天然气的性质和特点

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，温度只要到达550°C就燃烧。在空气中，天然气的浓度只要到达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到达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到达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到达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说明具有巨大的潜力，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—°C、101325Pa或20°C、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、天然气的差异石油、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nX10-2〜10-3mPa•s,而石油粘度为n〜nX10-3mPa•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°C〕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1X10-3〜5X10-3um2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