天然氣的性質(zhì)和特點

天然氣的性質(zhì)和特點1、 天然氣是一種易燃易爆氣體，和空氣混合后，溫度只要到達550°C就燃燒。在空氣中，天然氣的濃度只要到達5-15%就會爆炸。2、 天然氣無色，比空氣輕，不溶于水。一立方米氣田天然氣的重量只有同體積空氣的55%左右，一立方米油田伴生氣的重量，只有同體積空氣的75%左右。3、 天然氣的主要成分是甲烷，本身無毒，但如果含較多硫化氫，則對人有毒害作用。如果天然氣燃燒不完全，也會產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。4、 天然氣的熱值較高，一立方米天然氣燃燒后發(fā)出的熱量是同體積的人工煤氣〔如焦?fàn)t煤氣〕的兩倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米〔約合8500-10000千卡/立方米〕。5、 天然氣可液化，液化后其體積將縮小為氣態(tài)的六百分之一。每立方米天然氣完全燃燒需要大約十立方米空氣助燃。6、 一般油田伴生氣略帶汽油味，含有硫化氫的天然氣略帶臭雞蛋味。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷本身是無毒的，但空氣中的甲烷含量到達10%以上時，人就會因氧氣不足而呼吸困難，眩暈虛弱而失去知覺、昏迷甚至死亡。天然氣中如含有一定量的硫化氫時，也具有毒性。硫化氫是一種具有強烈臭雞蛋味的無色氣味，當(dāng)空氣中的硫化氫濃度到達0.31毫克/升時，人的眼、口、鼻就會受到強烈的刺激而造成流淚、怕光、頭痛、嘔吐；當(dāng)空氣中的硫化氫含量到達1.54毫克/升時，人就會死亡。因此，國家規(guī)定：對供應(yīng)城市民用的天然氣，每立方米中硫化氫含量要控制在20毫克以下天然氣的化學(xué)組成天然氣是指烴類氣體。地殼中，天然氣就其產(chǎn)狀分析，有游離態(tài)、溶解態(tài)〔溶于原油和水中〕、吸附態(tài)和固態(tài)氣水合物四種類型。從分布特點又可分為聚集型和分散型兩類。氣藏氣、氣頂氣、凝析氣、油溶氣屬聚集型，也稱為常規(guī)型天然氣；水溶氣、煤層氣、固態(tài)氣水合物則屬分散型，也稱為非常規(guī)型天然氣。從與油藏的關(guān)系劃分，氣頂氣、油溶氣以及油藏之間或油藏上方的、在成因上與成油過程相伴的氣藏氣，均歸于伴生氣；與油沒有明顯聯(lián)系的或僅含有極少量原油的氣藏氣，成因上與煤系有機質(zhì)或未成熟的有機質(zhì)有關(guān)而生成的天然氣稱之為非伴生氣。在我國，常規(guī)的天然氣貯存形式是普遍存在的，包括氣層氣、溶解氣、水溶氣、凝析氣。一般說，“氣層氣”是指在原始儲層條件下，天然氣以自由氣相貯集于儲層內(nèi)?！叭芙鈿狻敝冈純訔l件下，天然氣以溶解狀態(tài)存于儲層內(nèi)的原油中。“水溶氣”指在原始儲層條件下，天然氣體溶解于儲層內(nèi)的邊水或底水中?！澳鰵狻敝冈谠嫉貙訔l件下，天然氣以自由相存在，但當(dāng)?shù)貙訅毫档铰饵c壓力以下時，有反凝析現(xiàn)象產(chǎn)生。對非常規(guī)的天然氣類型，在我國仍屬潛在的領(lǐng)域。但煤層氣，也稱煤礦瓦斯氣，從已經(jīng)進行的研究和預(yù)測說明具有巨大的潛力，90年代以來，我國已程度不等地啟動了工作，成為勘探開發(fā)著力開拓的領(lǐng)域。烴類天然氣以甲烷〔CH4〕氣為主，并含有總量不多、各自數(shù)量不等的重?zé)N〔C2—°C、101325Pa或20°C、101325Pa〕條件下，天然氣密度與空氣密度的比值。天然氣混合物一般在0.56~1.0之間。2〕天然氣的粘度粘度是指氣分子內(nèi)部質(zhì)點運移的摩擦阻力，是研究氣體的運移、評價開采、集輸條件的重要參數(shù)，常用動力粘度〔絕對粘度〕表示，單位采用mPa?s。也可用運動粘度，即動力粘度與密度的比值，單位以mm2/s表示。粘度大小與化學(xué)組成及其所處環(huán)境有關(guān)。在標(biāo)準狀況下，分子量增加，粘度變小，溫度升高粘度增大。在壓力較高的條件下，壓力增高粘度增大。3〕天然氣壓縮性和溶解性天然氣是可壓縮的。同體積的天然氣，在地面與地下密度不同，重量也不同。天然氣具有溶于水和石油這兩類不同液體的能力，但易于與石油互溶而與水則不易互溶。如甲烷，在原油中的溶解系數(shù)為0.3，而在水中的溶解系數(shù)僅0.033，兩者可相差達一個數(shù)量級。影響天然氣溶解性的主要因素是壓力，而溫度對天然氣的溶解力的影響則比較復(fù)雜。〔五〕石油、天然氣的熱值熱值系指單位重量燃料燃燒時所產(chǎn)生的熱量，是評價燃料質(zhì)量的重要指標(biāo)，單位以MJ/kg表示。平均低位發(fā)熱量，石油為41.87MJ/kg,天然氣為38.97MJ/kg,原煤為20.93MJ/kg。國際上多以標(biāo)準燃料應(yīng)用的基熱值〔標(biāo)準煤當(dāng)量〕29.27MJ/kg計量。石油、天然氣折算標(biāo)準燃料系數(shù)分別為1.4286和1.33。〔六〕石油、天然氣的差異石油、天然氣在元素組成、結(jié)構(gòu)形式以及生成的原始材料和時序等方面，有其共性、親緣性，也有其特性、差異性。在化學(xué)組成的特征上，天然氣分子量小〔小于20〕，結(jié)構(gòu)簡單，H/C原子比高〔4?5〕，碳同位素的分餾作用顯著。石油的分子量大〔75?275〕，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，H/C原子比相對低〔1.4?2.2〕，碳同位素的分餾作用比天然氣弱。在物理性質(zhì)方面，天然氣基本是只含有極少量液態(tài)烴和水的單一氣相；石油則可包容氣、液、固三相而以液相為表征的混合物。天然氣密度比石油小得多，既易壓縮，又易膨脹。在標(biāo)準條件下，天然氣粘度僅nX10-2?10-3mPa?s,而石油粘度為n?nX10-3mPa?s,相差幾個數(shù)量級。天然氣的擴散能力和在水中的溶解度均大于石油。在生成的條件方面,天然氣比石油寬。天然氣既有有機質(zhì)形成,也有深成無機形成;沉積環(huán)境以湖沼型為主;生氣母質(zhì)以腐殖型干酪根〔III型〕為主,生成的溫度區(qū)間較寬,在淺部低溫下即開始生成生物氣；在中等深度〔溫度多數(shù)在65?90°C〕范圍內(nèi)，發(fā)生的有機質(zhì)熱降解作用而大量生成石油的“液態(tài)窗”階段,也可伴之生成；在深部高溫條件下有機質(zhì)裂解則又主要是生成天然氣。天然氣對儲集層的要求也比石油要寬，一般巖石的孔隙度為10?15，滲透率在1X10-3?5X10-3um2也可成藏。而由于天然氣的活潑性，則對蓋層的要求比石油嚴格得多。因此，天然氣分布的領(lǐng)域要比石油廣，產(chǎn)出的類型、貯集的形式也比石油多樣，既有與石油聚集形式相似的常規(guī)天然氣藏，如構(gòu)造、地層、巖性氣藏等，又可形成煤層氣、水封氣、氣水化合物以及致密砂巖、頁巖氣等非常規(guī)的天然氣藏。煤層既是生氣源巖又是儲集體的煤層氣藏已成為很現(xiàn)實的類型?！笆澜缟弦烟矫鞯奶烊粴鈨α恐?，約有90都不與石油伴生，而是以純氣藏或凝析氣藏的形式出現(xiàn)，形成含氣帶或含氣區(qū)。這說明天然氣地質(zhì)與石油地質(zhì)雖然有某些