石油与天然气地质学_天然气.ppt

第二节 天然气 天然气的概念 天然气的产状 天然气类型 天然气的化学组成 天然气的物理性质 天然气与石油的差别 一、天然气的概念 广义上，指天然存在于自然界的一切气体。如大气、岩石气、火山气、宇宙气体等等。 狭义上，有两种含义，一是指自然产出的具经济价值的一切气体，如H2S、CO2、N2等；另一含义是指自然产出的、以烃类为主的可燃性气体，通常用CXHY表示。 二、天然气的产状和类型 地壳中的天然气，可依不同的特点 来分类。 依存在的相态：分为游离气、溶解气（溶于油和水中）、吸附气和固体水溶气； 依其分布特点可以分为聚集型和分散型； 依其与石油产出的关系可以分为伴生气和非伴生气。 按成因： 有机成因型(石油气、煤成气、菌解气)； 无机成因型(岩浆脱气、火山喷气、变质脱气、围岩分解等)。 I、聚集型天然气 游离气是常规气藏中天然气存在的基本型式。只有大规模的游离气聚集，才能有效地开发利用。 聚集型天然气可以是气藏气、气顶气和凝析气。 气藏气 ? 是指在圈闭中具有一定工业价值的单独天然气聚集。特别是巨大的非伴生气藏(田)，是气藏气的主体。但也有些气藏气可以存在于油气田中，在垂向或横向上与油藏或油气藏有一定的联系。 气顶气 ???是指与油共存于油气藏中呈游离态位居油气藏顶部的天然气。这种天然气不仅在分布上，而且在成因上与石油都有密切联系。它的基本特点是：重烃气（C2+烃气）的含量多数大于5%。个别可高于甲烷。少有小于5%的。 凝析气 是一种含有一定量凝析油的特殊的气藏气。在地下较高温度、压力下，凝析油因逆蒸发作用而气化或以液态分散（溶解）于气中，呈单一气相存在，称之为凝析气。 凝析气采出后因地表温度、压力较低，其中凝析油呈液态析出，与天然气分离。这种含有一定量凝析油的气藏，称为凝析油气藏，常简称为凝析气藏，或凝析油藏。 II、分散型天然气 包括油内溶解气、水内溶解气、煤层气、沉积岩中吸附气、固态气水合物气等以寄生方式分散赋存于某一自然物质内的气体。除沉积岩中的分散吸附气外，都已开始利用。 油内溶解气 油溶气：指油藏中的溶解气，任一油藏总溶有数量不等的天然气。每桶原油的溶气量从零点几到一二百个立方米不等。含气量低时，被分离出的气体只能被放掉或烧掉，含气量高时可回收作动力或回注于油藏。 水内溶解气 水溶气：包括低压水溶气和高压地热型水溶气。水溶气储量较大，但含气率低，一般仅0.1-2m3气/m3水，高者不过3--5m3气/m3水，很难单独开采，但可综合利用。地热型水溶气是利用地热时回收的主要对象之一 煤层气 煤层气：指煤层所含吸附和游离态（煤层瓦斯）的天然气，其含量因变质强度和煤顶板透气性差异很大，一般变化在0.1-20m3气/t煤。 固态气水合物气 固态气水合物：冰点附近特殊温压条件下形成的固态结晶化合物。气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气水合物。 固态气水合物晶格中 水分子和甲烷的比率为46：8和136：8两种。标准温压下，每立方米气水合物中最高含气量分别为173m3和60m3甲烷气。 气水合物中聚集的天然气量实际上比储集层中天然气量还要大。但气水合物形成条件特殊，只能分布在冻土带、极地和深海沉积物中。 三、天然气的化学组成 气（油）藏中天然气的主要成分是烃类。通常以甲烷占优势，并有数量不等的重烃气（C2+）。在某些石油伴生气（气顶气和油溶气）中，重烃气含量可以超过甲烷。据统计： C：42-78%，H：14-24%； 化合物以甲烷为主，其次为重烃气(＞C2+)；含有少量的C2-C6的烷烃。 一般碳数越大，含量越少。 非烃气在绝大多数气藏气中为次要成分，常见的非烃气有N2、CO2、H2S、CO、SO2、H2、Hg等，以及痕量到微量的惰性气体如氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等。在某些气藏中非烃气体也可以成为主要成分，如N2气藏、CO2气藏、H2S气藏等。 据雅库琴尼（В.П.ЯКУЧеНИ，1976）对世界上不同时代，不同构造单元的2,000个气藏、15,000个分析数据的统计结果表明，世界上绝大多数气藏的成分是以烃气为主。 烃含量高于80%的气藏数占总数的85%以上，90%以上的天然气储量集中于烃含量在90%以上的气藏中。 氮气为主的气藏占气藏总数的百分之几，含量在90%以上的不到1%。 以CO2和H2S为主的气藏也不足气藏总数的1%。 一些地区油气田中天然气成分简表 实际勘探中，根据重烃气含量分湿气和干气。 干气(贫气)：C2+＜5%，常不与油拌生，可形成纯气藏，燃烧时呈兰色火焰，通入带冰的水中，无油膜出现。 湿气(富气)：C2+≥5%，常与油拌生，有微弱汽油味，燃烧时呈黄色火焰，通入带冰的水中，水面常出现彩色油膜。 非烃气体：有CO2，N2，H2S及惰性气体，含量不