天然气的性质和特点.doc

天然气的性质和特点1、天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要达到550℃就燃烧　在空气中，天然气的浓度只要达到5-15%就会爆炸 2、天然气无色，比空气轻，不溶于水一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右，一立方米油田伴生气的重量，只有同体积空气的75%左右3、天然气的主要成分是甲烷，本身无毒，但如果含较多硫化氢，则对人有毒害作用如果天然气燃烧不完全，也会产生一氧化碳等有毒气体4、天然气的热值较高，一立方米天然气燃烧后发出的热量是同体积的人工煤气（如焦炉煤气）的两倍多，即35.6-41.9兆焦/立方米（约合8500-10000千卡/立方米）5、天然气可液化，液化后其体积将缩小为气态的六百分之一每立方米天然气完全燃烧需要大约十立方米空气助燃6、一般油田伴生气略带汽油味，含有硫化氢的天然气略带臭鸡蛋味天然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量达到10%以上时，人就会因氧气不足而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度达到0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量达到1.54毫克/升时，人就会死亡。

因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下天然气的化学组成 天然气是指烃类气体地壳中，天然气就其产状分析，有游离态、溶解态（溶于原油和水中）、吸附态和固态气水合物四种类型从分布特点又可分为聚集型和分散型两类气藏气、气顶气、凝析气、油溶气属聚集型，也称为常规型天然气；水溶气、煤层气、固态气水合物则属分散型，也称为非常规型天然气从与油藏的关系划分，气顶气、油溶气以及油藏之间或油藏上方的、在成因上与成油过程相伴的气藏气，均归于伴生气；与油没有明显联系的或仅含有极少量原油的气藏气，成因上与煤系有机质或未成熟的有机质有关而生成的天然气称之为非伴生气在我国，常规的天然气贮存形式是普遍存在的，包括气层气、溶解气、水溶气、凝析气一般说，“气层气”是指在原始储层条件下，天然气以自由气相贮集于储层内溶解气”指原始储层条件下，天然气以溶解状态存于储层内的原油中水溶气”指在原始储层条件下，天然气体溶解于储层内的边水或底水中凝析气”指在原始地层条件下，天然气以自由相存在，但当地层压力降到露点压力以下时，有反凝析现象产生对非常规的天然气类型，在我国仍属潜在的领域但煤层气，也称煤矿瓦斯气，从已经进行的研究和预测表明具有巨大的潜力，90年代以来，我国已程度不等地启动了工作，成为勘探开发着力开拓的领域。

烃类天然气以甲烷（CH4）气为主，并含有总量不多、各自数量不等的重烃（C2—C5）气其中非烃气以氮（N2）、二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）气较为常见另外，天然气中还含有一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、氢（H2）、汞（Hg）以及氦（Ｈe）、氖（Ne）、氩（Ar）、氙（Xe）及氡（Rn）等痕量至微量的惰性气体烃类天然气的元素组成与石油相似，碳占65～80，氢元素占12～20，H/C原子比在4～5之间一般甲烷占总量的85以上，乙、丙烷较常见，约占2～12左右，丁烷以上含量较少根据天然气中重烃（C2以上）的含量，把天然气分为干气（贫气）和湿气（富气）重烃含量高于或等于5的定为湿气，含量低于5的定为干气四川盆地所产天然气多属干气，其甲烷含量多超过95湿气多与原油共存，也常被称为伴生气湿气中的乙烷、丙烷、丁烷在增压后又可变为液态，故也被称为液化石油气不同地区天然气的成分不尽相同，往往随地而异，即使同一个油气田或油气田内的不同层位，也有所变化，有的甚至差异较大四)天然气的物理性质天然气是无色、无味的气体当天然气中混有硫化氢气时，就会出现强烈的刺鼻臭味其重要物理性质还包括：1)密度天然气密度是指单位体积气体的重量，以kg/m3表示。

天然气是多组分的混合物，各组分的密度也不相同在地面标准状态下，天然气混合物的密度一般为0.7～0.75kg/m3，随重烃含量增多密度增大某些油田伴生气，其密度可达1.5kg／m3密度随压力增高而增大，随温度增高而变小天然气的相对密度是指相同温度、压力（如15.6℃、101325Pa或20℃、101325Pa）条件下，天然气密度与空气密度的比值天然气混合物一般在0.56～1.0之间2）天然气的粘度粘度是指气分子内部质点运移的摩擦阻力，是研究气体的运移、评价开采、集输条件的重要参数，常用动力粘度（绝对粘度）表示，单位采用mPa·s也可用运动粘度，即动力粘度与密度的比值，单位以mm2/s表示粘度大小与化学组成及其所处环境有关在标准状况下，分子量增加，粘度变小，温度升高粘度增大在压力较高的条件下，压力增高粘度增大3）天然气压缩性和溶解性天然气是可压缩的同体积的天然气，在地面与地下密度不同，重量也不同天然气具有溶于水和石油这两类不同液体的能力，但易于与石油互溶而与水则不易互溶如甲烷，在原油中的溶解系数为0.3，而在水中的溶解系数仅0.033，两者可相差达一个数量级影响天然气溶解性的主要因素是压力，而温度对天然气的溶解力的影响则比较复杂。

五）石油、天然气的热值热值系指单位重量燃料燃烧时所产生的热量，是评价燃料质量的重要指标，单位以MJ／kg表示平均低位发热量，石油为41.87MJ/kg，天然气为38.97MJ/kg，原煤为20.93MJ/kg国际上多以标准燃料应用的基热值（标准煤当量）29.27MJ/kg计量石油、天然气折算标准燃料系数分别为1.4286和1.33六）石油、天然气的差别石油、天然气在元素组成、结构形式以及生成的原始材料和时序等方面，有其共性、亲缘性，也有其特性、差异性在化学组成的特征上，天然气分子量小（小于20），结构简单，H/C原子比高（4～5），碳同位素的分馏作用显著石油的分子量大（75～275），结构也较复杂，H/C原子比相对低（1.4～2.2），碳同位素的分馏作用比天然气弱在物理性质方面，天然气基本是只含有极少量液态烃和水的单一气相；石油则可包容气、液、固三相而以液相为表征的混合物天然气密度比石油小得多，既易压缩，又易膨胀在标准条件下，天然气粘度仅n×10-2～10-3mPa·s，而石油粘度为n～n×10-3mPa·s，相差几个数量级天然气的扩散能力和在水中的溶解度均大于石油在生成的条件方面，天然气比石油宽。

天然气既有有机质形成，也有深成无机形成；沉积环境以湖沼型为主；生气母质以腐殖型干酪根（Ⅲ型）为主，生成的温度区间较宽，在浅部低温下即开始生成生物气；在中等深度（温度多数在65～90℃）范围内，发生的有机质热降解作用而大量生成石油的“液态窗”阶段，也可伴之生成；在深部高温条件下有机质裂解则又主要是生成天然气天然气对储集层的要求也比石油要宽，一般岩石的孔隙度为10～15，渗透率在1×10-3～5×10-3μm2也可成藏而由于天然气的活泼性，则对盖层的要求比石油严格得多因此，天然气分布的领域要比石油广，产出的类型、贮集的形式也比石油多样，既有与石油聚集形式相似的常规天然气藏，如构造、地层、岩性气藏等，又可形成煤层气、水封气、气水化合物以及致密砂岩、页岩气等非常规的天然气藏煤层既是生气源岩又是储集体的煤层气藏已成为很现实的类型世界上已探明的天然气储量中，约有90都不与石油伴生，而是以纯气藏或凝析气藏的形式出现，形成含气带或含气区这说明天然气地质与石油地质虽然有某些共同性，也有密切的联系，但天然气毕竟有它自身发生、发展、形成矿藏的地质规律”（包茨，1988）由于天然气具有的一些特性，因而在理论研究、资源评价以及勘探技术方法和开采方式上与石油也不尽相同，需要发展一些具有针对性的工作方法和技术系列，以适应今后将不断扩大的天然气资源开发的需要。