Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Del Igra / виды газа

.docx
Скачиваний:
36
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
218.16 Кб
Скачать

Приро́дный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ.

Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Содержание

  [убрать

  • 1 Химический состав

  • 2 Физические свойства

    • 2.1 Свойство газа находиться в твёрдом состоянии

  • 3 Месторождения природного газа

  • 4 Добыча и транспортировка

    • 4.1 Подготовка природного газа к транспортировке

    • 4.2 Транспортировка природного газа

  • 5 Экология

  • 6 Применение

  • 7 Стоимость

  • 8 См. также

  • 9 Примечания

  • 10 Ссылки

[править]Химический состав

Основную часть природного газа составляет метан (CH4) — от 92 до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана:

  • этан (C2H6),

  • пропан (C3H8),

  • бутан (C4H10).

а также другие неуглеводородные вещества:

  • водород (H2),

  • сероводород (H2S),

  • диоксид углерода (СО2),

  • азот (N2),

  • гелий (Не).

Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц) (т. н. одорантов). Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан (16г на 1000 куб.м.природного газа).

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении.

[править]Физические свойства

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; при нормальных условиях, если не указано другое):

  • Плотность:

    • от 0,68 до 0,85 кг/м³ относительно воздуха (сухой газообразный);

    • 400 кг/м³ (жидкий).

  • Температура самовозгорания: 650 °C;

  • Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 5 % до 15 % объёмных;

  • Удельная теплота сгорания: 28—46 МДж/м³ (6,7—11,0 Мкал/м³)[1];

  • Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.

  • Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх[2].

[править]Свойство газа находиться в твёрдом состоянии

В науке долгое время считалось, что скопления углеводородов с молекулярным весом более 60 пребывают в земной коре в жидком состоянии, а более легкие — в газообразном. Однако российские ученые А. А. Трофимук, Н. В. Черский, Ф. А. Требин, Ю. Ф. Макогон, В. Г. Васильев обнаружили свойство природного газа в определенных термодинамических условиях переходить в земной коре в твердое состояние и образовывать газогидратные залежи. Это явление было признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 75 с приоритетом от 1961 г.

Газ переходит в твердое состояние в земной коре, соединяясь с пластовой водой при гидростатических давлениях (до 250 атм) и сравнительно низких температурах (до 295°К). Газогидратные залежи обладают несравненно более высокой концентрацией газа в единице объема пористой среды, чем в обычных газовых месторождениях, так как один объем воды при переходе ее в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. Зоны размещения газогидратных залежей сосредоточены главным образом в районах распространениямноголетнемерзлых пород, а также под дном Мирового океана.[3]

[править]Месторождения природного газа

Основная статьяМесторождение природного газа

Глубокое разведочное бурение на нефть и газ в России, по даннымРосстата.

В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа. Согласно теории биогенного (органического) происхождения нефти, они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Огромными запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), Иран, большинство стран Персидского залива, США,Канада. Из европейских стран стоит отметить Норвегию,Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет ТуркменияАзербайджан,Узбекистан а также Казахстан (Карачаганакское месторождение)

Во второй половине XX века в университете им. И. М. Губкина были открыты природные газогидраты (или гидраты метана). Позже выяснилось, что запасы природного газа в данном состоянии огромны. Они располагаются как под землёй, так и на незначительном углублении под морским дном.

Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан — третий по распространённости газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.

[править]Добыча и транспортировка

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. Сверхглубокой скважиной недалеко от города Новый Уренгой получен приток газа с глубины более 6000 метров. В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине. Движение газа в пласте подчиняетсяопределённым законам.

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения. Это делается для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.

Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

В 2005 году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд м³. Внутренним потребителям было поставлено 307 млрд м³ через 220 региональных газораспределительных организаций. На территории России расположено 24 хранилища природного газа. Протяжённость магистральных газопроводов России составляет 155 тыс. км.

В 2009 году США впервые обогнали Россию не только по объему добытого газа (624 млрд м³ против 582,3 млрд м³), но и по объему добычи товарного газа, то есть идущего на продажу контрагентам[4]. Это объясняется ростом добычи сланцевого газа[5]

В 2010 году Россия вернула себе лидерство в объемах добываемого газа, нарастив добычу до 647 млрд м³. США же, напротив, снизили добычу до 619 млрд м³[6].

В 2011 году, согласно данным ЦДУ ТЭК РФ, добыча газа в России составила 670,5 млрд м³[7].

См. также: Список стран по добыче газа

Крупнейшие мировые газодобытчики

Страна

colspan="2" align="center" style="background:

Добыча, млрд куб.м

Доля мирового рынка (%)

Добыча, млрд куб.м

Доля мирового рынка (%)

Российская Федерация

647

673,46

18

Соединенные Штаты Америки

619

667

18

Канада

158

Иран

152

170

5

Норвегия

110

143

4

Китай

98

Нидерланды

89

77,67

2,1

Индонезия

82

88,1

2,4

Саудовская Аравия

77

85,7

2,3

Алжир

68

171,3

5

Узбекистан

65

Туркменистан

66,2

1,8

Египет

63

Великобритания

60

Малайзия

59

69,9

1,9

Индия

53

ОАЭ

52

Мексика

50

Азербайджан

41

1,1

Остальные страны

1440,17

38,4

Мировая добыча газа

100

3646

100

[править]Подготовка природного газа к транспортировке

Завод для подготовки природного газа.

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельнаяТЭЦ, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты), также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащейся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (например, изгиб трубопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе.

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на которой производится очистка и осушка газа в абсорбционных колоннах. Такая схема реализована наУренгойском месторождении.

Если газ содержит в большом количестве гелий либо сероводород, то газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют гелий и серу. Эта схема реализована, например, на Оренбургском месторождении.

[править]Транспортировка природного газа

В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,4 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет кинетическую энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм и охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее — это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических емкостях при температуре от −160 до −150 °С. При этом степень сжатия достигает 600 раз в зависимости от потребностей. Таким образом, для транспортировки газа этим способом, необходимо протянуть газопровод от месторождения до ближайшего морского побережья, построить на берегу терминал, который значительно дешевле обычного порта, для сжижения газа и закачки его на танкеры, и сами танкеры. Обычная вместимость современных танкеров составляет от 150 000 до 250 000 м³. Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000—3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно — разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

В 2004 г. международные поставки газа по трубопроводам составили 502 млрд м³, сжиженного газа — 178 млрд м³.

Также есть и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн.

Были так же проекты использования дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

[править]Экология

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива. При сгорании его образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к некоторому незначительному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом. Некоторые ученые на этом основании делают вывод об опасности возникновения парникового эффекта и как следствие — потепление климата. В связи с этим в 1997 году некоторыми странами был подписан Киотский протокол по ограничению парникового эффекта. По состоянию на 26 марта 2009 года Протокол был ратифицирован 181 страной мира (на эти страны совокупно приходится более чем 61 % общемировых выбросов).

Следующим шагом было внедрение в действие с весны 2004 года негласной альтернативной глобальной программы ускоренного преодоления последствий техноэкологического кризиса. Основой программы стало установление адекватного ценообразования на энергоносители по их топливной калорийности. Цена определяется исходя из стоимости получаемых энергий на конечном потреблении из единицы измерения энергоносителя. С августа 2004 года по август 2007 года было рекомендовано и поддерживалось регуляторами соотношение 0,10 долларов США за киловатт-час (средняя стоимость нефти — 68 долларов за баррель). С августа 2007 года была произведена ревальвация соотношения до 0,15 долларов за киловатт-час (средняя стоимость нефти — 102 доллара за баррель). Финансово-экономический кризис внёс свои коррективы, но указанное соотношение будет восстановлено регуляторами. Отсутствие управляемости на рынке газа задерживает установление адекватного ценобразования. Средняя стоимость газа при указанном соотношении — 648 долларов за 1000 м³.

[править]Применение

Автобус, работающий на природном газе

Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельныхТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы)

[править]Стоимость

На Октябрь месяц 2011 года стоимость 1 м³ природного газа в Орловской области составила 3,38 рублей[8], если счётчик находится в не отапливаемом помещении применяется коэффициент 1,03

[править]См. также

  • Месторождение природного газа

  • Нефть

  • Синтетические аналоги природного газа

  • Болотный газ

  • Сланцевый газ

  • Сжиженный природный газ

  • Метан угольных пластов

  • Гидраты природных газов

  • Газпром

  • Московский газовый завод

  • Гипрогазоочистка

  • Абсорбционная колонна

  • Датчики загазованности

  • Международный газовый союз

http://www.terraexploro.com/docs/Alexey-Repin-Dictionary-4th-Edition.htm

Типы природного газа: обычный, сланцевый, угольный метан, попутный, из жесткого песка

48 сланцевых бассейнов в 38 государствах

Сла́нцевый газ (природный) (англ. Natural shale gas) — природный газ, добываемый из сланца, состоящий преимущественно изметана.

Содержание

  [убрать

  • 1 История

  • 2 Себестоимость добычи

  • 3 Технология добычи

  • 4 География, оценка запасов и перспективы добычи

    • 4.1 США

    • 4.2 Европа

      • 4.2.1 Россия

    • 4.3 Другие страны

  • 5 Мнения о сланцевом газе

  • 6 См. также

  • 7 Примечания

  • 8 Литература

[править]История

Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Вильямом Хартом (William Hart) вFredonia, New York, который считается в США «отцом природного газа». Инициаторами масштабного производства сланцевого газа в США являются Джордж П. Митчелл [1] и Том Л. Уорд.

Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато компанией Devon Energy в США в начале 2000-х наместорождении Barnett Shale, которая на этом месторождении в 2002 г. пробурила впервые горизонтальную скважину[2] Благодаря резкому росту его добычи, названному в СМИ «газовой революцией»[3] [4] [5] , в 2009 году США стали мировым лидером добычи газа (745,3 млрд куб. м), причём более 40 % приходилось на нетрадиционные источники (метан из угольных пластов и сланцевый газ).

В первом полугодии 2010 года крупнейшие мировые топливные компании потратили $21 млрд на активы, которые связаны с добычей сланцевого газа[6].

По мнению некоторых комментаторов, ажиотаж вокруг сланцевого газа, произошедший в последнее время, — результат рекламной кампании, вдохновленной рядом энергетических компаний, вложивших значительные средства в проекты по добыче сланцевого газа и нуждающихся в притоке дополнительных сумм.[7][8]

[править]Себестоимость добычи

Ряд экспертов полагают, что сланцевый газ обходится значительно дороже, чем заявляют добывающие компании.[7] По мнению экспертов, реальные затраты на получение сланцевого газа составляют 212—283 долларов США за 1 тысячу кубометров.[7][9][10] Некоторые специалисты полагают, что компании, осуществляющие добычу сланцевого газа, искусственно занижают его себестоимость.[11]

[править]Технология добычи

Для добычи сланцевого газа используют горизонтальное бурение (англ. directional drilling), гидроразрыв пласта (англ. hydraulic fracturing) и сейсмическое моделирование 3D GEO [12]. Аналогичная технология добычи применяется и для получения угольного метана.

Хотя сланцевый газ содержится в небольших количествах (0,2 — 3,2 млрд куб. м./кв. км), но за счет вскрытия больших площадей можно получать значительное количество такого газа.

[править]География, оценка запасов и перспективы добычи

Ресурсы сланцевого газа в мире составляют 200 трлн куб. м.[13] В настоящее время сланцевый газ является региональным фактором, который имеет значительное влияние только на рынок стран Северной Америки.[14]

В числе достоинств сланцевого газа — близость к рынкам сбыта.[15] В то же время у сланцевого газа есть множество недостатков, негативно влияющих на перспективы его добычи в мире.[14]

По оценке IHS CERA, добыча сланцевого газа в мире к 2018 году может составить 180 млрд кубометров в год.[14]

6 апреля 2010 года ведущий специалист энергетического департамента Института энергетики и финансов Николай Иванов заявил, что в добыче сланцевого газа образовался мыльный пузырь, увеличение его добычи оказалось не таким сильным, как ожидалось. По мнению Иванова, темпы роста добычи сланцевого газа могут заметно сократиться, снизив давление на мировой рынок газа.[8]

В январе 2011 года экономист А. Д. Хайтун писал о возможности того, что сланцевый газ «повторит судьбу угольного метана со значительным падением прироста добычи при длительной эксплуатации месторождений или судьбу биотоплива, подавляющая часть мирового производства которого приходится на Америку, а сейчас сокращается».[14]

[править]США

Буровая на месторождении сланцевого газа в Пенсильвании (США)

В США разведанные запасы сланцевого газа составляют 24 трлн куб. м. (технически извлекаемы — 3,6 трлн куб. м.[16]). Ведущей корпорацией в США по добыче сланцевого газа является Chesapeake Energy.[17]

В 2009 году добыча сланцевого газа в США составила 14 % от всего горючего газа; его доля увеличивается [18], что в 2009 году привело к существенным изменениям в распределении мирового рынка горючего газа между странами[19] [20] и образованию избыточного предложения на рынке к началу 2010 года[21]. В результате роста добычи сланцевого газа терминалы по импорту сжиженного газа, построенные в США, оставались бездействующими. В настоящее время они переоборудуются для экспорта газа.[22]

В ноябре 2009 года пресс-секретарь Белого дома заявил, что «использование сланцевого газа, как ожидается, значительно повысит энергетическую безопасность США и поможет снизить загрязнение парниковыми газами».[23]

К 2010 году добыча сланцевого газа в США достигла 51 млрд кубометров в год.[24] В начале апреля 2010 года сообщалось, чтоМинистерство энергетики США установило, что цифры по производству природного газа в стране завышались, в связи с чем оно намерено скорректировать итоговые показатели в сторону уменьшения[25]

East European Gas Analysis прогнозирует, добыча сланцевого газа в США к 2015 году составит более 180 млрд кубометров в год. По основному прогнозу Международного энергетического агентства, добыча сланцевого газа в США к 2030 году будет не более 150 млрд кубометров в год.[14]

[править]Европа

Крупные залежи сланцевого газа обнаружены в ряде государств Европы[26], в частности, в АвстрииАнглииВенгрииГерманииПольшеШвеции, на Украине[27].