Легко ли добыть нефть. Природный газ⁠⁠

Природный газ – горючее полезное ископаемое. Он может находиться в газообразном состоянии в газовых залежах при нормальных условиях (101,325 кПа и 20 °C). В растворенном состоянии он содержится в воде и нефтяных месторождениях (в них он может образовывать еще и газовые шапки).

Также много газа накапливается в угольных и некоторых каменно-соляных пластах (так называемый рудничный газ или метан угольных пластов), запасы которого достигают триллионы кубических метров. Ну и конечно же сланцевый газ, который некоторые считают неким особым газом. Хотя по сути он является обычным природным газом, только добывается из низкопроницаемых коллекторов. Он также имеет разнообразный состав, в газе некоторых месторождений множество негорючих примесей (месторождение Антрим, до 33% негорючих примесей), а в других этот процент невелик (месторождение Баккен, 1-3%). Впрочем состав традиционного газа тоже очень сильно отличается от месторождения к месторождению.

Состав природного газа некоторых традиционных месторождений бывшего СССР

Состав газа сланцевых месторождений США

Также метан входит в состав твердых газовых гидратов, в котором его гораздо больше, чем свободного природного газа. Правда разработка таких гигантских запасов сильно затруднена и, по крайней мере на текущий момент, невыгодна. (Легко ли добыть нефть. Будем ли мы жечь газогидраты?)

Метангидратные отложения в трубе

Природный газ – это смесь легких летучих предельных углеводородов (алканов), а также негорючих газов и вредных примесей.

Основным компонентом природного газа является метан (CH4) – его содержание варьируется в диапазоне 70 - 98%.

Кроме него в состав могут входить более тяжелые насыщенные газообразные углеводороды – гомологи метана: этан, пропан, бутан, а также пентан и гексан, которые в нормальных условиях являются жидкостями

Различные углеводороды имеют разное применение. Метан используется как энергоноситель, этан - ценное сырье для химической промышленности, пропан преимущественно используется в качестве моторного топлива в СУГ -сжиженый углеводородный газ, пропан-бутановая смесь (не стоит путать со сжиженым природным газом, основа которого - метан). Бутан используют в качестве моторного топлива и немного в промышленности, а пентан и гексан (их смесь называется газолин, петролейный эфир) раньше использовались как светильный газ, а сейчас идет в жидкое моторное топливо.

Помимо углеводородной составляющей, природный газ может содержать неорганические газообразные соединения: водород, углекислый газ азот инертные газы (преимущественно гелий)

К вредным примесям относятся вещества, осложняющие добычу и переработку газа, в основном это сероводород и угарный газ.

В зависимости от состава углеводородов газ может быть сухой, полужирный и жирный. Жирность газа определяется содержанием пропана и бутана и более тяжелых углеводородов, которых еще называют ШФЛУ – широкая фракция легких углеводородов. Если их содержание не превышает 2%, то газ сухой, 2-5% - полужирный, больше пяти процентов – жирный. В чисто газовых месторождениях газ сухой, а полужирный и жирный добывают в газоконденсатных и нефтяных месторождениях (попутный газ).

Природный газ сам по себе не обладает никаким запахом. В природных условиях запах ему могут придавать сероводород или природные меркаптаны. В бытовой газ добавляют одоранты, обладающие очень резким и сильным запахом в минимальных концентрациях, например, этилмеркаптан.

Природный газ гораздо легче воздуха, если есть утечка – садитесь ниже и открывайте окно. Но вот если у вас автомобиль с газобаллонным оборудованием, то при утечке лезьте наверх, основа этого моторного топлива: пропан-бутановая смесь, которая тяжелее воздуха

Особенно опасна смесь природного газа с воздухом в концентрации 1:9, она наиболее легковзрываема.

Существует две теории происхождения природного газа: минеральная и биогенная. По минеральной теории, углеводороды образуются в результате химической реакции глубоко в недрах нашей планеты из неорганических соединений под действием высоких давлений и температур. Далее вследствие внутренней динамики Земли, углеводороды поднимается в зону наименьшего давления, образуя залежи полезных ископаемых, в том числе газа. (Легко ли добыть нефть. Откуда есть пошла нефть и газ. Часть-2)

Согласно биогенной теории, природный газ образовался в недрах Земли в результате анаэробного разложения органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких температур и давлений. Несмотря на продолжающиеся споры относительно происхождения углеводородов, в научном сообществе выигрывает биогенная теория. (Легко ли добыть нефть. Откуда есть пошла нефть и газ. Часть-1)

Но не смотря на то, какая теория верна, природного газа на земле, даже традиционного, еще очень много. Еще не так давно считалось, что мировые запасы нефти и газа должны исчерпаться уже в начале XXI века. Например, об этом писал в 1965 году авторитетный американский геофизик Хабберт, который ввел впервые понятие «пик нефть» и «пик газа». Под этим понимается максимальное мировое производство нефти, газа (и любого другого невосполняемого ресурса), которое было или будет достигнуто, и за которым последует спад добычи.

Согласно расчётам Хабберда, максимальная добыча газа должна была произойти в начале этого века и достигать 250 миллионов эквивалентов баррелей нефти. Однако, к счастью или сожалению, он ошибся в расчетах и сейчас добыча в год составляет свыше 300 миллионов эквивалентов баррелей нефти, и пика пока не видно.

В следующей части я напишу, почему добытый газ нельзя качать от скважины прямо к потребителям и про первичную подготовку газа.