Откуда берется газ в земле

Органическая (биогенная) теория происхождения газа

Биогенная теория основывается на том, что живые организмы и растения, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве.

Авторы материала

Газ так же, как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного происхождения (т. е. отложений давно живших организмов) под действием высоких давлений и температур.

Живые организмы, погибшие и опустившиеся на морское дно, попадали в такие условия, где они не могли ни распадаться в результате окисления (ведь на морском дне нет воздуха и кислорода), ни уничтожаться микробами (их там просто не было). Отложения этих организмов образовали илистые осадки. В результате геологических движений эти осадки (отложения) ушли на большие глубины — их покрыли слои осадочных пород. Там под влиянием давления и высокой температуры в течение миллионов лет проходил процесс, при котором содержащийся в осадках углерод перешел в соединения, называемые углеводородами. Свое название они получили, потому что их молекулы состоят из углерода и водорода. Углеводороды с большими молекулами (высокомолекулярные) — это жидкие вещества, из них образовалась нефть. А низкомолекулярные углеводороды (у которых маленькие молекулы) — это газы. Они-то и образовали природный газ (CH₄).

Но только газ образовался под воздействием более высоких температур и давлений, чем нефть. Вот почему в месторождениях нефти всегда имеется и природный газ. В природном газе метан всегда является преобладающим. Многие месторождения природного газа содержат практически чистый СН₄.

Природный газ находится в земных недрах на глубине от одного до нескольких километров в микроскопических пустотах — порах, соединенных между собой микроскопическими каналами — трещинами. По этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. В некоторых местах на Земле газ свободно выходит из недр на ее поверхность по трещинам в земной коре. Газы и жидкости, находящиеся в порах и трещинах коллекторов, называют флюидами. Движение флюидов через пористые среды называется фильтрацией. Фильтрация может быть обусловлена гравитационными, капиллярными, упругими (деформация пласта) и другими силами, электроосмотическим переносом.

В некоторых газовых коллекторах (пластах) более тяжелые жидкие углеводороды испаряются вследствие высоких температур. При добыче газа температура снижается (в скважинах, шлейфах, сепараторах), и эти углеводороды снова переходят в жидкое состояние, образуя конденсат («газовый бензин»). Если газоконденсат отделяется вместе с другими газами (бутаном, пропаном и этаном), то его называют еще широкой фракцией легких углеводородов (ШФЛУ).

Иногда на сравнительно небольшой глубине, где для формирования нефти температура и давление недостаточно высоки, благодаря разложению клетчатки бактериями в результате так называемого метанового брожения быстро образуется биогенный, так называемый микробный или болотный (болотистый, также водородистый метил, формен) газ. Такой, практически чистый метан редко сохраняется в виде залежей, так как в огромных количествах улетучивается в атмосферу.

Газ природный

Природный газ (Natural gas) — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ — катагенетического преобразования органического вещества осадочных горных пород.

Он не имеет ни цвета, ни запаха.
Легче воздуха в 1,8 раза.
Горюч и взрывоопасен.
При утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

• в газообразном состоянии — он широко распространен и содержится в пластах горных пород в недрах земли:
  • в виде газовых залежей (отдельных скоплений, заключенных в «ловушке» между осадочными породами),
  • в виде газовых шапок в нефтяных месторождениях;
  • гидростатическое давление (до 250 атм);
  • сравнительно низкая температура (до 295°К),
  • соединяясь с пластовой водой, может переходить в земной коре в твердое ( кристаллическое ) состояние.

  1 нормальный кубический метр газа (Нм 3 ) — внесистемная единица измерения газа, который в газообразном состоянии занимает 1 м 3 при нормальных условиях (давление 760 мм ртутного столба, что соответствует 101325 Па, и температура 0 °С).
  В ИЮПАК принято системное понятие «стандартных условий» (давление 105 Па,и 0 °С).

  Состав природного газа

  • этан (C₂H₆),
  • пропан (C₃H₈),
  • бутан (C₄H₁₀).
  • водород (H₂),
  • сероводород (H₂S),
  • диоксид углерода (СО₂),
  • азот (N₂),
  • гелий (Не).
  • группы H (высококалорийный газ) — с высоким содержанием метана (от 87% до 99%), самый высококачественный.
  • группы L (низкокалорийный газ) — характеризуется менее высоким содержанием метана — от 80% до 87%. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха.

  Многие газовые месторождения, залегающие на глубине не более 1,5 км, состоят из метана с небольшими примесями его гомологов (этапа, пропана, бутана), азота, аргона, иногда углекислого газа и сероводорода, но с глубиной содержание гомологов метана обычно растет.
  В газоконденсатных месторождениях (ГКМ) содержание гомологов метана значительно выше, чем метана.
  Больше гомологов метана и у нефтяных попутных газов (ПНГ).

  В отдельных газовых месторождениях наблюдается повышенное содержание углекислого газа CO₂, сероводорода H₂S и азота.

  Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ — Одорантов.
  Одорант (Odorant) специально выбирают с сильным неприятным запахом (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц).
  Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан (16 г / 1000 м 3 природного газа).

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

  Месторождения

  • обособленных скоплений, не связанных с каким-либо др. полезным ископаемым;
  • в виде газонефтяных месторождений, в которых газообразные углеводороды полностью или частично растворены в нефти или находятся в свободном состоянии и заполняют повышенную часть залежи (газовые шапки) или верхние части сообщающихся между собой горизонтов газонефтяной свиты;
  • в виде ГКМ, в которых газ обогащен жидкими, преимущественно низкокипящими углеводородами.
  • пластовые — где скопления газа приурочены к определенным пластам-коллекторам;
  • массивные — не подчиняются в своей локализации определенным пластам
  • для 85% газовых месторождений и ГКМ — песчаные, песчано-алевритовые и алевритовые породы, нередко переслоенные глинами;
  • в 15% случаев — карбонатные породы.
  • статической или динамической нагрузки горных пород, выжимающих газ,
  • при свободной диффузии газа из областей высокого давления в зоны меньшего давления.
  • внерезервуарная региональная — сквозь мощные толщи пород различной проницаемости по капиллярам, порам, разломам и трещинам,
  • внутрирезервуарная локальная — внутри хорошо проницаемых пластов — коллекторов.
  • куполовидные и брахиантиклинальные поднятия,
  • эрозионные и рифовые массивы,
  • моноклинали,
  • синклинальные прогибы.
  • приуроченные к внутриплатформенным прогибам (например, Мичиганский и Иллинойсский бассейн США, Волго-Уральская НГП РФ);
  • приуроченные к прогнутым краевым частям платформ (например, Зап.-Сибирский в РФ);
  • контролируемые впадинами возрожденных гор (бассейны Скалистых гор в США, бассейны Ферганской и Таджикской впадин в Таджикистане);
  • связанные с предгорными и внутренними впадинами молодых альпийских горных сооружений (Калифорнийский бассейн в США, сахалинский бассейн в РФ).
  — 4 трлн м 3 , Заполярное — 1,5 трлн м 3 , приуроченные к меловым отложениям Западно-Сибирского бассейна, — 750 млрд м 3 , Оренбургское — 650 млрд м 3 — в Волго-Уральской НГП,
  • Ставропольское — 220 млрд м 3 на Северном Кавказе.

  Добыча и подготовка

  специальными жидкостями (гликолями); твердыми поглотителями;
  .
  

  Для очистки природного газа от сероводорода чаще применяют процесс Клауса:

  Как образуется природный газ

  

  Погибшие живые организмы опускались на дно моря и попадали в такие условия, где они не могли распадаться ни в результате окисления (на дне моря практически нет воздуха и кислорода), ни под действием микробов. В итоге эти организмы образовывали илистые осадки.

  Под действием геологических движений эти осадки опускались на все большие глубины, проникали в недра земли. В течение миллионов лет осадки подвергались действию высоких давлений и температур. В результате этого воздействия в этих отложениях проходил процесс, при котором углерод, в них содержащийся, перешел в соединения, которые называются углеводородами.

  Высокомолекулярные углеводороды (с большими молекулами) – это жидкие вещества. Из них и образовалась нефть. А вот низкомолекулярные углеводороды – это газы. Из последних как раз и образуется природный газ. Только для образования газа требуются более высокие температуры и давление. Поэтому на месторождении нефти всегда есть и природный газ.

  Со временем отложения нефти и газа ушли на большую глубину. За миллионы лет их перекрыли осадочные породы.

  Природный газ – это смесь газов, а не однородная субстанция. Основную часть этой смеси, порядка 98%, составляет газ метан. Кроме метана в состав природного газа входят этан, пропан, бутан и немного неуглеводородных элементов – водород, азот, углекислый газ, сероводород.

  Где располагается природный газ

  Природный газ находится в недрах земли на глубине порядка 1000 м и глубже. Там он заполняет микроскопические пустоты – поры, которые соединены между собой трещинами. По этим трещинам газ в земле может двигаться от пор с высоким давлением в поры с низким.

  Также газ может располагаться в виде газовой шапки над месторождением нефти. Кроме того, он может находиться и в растворенном состоянии – в нефти или воде. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха.

  Добыча и транспортировка газа

  Газ добывается из земли при помощи скважин. За счет того, что на глубине давление больше, газ вырывается из скважин через трубу.

  Для облегчения транспортировки и хранения природный газ сжижают, воздействуя низкими температурами при повышенном давлении. Метан и этан не могут существовать в жидком состоянии, поэтому газ разделяют. В результате в баллонах перевозят только смесь пропана и более тяжелых углеводородов.

  Откуда взялся природный газ.

  Многие ли в наше время могут сразу дать определение природному газу? Знают ли его историю и химический состав? Очевидно нет, ведь в Google найдется все.

  Итак.

  Природный газ — смесь углеводородов, представляющая собой нечто эфемерное, то, что нельзя потрогать, увидеть и без запаха. Основу природного газа составляет метан (CH4) — простейший углеводород (органическое соединение, состоящее из атомов углерода и водорода). Обычно в его состав также входят более тяжелые углеводороды, гомологи метана: этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4H10) и некоторые неуглеводородные примеси.

  В поисках истины.
  

  Ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению относительно происхождения природного газа, и своем споре разбились на два лагеря, пытаясь доказать возникновение газа, предложили две основные теории.

  Минеральная теория

  Согласно этой теории все химические элементы, из которых состоит природный газ и нефть изначально заложены в мантии Земли, представляя собой залежи полезных ископаемых. находясь глубоко в пластах горных пород являются частью процесса дегазации Земли. Из-за внутренних движений Земли углеводороды, находящиеся на больших глубинах поднимаются ближе к поверхности, туда, где образуется наименьшее давление, таким образом, в результате появляются нефтяные и газовые залежи.

  Биогенная теория.

  Приверженцы этой теории считают, что природный газ образовался из остатков растительных и животных организмов, вымерших в конце палеозойской эры, которые под действием бактерий, высокого давления и температуры превратились в смесь газообразных углеродов. Именно биохимические процессы и обеспечили химический коктейль природного газа: 80-98% метана, 2-3% его ближайших гомологов – этана, пропана, бутана, пентана, а также небольшое количество примесей – сероводорода, углекислого газа, азота.

  Газ видишь? Нет. А он есть.

  Большинство людей, далеких от газовой отрасли, представляют, что газ, находящийся под землей подобен ценным ископаемым, занимает собой некие пустоты в недрах земли, и легко полностью извлекается. Но это не совсем верно. Природный газ действительно находится глубоко под землей, внутри горных пород, имеющих пористую структуру, но поры на столько микроскопические, что их невооружённым глазом разглядеть почти нереально. Поэтому, взяв в руки извлеченный из недр земли небольшой кусок песчаника, сложно осознать, что внутри заключен природный газ.

  Священный огонь.

  

  Древний зороастрийский храм Атешгях

  У многих народов огонь вызывал благоговейный трепет. Люди поклонялись огню, огонь любили, огонь ненавидели.

  Человечество знает о существовании природного газа давно. И, хотя уже в IV веке до н. э. в Китае его научились использовать для отопления и освещения, долгое время яркое пламя, не оставляющее пепла, являлось предметом мистического и религиозного культа для некоторых народов. Например, на Апшеронском полуострове (современная территория Азербайджана) в VII веке был воздвигнут храм огнепоклонников Атешгях, почитаемый в разное время зороастрийцами, индуистами и сикхами. Храм возник на месте «вечных» неугасимых огней — горящих выходов естественного газа, благодаря чему храм и носит название «Атешгях», что означает «Дом огня». Служения в нем проходили вплоть до XIX века. Однако, сами зороастрийцы говорят, что они не поклоняются огню как таковому, а почитают Творца (Q’rt’), символом которого является огонь.

  Добыть и использовать.

  «Человечеству всего около 200 тыс. лет. А добыча газа началась только в прошлом веке»

  Человек всегда и везде ищет выгоду. Вот и персидский царь в I веке н.э., увидев огонь, горевший и день и ночь, не требующий дополнительного топлива приказал построить дворцовую кухню на месте где газ выходил на поверхность. Природный газ впервые применили в 1821 году в городе Фредония, штат Нью-Йорк.

  На заметку: Общая протяженность газопроводов в России в два раза больше, чем расстояние от Земли до Луны или в 20 раз больше, чем протяженность экватора.

  Каталог продукции

  Опытная эксплуатация

  С целью ознакомления с нашими приборами, оценки качества, их возможностей и соответствие заявленным техническим характеристикам, ПОЛИТЕХФОРМ предоставляет данное оборудование в опытную эксплуатацию. В случае заинтересованности в опытной эксплуатации, просим оставить заявку и мы свяжемся с Вами.

  Похожие публикации:

  1. Для чего нужен трехходовой клапан
  2. Как делают мебель из дерева
  3. Как измерить монтажную длину счетчика воды
  4. Как сделать игрушку своими руками