文档介绍：基础知识
(一)、天然气定义:
天然气是指动、植物通过生物、化学作用及地质变化作用,在不同地质条件下生成、转移,在一定压力下储集,埋藏在深度不同的地层中的优质可燃气体。天然气是一种混和物,其组分随气田不同而异,主要成分有甲烷、氮及C2~C5的饱和烷烃、微量的氦、二氧化碳及硫化氢等。我们平常所说的天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物,主要成分烷烃,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气及微量的惰性气体。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。
天然气的组成并非固定不变,不仅不同地区油、气田中采出的天然气组成差别很大,甚至同一油、气藏的不同生产井采出的天然气组成也会有很大的区别。
1、根据化学组成的不同分类
(1)干性天然气:含甲烷90%以上的天然气。
(2)湿性天然气:除主要含甲烷外,还有较多的乙烷、丙烷、丁烷等气体。
2、根据天然气的来源分类
(1)纯天然气:气藏中通过采气井开采出来的天然气称为气井气。这种气体属于干性气体,主要成分是甲烷。
(2)油田伴生气:系指在油藏中与原油呈平衡接触的气体,包括游离气和溶解在原油中的溶解气两种。油田气是与石油伴生的,是天然气的一种,从化学组成来说属于湿性天然气。开采时与原油一起打出,气油比(m3/t)一般在20-500范围内。这种气体中含有60%-90%的甲烷,10%-40%的乙烷、丙烷、丁烷和高碳烷烃。
(3)凝析气田气:是含有容易液化的丙烷和丁烷成分的富天然气。这种气体通常含有甲烷85%~90%,碳三到碳五约2%~5%。可采用压缩法、吸附法或低温分离法,将后者分离出去制液化石油气。
(4)矿井气口从井下煤层抽出的矿井气****惯称为矿井***气。
另外一种分类法:伴生气、非伴生气。伴随原油共生,与原油同时被采出的油田气叫伴生气;非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种。
(二)天然气的储运(天然气应用分类)
天然气是以气态燃用,但储运方式有管输天然气、压缩天然气、液化天然气等多种形式。另外,目前还在发展天然气水合物。
1. G)
G)是通过压缩机加压的方式,将天然气压缩至容器,增加容器存储体积的天然气运输方式。一般情况下,天然气经过几级压缩,达到20MPa的高压,在用气时在经减压阀降压使用。在20MPa高压下,G在生产和利用过程中成本相对较低,能耗低。但是由于采用笨重的高压气瓶,G单车运输量比较小,运输成本高。因此,一般认为该种方式只适合为距离气源地近、用气量小的城市供应燃气。
CNG项目的特点:与LNG相比,设备相对简单、投资少;与管道天然气相比要灵活,因为管道一旦建设好以后,无法根据市场的需要发生转移。
2. 液化天然气(LNG)
当天然气在大气压下,冷却至约-162℃时,天然气由气态转变成液态,称为液化天然气(Liquefied Natural Gas,缩写为LNG)。LNG体积约为同量气态天然气体积的1/625,密度在450kg/m3左右。可见液化天然气具有较大的气液比,便于运输。另外,由于LNG的燃点及爆炸极限高于汽油,所以不易发生爆炸,安全性能好。
LNG项目包括液化工厂、低温储槽加气站和再气化工厂(气化站)的建设。液化和再气化工厂的经济可行性由年产量和最高供气量决定。由于LNG所以低温液体,其生产、储运及利用过程中都需要相应的液化、保温和气化设备,投资额高。这种运输形式只有在规模发展较大时才具有合理的经济性能。
3. 管输天然气(PNG) piping natural gas
管输天然气是通过管道直接将天然气输运到用户点的一种运输方式,主要针对气源地用户或与气源地通过陆地相连的国家之间天然气管道运送。管道长度对于PNG方式有一定要求。对于距离气源地较远的地区,只有当用气量较大时才会具有较好经济性。由于海底管道的建造和维护费用高,当天然气的海上运输距离较长时,将会倾向于采用LNG船运输。
与LNG项目不同,PNG项目既不需要液化工厂也不需要再气化工厂。管道基本建设投资是影响项目经济可行性的主要决定因素。基本建设投资额随着管线距离、管线走向、地理环境和负荷系数的变化而变化。天然气井口价格也对PNG项目的经济可行性有较大影响。当天然气的进口价格一定时,运输距离是决定其贸易方式的主要因素。如果输送距离高于临界点,LNG项目将更加可行。据英国BP公司提供数据,管道天然气和液化天然气运输成本运输距离的临界值大致在4000~5000公里间。
4. 其他技术
除了上述三种已经成熟的天然气存储技术,各国还在积极探寻其他更经济有效方式。其中包括天然气水合物(NGH ,Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate)和吸附天然气(ANG,Adsorption N