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，研究本国发展天然气工业的潜力和途径，制定天然气工业的中长期发展战略，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发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%）。另一部分呈溶解状态，保存在油藏和水溶气藏中大部分气体呈分散状态贮存在沉积岩和其他岩石中，最后这些气体很难从地层中经济性的开采出来，其中很大部分天然气储存在非常规气藏中，特别是水化物气藏中。二、天然气藏的天然气组分天然气的化学组分为石蜡族低分子饱和烃气体和非烃气体。烃类气体以甲烷（CH4）为主，含量一般大于70%，乙烷（C2H6）次之。含量一般小于10%，丙烷（C3H8），丁烷（C4H10）等的含量不多。常见的非烃气体是硫化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）和氮气（N2）。有时也含有氦（He）氖（Ne）氪（Kr）氙（Xe）等隋性稀有气体。不同地层，不同层位的天然气组成变化很大气体组分的差异不但影响其本身的经济价值，对开发工程也有重要影响。（见表）在大多数情况下，天然气藏是多种气体组分的混合物，但纯的近似纯的甲烷气藏，二氧化碳气藏和氮气藏也常见。除甲烷外，其他气态氢类所占比例变化很大，但从未高于60%。氢、氦、氩几乎总是比例很小，但也有例外，如独联体发现的一个气田的氢气含量达到70%，美国有一个气藏氦气的最高含量达到10%。天然气藏只有达到一定规模才具有商业开采价值，严格讲只有烃类气体占主要部分的气藏才能叫天然气藏。天然气藏由圈闭体，储渗体和流体三大要素组成，每一大要素又可分为若干种类。气藏的分类是以这些要素中的一种或几种为依据，以能反映这些要素特征的指标作为标准进行划分的，有以圈闭成因的分类，分为构造圈闭，地层圈闭和岩性圈闭。有以油气成因做分类的，也有根据气藏的流体和空隙介质进行分类的等。三、天然气组分来源（一）烃类气态烃类有三种成因类型。细菌型、热成型和无机型，然而到目前为止。人类只发现前两种有商业价值的气藏。1、细菌型这种气体是由于细...
