в двух основных формах: рассеянной и концентрированной.

Рассеянные формы газов содержатся в открытых и закрытых порах горных пород, сорбированы минеральной частью пород и рассеянным ОВ, растворены в пластовых водах и микронефти.

Концентрированные формы газов являются объектами поисково-разведочных работ и разработки. Находятся они в газовых скоплениях, растворены в залежах нефти и в пластовых водах. Например, Уренгойское газовое месторождение содержит 10 трлн. м³ свободного газа, нефтяные месторождения Большой Бурган и Гавар содержат более 10 млрд. т извлекаемых запасов нефти каждое. В нефтях этих месторождений растворено по 1 трлн. м³ газов.

Огромные объёмы газа существуют в виде залежей твёрдых газовых гидратов на дне Мирового океана.

2 Генетические классификации природных газов

Газы образуют различные смеси, в которых определить генезис отдельных компонентов не всегда возможно. Существует много генетических классификаций газов разных авторов (А.Л. Козлов, 1950; И.В. Высоцкий 1954; А.А. Карцев, 1969; М.И Суббота и А.В. Романюк; В. И. Ермаков и др., 1990 и др.). В этих классификациях выделяется различное количество генетических классов и типов газов. Наиболее краткой является классификация газов В.И. Ермакова и др. (1990), в которой все природные газы разделены на три большие группы: биогенную, литогенную и органолитогенную.

1. Биогенные газы образуются в результате жизнедеятельности различных организмов, а также разложения и преобразования органических и минеральных веществ в биосфере.

2. Органолитогенные газы образуются при термической деструкции (углефикации) ОВ в зоне эпигенеза, или катагенеза, вплоть до исчерпания его продуктивности и превращения в графит.

3. Литогенные газы образуются в результате физико-химических и радиоактивные процессов в минеральном скелете водонасыщенных осадочных пород в зоне катагенеза, метагенеза и метаморфизма, а также в магматических породах земной коры и мантии.

Наиболее подробными генетическими классификациями природных газов являются: классификация А.Л. Козлова (1950), классификация И.В. Высоцкого (1954) и классификация М.И. Субботы и А.Ф. Романюка. В классификации последних авторов выделяется пять типов газов, которые далее делятся на подтипы. Наибольшее количество – восемь подтипов выделяется в газах биохимического генезиса:

I. Газы биохимического генезиса:

1. микробиологического преобразования ОВ илов и почв – СО₂, СН₄, N₂, CO, N₂O, NO₂, H₂, NH₃, H₂S и др.;

2. микробиологического преобразования торфа – СО₂, N₂, СН₄, CO, H₂S, NH₃ и др.;

3. микробиологического преобразования углей – СО₂, СН₄, N₂, CO, H₂ и др.;

4. микробиологического преобразования нефти – СН₄, СО₂ и др.;

5. фотосинтеза зеленых растений – О₂;

6. жизнедеятельности высших растений – СО₂, CO, С₂Н₄, летучих ОВ и др.;

7. жизнедеятельности животных – СО₂, CO, H₂S, СН₄, летучих ОВ и др.;

8. микробиологического разложения растений и животных – СО₂, CO, СН₄, H₂S, N₂, NH₃ и др.

II. Газы химического генезиса:

1. химического генезиса в нормальных условиях земной поверхности - СО₂ и др.;

2. термических реакций – СН₄, CO, СО₂ и др. (150-300 ^оС);

3. термокаталитических реакций – СН₄, C_nH_2n, H₂, CO и др.

III. Газы дегазации мантии:

1. дегазации мантии – СН₄, H₂, NH₃, N₂, СО₂, SO₂, H₂S, СО, H₂O и др.;

2. остаточные первичной атмосферы Земли – Ar, N₂ и др.

IV. Газы радиоактивного распада и радиохимического генезиса, генерирующиеся на участках распространения радиоактивных элементов – Не, Ar, Rn, H₂, O₂ и др.

V. Газы, образующиеся под воздействием космических лучей, генерирующиеся в верхних слоях атмосферы. Атомарные – Н, Не и др. Изотопы – Н₂, О₂, N₂, О₃, NО и др.