[科普中国]-非伴生天然气

天然气简介

广义地说，岩石圈中一切天然生成的气体，均可称为天然气。但石油工业所称的天然气主要是指在地层中有机质热演化各个阶段 (生物化学阶段、成油阶段及过成熟阶段)生成的气态烃和非烃气体(CO2、N2、H2S等)所组成的混合气。其特点是无色，可以燃烧，呈淡黄或蓝色火焰。天然气按成因可分宇宙气、火山气、生物成因气、热裂解气；按产状可分油田气、气田气、凝析气、伴生气、煤田气、煤系气、游离气、溶解气、水溶气;按化学成分可分干气、湿气等。天然气可作为燃料和重要的工业原料 (制造碳黑、乙烯、合成汽油等)6。天然气是一种优质的天然燃料资源。在不同地质条件下由某些有机物质经生物化学作用分解而生成。通常包含甲烷、其他烷属 重碳氢化合物、氮、氢、二氧化碳、硫化氢、机械杂质和水分等成分，有时还含有少量的氦和氩。发热量很高，其低位发热量常可达35600～41870kJ/Nm(8500～10000kcal/Nm) 或更高4。

天然气按来源的不同，有伴生天然气和非伴生天然气两类。前者亦称“含油天然气”或“石油气”，与原油共生，从油井中伴随原油的开采一起逸出，甲烷含量约为75～87%；后者亦称“气田天然气”或“干天然气”，从单纯的天然气气田中采出，甲烷含量可高达90～98%。如通过必要的加压处理使天然气变成液态，则成为“液化天然气”。天然气除了可直接用作工业燃料外，也可用于化学工业部门作为制造合成氨、乙炔、甲醇和其他有机化合物等的原料4。

非伴生天然气简介非伴生常来自生物化学气、煤成气、或无机成因气。主要由甲烷组成，约占95%左右，只含有少量的重烃及其它非烃气体，有时含较多CO2或N2。因含油极少，加工处理较简便。热值为9000—9300千卡/标米3。

中国四川某气田非伴生天然气组成概况：CH4为98%，C3H8为0.3%，C4H10为0.3%，其他烃总和为0.4%，N2为1.0%，低位发热量为36MJ/m3。

中国非伴生天然气主要分布四川盆地是全国最大的天然气生产基地。根据中国沉积岩面积广大，探明的石油储量较大及煤成气资源丰富等条件估计，天然气生产发展潜力很大7。

恩施州天然气资源仅分布于利川市建南镇，储气构造位于四川盆地东缘的石柱复向斜内，地面构造面积173.4平方千米，侏罗系地层为区域性盖层，下伏有三叠系至志留系地层。该气田有4个产气层，即三叠系下统嘉陵江组一段气层和飞仙关三段气层、二叠系上统长兴组二段气层和石炭系中统黄龙组气层，天然气含气面积71.04平方千米。全州天然气探明储量50.55亿立方米，现有保有储量40亿立方米，居全国第14位。该气田于1971~1981年进行勘探，共钻井36口，现有采气井12口，年产气量0.63亿立方米。“十五”期间，该气田已规划并入“川气东输”管网系统，目前，该气田天然气主要用于民用燃料和化工。为满足社会发展和“川气东输”对天然气的需求，“十五”期间拟战略勘查鄂西渝东地区，并对利川建南、花果坪复向斜和沿湖至土地堂复向斜等成气条件较好的区域进行勘探，规划新探明储量100亿立方米，新增天然气生产能力2.4亿立方米8。

天然气应用1988年初世界探明天然气储量超过110.6万亿立方米，苏联是天然气资源最丰富的国家，伊朗、美国、阿布扎比、尼日利亚和卡塔尔等国储量也很大。早在2000 多年前中国四川就已开始利用天然气煮盐。19世纪20年代美国用天然气照明，19世纪末采用管道输气，从而促进了天然气工业的发展。 二次大战后，随着天然气开发和输送技术的发展，以及石油化工的崛起，世界天然气生产迅速发展。天然气在能源消费构成中的比重由1950年的9.3%，上升为1989年的21. 3%，成为仅次于石油和煤炭的第三大能源，并成为生产合成塑料、合成纤维、合成橡胶和合成氨等化工产品的重要原料。苏联、美国、加拿大、荷兰、 英国和阿尔及利亚都是天然气重要生产国7。

有非伴生天然气和伴生天然气两种。非伴生天然气的主要成分是甲烷，可用作燃料或作制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他有机化合物的原料。伴生天然气含较大量的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等，可用于裂解制取乙烯或经压缩制成液化天然气，也可直接用作燃料。有的天然气含有氦气，含氦较多的天然气可用于提取氦气5。

**非伴生天然气应用：**气井中产出的天然气，需由集气管网送往加工厂， 经脱硫、脱水、脱二氧化碳等加工过程，生产出符合使用标准的外输天然气。60年代以后，为了便于海运，发展了天然气液化技术，印度尼西 亚、海湾国家和阿尔及利亚是重要的液化天然气出口国。1973年以后，随着石油的涨价，天然气的开发利用倍受重视。意大利、加拿大、新 西兰等国正在推广用天然气替代石油驱动汽车、轮船。许多国家正在发展天然气制取汽油和用于高炉生产等技术7。

**液化天然气：**把天然气从气态变成液态的技术，以便在贸易中装车、装船外运。此技术是把天然气通到超低温环境中，使其体积缩小到原体积的1/600，成为液体。使用的温度为-161.5℃，其装置按使用情况分为4种类型：即基本负荷型、调峰型、终站型和卫星型。

天然气市场迄今为止，世界上已形成北美洲、欧洲(包括前苏联)和亚洲三大天然气市场。北美洲市场主要包括加拿大和美国，其中加拿大是净出口国，美国是净进口国；欧洲市场包括西欧、东欧和前苏联地区，其中，中欧、西欧的多数国家是天然气进口国，俄罗斯、荷兰、挪威是出口国。此外，欧洲市场还 大量从欧洲以外的国家，主要从非洲的阿尔及利亚和利比亚进口天然气。亚洲市场主要包括印度尼西亚、马来西亚、日本、韩国等，其中印度尼西亚、马来西亚是出口国，日本、韩国是进口国。上述三大市场中，北美和欧洲市场几乎完全是管道天然气贸易;亚洲市场则完全是液化天然气贸易9。

天然气输送管网天然气输送管网是天然气从产地输送到用户的主要方式。实践中认识到输气管道的网络化具有供气可靠、利于开拓天然气市场、利于提高天然气工业的经济效益和社会效益、利于充分利用输气管道、利于对整个输气系统实现计算机控制等一系列优点。20世纪70年代和80年代是全球天然气管道建设的高峰期。20世纪90年代，世界输油管道建设速度有所放慢，但输气管道建设活动依然很活跃。目前天然气输气管网的发展呈现出长距离、大口径、高压力、高度自动化遥控，向极地和海洋延伸的特点9。