天燃气工程基本知识讲义

第一章 天然气的形成据国际能源会议预测，21 世纪世界能源将进入天然气时代，21 世纪初期天然气将逐渐替代石油。前者占能源百分比将超过 50%。随着人们环保意识的加强，天然气这种绿色能源又是重要的化工原料日益受到重视。各国政府和能源工业界都把天然气工业放在重要的位置上，讨论本国进展天然气工业的潜力和途径，制定天然气工业的中长期进展战略，增加对天然气工业的投资比例。世界上丰富的天然气资源为天然气工业进展奠定了坚实的物质基础。据专家预测，世界上常规天然气资源达 400×1012～600×1012m3。此外，还有大量的非常规天然气资源。目前，天然气资源探明程度很低，天然气完全可以满足人类对能源的需求。据美国《油气杂志》1998 年年终号报导，全世界估算剩余探明天然气储量 145.6×1012m3。其中亚太地区为 10.2×1012m3，西欧为 4.5×1012m3，东欧与独联体为 56.7×1012m3,中东为 49.5 ×1012m3，非洲为 10.2×1012m3，西半球总计14.5×1012m3，居前 10 位的国家依次为俄罗斯、伊朗、卡塔尔、沙特阿拉伯、阿布扎尔、美国、委内瑞拉、阿尔及利亚、尼日利亚、伊拉克。1998 年我国天然气剩余探明储量为 1.3669×1012m2,位居第 20 位。第一节概述一、地层条件下的天然气从广义上讲，在常温常压下以气态存在的任何天然物质都叫天然气，这些天然物质在地壳中是很有限的。主要是由 5 个碳原子以下的烃类，二氧化碳、氮气、硫化氢、氢气、氦气和氩气。这些天然气体大多数通常以超临界状态存在。它们可溶解在水里或者原油内。原油主要由 5 个或 5 个碳原子以上的烃类组成。这些高分子烃类在常温常压下呈液态。当埋藏深度增加时，温度平均以 30/km℃的幅度上升（视局部热流量和地层剖面的热传导率而定，变化范围为 20~80/km℃）。深度达到 5km 后，温度高于地壳中除丁烷以外的所有富有天然气的临界温度。在正常条件下，许多地下天然气在水中的溶解度相当高，其溶解度随压力急剧上升，在温度达到 60℃时它又下降，在地质条件下这些作用相互平衡后溶解度随深度增加仍呈现出上升趋势。当达到一定深度，地层中孔隙流体的压力接近地静压力时，1mol 纯水溶解甲烷 10mol 以上，即 1m3水大约溶解15m3甲烷（标准条件下）。天然气，特别是烃类气体与原油有很高的混溶性，且随着温度和压力的升高这种混溶性增加很大。此外，在已发现和待发现的天然气藏中，甲烷只占地壳中各种气体的很小一部分（约占 5%~10%）。另一部...