Тема 2. Состав и свойства природных газов

5)метановых и угольных месторождений;

6)метановых водорастворимых.

II. Газы, обогащенные инертными компонентами:

1)гелий в углеводородных газовых залежах и водах;

2)гелий в азотных залежах;

3)азотных залежей.

III. Газы, обогащенные сероводородом:

1)сероводород в метановых залежах;

2)сероводород в углеводородных газовых залежах. IV. Углекислые газы минеральных вод.

3.6Классификация и индексация В.И. Старосельского, классификация В.А. Соколова

Существует классификация и индексация природных газов по содержанию полезных компонентов В.И. Старосельского, которая основана на требованиях промышленности по минимальной концентрации компонентов, являющихся ценным химическим сырьем. Среди неуглеводородных компонентов газа в ней учитывается азот (А), углекислый газ (У), сероводород (Св), а среди углеводородных компонентов – метан (Н), этан (Э), тяжелые углеводороды (Т) и конденсат (К). В зависимости от пределов процентного содержания какого-

либо компонента в газе, около его буквенного индекса ставится цифра от 1 до 4. Состав газа обозначается суммой индексов. Например,

состав газов Астраханского газоконденсатного месторождения будет выражен следующим индексом: М2Э1Т2У4А1Св4К4. Он означает, что газ содержит метана от 30 до 70 %, этана менее 3 %, тяжелых углеводородов 5-10 %, углекислого газа более 15 %, азота менее 3 %,

сероводорода более 1 % и конденсата более 200 г/м3.

Природные газы подразделяются в этой классификации по содержанию этана, который является ценным химическим сырьем, а также

– по содержанию тяжелых УВ на метановые, этановые, этан-пропановые и

20

пропан-бутановые. Метановые газы характерны для газовых скоплений. Они содержат метана от 90 до100 %, этана до 3 % и тяжелых УВ до

5 %. Этановые газы содержат этана от 3 до 6 % , тяжелых УВ от 5 до 10 %, а этан-пропановые газы - этана от 6 до 9 %, тяжелых УВ - от 10

до 30 %. Эти газы характерны, в основном, для газоконденсатных и нефтегазоконденсатных залежей. В пропан-бутановых газах концентрация тяжелых УВ составляет более 30 % и этана более 9 %. Они характерны для нефтяных залежей.

Широко известна классификация природных газов по условиям нахождения, химическому составу и генезису, составленная В.А.

Соколовым (таблица 5).

Таблица 5 – Классификация природных газов по В.А. Соколову (1966)

Ne, N, Ar

4.Методы определения состава природных газов

Компонентный состав газов определяется хроматографическим методом. Для разделения углеводородов и двуокиси углерода используют способ газожидкостной хроматографии. Для выявления азота, кислорода, гелия, водорода, неона и легких углеводородов (метан,

этан) применяют адсорбционную хроматографию. Разделение производят на цеолитах, активированном угле, алюмогеле и др. При хроматографическом анализе природных газов используют детекторы по теплопроводности, а углеводородных компонентов, содержащихся в малых количествах, — детекторы ионизации в водородном пламени. Содержание сероводорода и меркаптанов определяется химическим методом: сероводород поглощается из газа раствором подкисленного хлористого кадмия, а меркаптаны — раствором подщелоченного хлористого кадмия с последующим йодометрическим анализом образовавшихся сульфида и меркаптида кадмия в поглотительных растворах. Общая органическая сера определяется ламповым анализом, теплота сгорания газов — сжиганием газа в проточных калориметрах, в калориметрической бомбе или расчетом по химическому составу газа. В проточных калориметрах теплоту сгорания устанавливают измерением выделяемого тепла при полном сгорании определенного количества газа, поглощаемого непрерывно протекающим потоком воды; в калориметрической бомбе — путем сжигания в кислороде определенного объема газа, определения количества тепла, выделяющегося при сгорании

25

газа, измерением приращения температуры воды. Оценка теплоты сгорания по химическому составу газа производится по величинам теплот сгорания чистых компонентов газовой смеси и их процентного содержания в газе. Плотность газа устанавливается весовым пикнометрическим анализом, методом расчёта по химическому составу газа и автоматическими приборами — плотномерами различных типов.

Для определения влажности газа применяют метод измерения температуры точки росы, электролитический и абсорбционный методы. Содержание паров метанола и гликолей в газе устанавливают хроматографическим методом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Природный газ — 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 виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных условиях (101,325 кПа и 20 °С) природный газ находится только в газообразном состоянии. Так же природный газ может находиться в виде естественных газогидратов.

Природные газовые гидраты представляют собой метастабильный минерал, образование и разложение которого зависит от температуры, давления, химического состава газа и воды, свойств пористой среды и др.

В последние годы (после проведения в 2003 году совещания в ОАО «Газпром») исследования гидратов в России продолжались в различных организациях как посредством госбюджетного финансирования (два интеграционных проекта Сибирского отделения РАН,

небольшие гранты РФФИ, грант губернатора Тюмени, грант министерства высшего образования РФ), так и за счет грантов международных фондов - ИНТАС, СРДФ, ЮНЕСКО (по программе «плавучий университет» - морские экспедиции под эгидой ЮНЕСКО под лозунгом

Training Through Research - обучение через исследования), КОМЕКС (Kurele-Okhosk-Marine Experiment), ЧАОС (Carbon-Hydrate Accumulations in the Okhotsk Sea) и др.

26

В 2002 - 2004 гг. исследования по нетрадиционным источникам углеводородов, включая газовые гидраты (с учетом коммерческих интересов ОАО «Газпром»), продолжались в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» и ОАО «Промгаз» при небольшом масштабе финансирования. В

настоящее время исследования по газовым гидратам проводятся в ОАО «Газпром» (главным образом, в ООО «Газпром ВНИИГАЗ»), в институтах Российской академии наук, в университетах.

Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды

иприготовления пищи; как топливо для машин, 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

идля освещения (применялись газовые лампы).

Вэкологическом 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 - резкого потепления климата. В связи с этим в 1997 г. некоторыми странами был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта. По состоянию на 26 марта 2009 Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов). Протокол является первым успешным рыночным механизмом по уменьшению выбросов парниковых газов в атмосферу. 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

27

и поддерживалось регуляторами соотношение $0,10 за киловатт-час (средняя стоимость нефти $68 за баррель). С августа 2007 года была произведена ревальвация соотношения до $0,15 за киловатт-час (средняя стоимость нефти $102 за баррель). Финансово-экономический кризис внёс свои коррективы, но указанное соотношение будет восстановлено регуляторами. Отсутствие управляемости на рынке газа задерживает установление адекватного ценообразования. Средняя стоимость газа при указанном соотношении $648 за 1000 н. метров кубических.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Российская газовая энциклопедия. Москва. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2004, с.81-85.

2.vgenergy.ru Поиск исследователей в области нефти и газа.

3.Мирзаджанзаде А.Х., Аметов И.М., Ковалев А.Г. Физика нефтяного и газового пласта. Изд. «Недра». М. 1982г – 268.

4.Истомин В.А., Якушев В.С., Махонина Н.А., Квон В.Г., Чувилин Е.М. Эффект самоконсервации газовых гидратов – Газовая промышленность, спецвыпуск «Газовые гидраты», 2006, с. 36-46.

5.История нефти в осадочных бассейнах: сб. науч. тр. / Под ред. Б.А. Соколова. – М.: Изд-во «Интерпринт», 1994 – 181.

6.Карцев А.А. Основы геохимии нефти и газа. – М.: Недра, 1978 – 461.

7.Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. Нефтегазовая геология – итоги ХХ века. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000 – 386.

28