Природный газ и газовый конденсат. В чем разница? Нефть, природный газ и газонефтяной пар

Определение

Природный газ – полезное ископаемое, представляющее собой смесь газообразных углеводородов природного происхождения, состоящую главным образом из метана и примесей других алканов. Иногда в составе также присутствует некоторое количество углекислого газа, азота, сероводорода и гелия.

Вследствие своего состава природный газ представляет собой чрезвычайно ценное сырье, из которого выделяют отдельные компоненты или более простые смеси.

Месторождения природного газа

В природе газ может находиться в следующих формах:

• Газовые залежи в пластах некоторых горных пород. Залежи газообразных углеводородов как правило сосредоточены на глубине от 1000 м. Вопреки распространенному мнению, газ в таких залежах находится не в объемных пустотах, а преимущественно в мелких трещинах, микроскопических порах и каналах горных пород, например, песчаника. В составе такого газа преобладают низшие алканы: метан и этан. Крупнейшие запасы природного газа сосредоточены в России (Уренгойское месторождение), большинстве стран Персидского залива, США и Канаде.
• Газовые шапки над нефтью и растворенный в нефти газ. Такие газообразные скопления называют Попутный нефтяной газ (ПНГ). В отличие «традиционного» природного газа, ПНГ в своем составе помимо метана и этана содержит значительное количество пропана, бутана и других более тяжелых углеводородов.
• Газогидратные залежи. Газовые гидраты – это кристаллические соединения, которые образованы путем растворения газообразных углевоородов в пластовой воде при определенных термодинамических условиях – высоких давлениях и относительно низких температурах. 1 объем воды при переходе в гидратное состояние связывает до 220 объемов газа. Такая форма накопления природного газа была открыта во второй половине 20-го века. Газогидратные залежи находятся преимущественно в районах распространения многолетней мерзлоты, а также на относительно небольшой глубине под океанических дном.

Доказано, что большое количество углеводородов находится в мантии Земли, но в настоящее время, ввиду технической недоступности, они не представляют практического интереса.

Помимо залежей газа в недрах планеты, необходимо упомянуть, что углеводороды встречаются и в космосе. В частности, метан является третьим по распространенности газом во Вселенной после водорода и гелия. В форме метанового льда он входит в структуру планет и других космических тел. Однако такие образования не относят к залежам природного газа и при настоящем уровне развития технологий не могут быть извлечены.

Химический состав природного газа

Пространственная модель молекулы метана

Основным компонентом природного газа является метан (CH4) – его содержание варьируется в диапазоне 70 — 98%. Кроме него в состав могут входить более тяжелые насыщенные углеводороды – гомологи метана:

• этан
• пропан
• бутан

Помимо углеводородной составляющей, природный газ может содержать неорганические газообразные соединения:

• водород
• сероводород
• углекислый газ
• азот
• инертные газы (преимущественно гелий)

Физические свойства природного газа

Вследствие своего состава природный газ горюч. Чистый газ горит голубым пламенем, поэтому его иногда называют «голубым топливом». Примеси же могут окрашивать пламя в различные цвета. Также пламя начинает желтить при недостатке кислорода, что приводит к неполному сгоранию газа и образованию копоти и угарного газа.

Смесь с воздухом в диапазоне концентраций от 4,4 до 17% взрывоопасна. Поэтому важно контролировать содержание газа в окружающей атмосфере, а также вовремя принимать соответствующие меры в случае его утечки.

Природный газ бесцветен и не имеет запаха, за исключением случаев повышенного содержания в его составе сероводорода. В связи с этим, для облегчения обнаружения утечек газа, к нему в небольших концентрациях добавляют специальные одоранты – вещества с резким неприятным запахом. В качестве одорантов преимущественно используются серосодержащие соединения, например, тиолы (меркаптаны). Стандартная концентрация таких добавок составляет 16 г на 1000 м3. Однако человек способен уловить присутствие одного из самых распространенных одорантов – этилмеркаптана, даже при его концентрации в воздухе 2*10-6 % по объему.

Физические свойства природного газа зависят от его компонентного состава, однако в большинстве случаев основные параметры укладываются в диапазоны, приведенные в таблице ниже.

Добыча природного газа

Методы добычи газообразных углеводородов схожи с добычей нефти – газ извлекают из недр с помощью скважин. Для того, чтобы пластовое давление залежи падало постепенно, скважины размещают равномерно по всей территории месторождения. Такой метод также препятствует возникновению перетоков газа между областями месторождения и преждевременному обводнению залежи.

Более подробнов статье: Добыча природного газа.

Согласно отчету BP в 2017 год мировая добыча природного газа составила 3680 млрд м3. Лидером по добыче стала США — 734,5 млрд м3, или 20% от общего мирового показателя. Россия заняла вторую строчку с 635,6 млрд м3.

Происхождение

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.

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.

Транспортировка

Несмотря на то, что на некоторых месторождениях газ отличается исключительно качественным составом, в общем случае природный газ – это не готовый продукт. Помимо целевого содержания компонентов (при этом целевые компоненты могут различаться в зависимости от конечного пользователя), в газе содержаться примеси, которые затрудняют транспортировку и являются нежелательными при применении.

Например, пары воды могут конденсироваться и скапливаться в различных местах трубопровода, чаще всего, изгибах, мешая таким образом продвижению газа. Сероводород – сильный коррозионный агент, пагубно влияющий на трубопроводы, сопоуствуеющее оборудование и емкости для хранения.

В связи с этим, перед отправкой в магистральный нефтепровод или на нефтехимический завод газ проходит процедуру подготовки на газоперерабатывающем заводе (ГПЗ).

Первый этап подготовки – очистка от нежелательных примесей и осушка. После этого газ компримируют – сжимают до давления, необходимого для переработки. Традиционно природный газ сжимают до давления 200 — 250 бар, что приводит к уменьшению занимаемого объема в 200 — 250 раз.

Далее идет этап отбензинивания: на специальных установках газ разделяют на нестабильный газовый бензин и отбензиненный газ. Именно отбензиненный газ направляется в магистральные газопроводы и на нефтехимические производства.

Нестабильный газовый бензин подается на газофракционирующие установки, где из него выделяют легкий углеводороды: этан, пропан, бутан, пентан. Данные вещества также являются ценным сырьем, в частности для производства полимеров. А смесь бутана и пропана – уже готовый продукт, используемый, в частности, в качестве бытового топлива.

Газопровод

Основным видом транспортировки природного газа является его прокачка по трубопроводу.

Стандартный диаметр трубы магистрального газопровода составляет 1,42 м. Газ в трубопроводе прокачивается под давлением 75 атм. По мере продвижения по трубе, газ, за счет преодоления сил трения, постепенно теряет энергию, которая рассеивается в виде тепла. В связи с этим, через определенные промежутки на газопроводе сооружаются специальные компрессорные станции подкачки. На них газ дожимается до необходимого давления и охлаждается.

Для доставки непосредственно до потребителя от магистрального газопровода отводят трубы меньшего диаметра — газораспределительные сети.

Транспортировка СПГ

Что делать с труднодоступными районами, находящимися вдали от основных магистральных газопроводов? В такие районы газ транспортируется в сжиженном состоянии (сжиженный природный газ, СПГ) в специальных криогенных емкостях по морю, и по суше.

По морю сжиженный газ перевозится на газовозах (СПГ-танкерах), судах оборудованных изотермическими емкостями.

СПГ перевозят также и сухопутным транспортом, как железнодорожным, так и автомобильными. Для этого используются специальных цистерны с двойными стенками, способными поддерживать необходимую температуру определенное время.

Применение природного газа

Главным образом природный газ используется для обеспечения отопления, производства электроэнергии, и для бытовых нужд населения. Например, в России около 50% поставок приходится на энергетические компании и коммунальное хозяйство. Кроме этого, он находит применение в качестве топлива для транспортных средств, сырья при производстве пластмасс и других органических веществ.

Более подробно: Что делают из природного газа?

Экология

Природный газ является самым чистым среди углеводородных ископаемых топлив. В идеале, при его сгорании образуется только вода и углекислый газ, в то время как сгорание нефтепродуктов сопровождается образованием копоти и золы.

Конечно, сами по себе выбросы большого количества углекислого газа в атмосферу не безопасны. По мнению некоторых ученых, они могут привести к возникновению парникового эффекта, и как следствие, – к существенному потеплению климата. Однако стоит отметить, что и в этом отношении природный газ выигрывает — эмиссия CO2 при его сжигании существенно ниже, чем у нефтяного топлива.

Природный газ – полезное ископаемое, составляющие которого широко используются в качестве топлива. Он невидим и не имеет запаха. В России природного газа больше, чем где-либо в мире.

Существует две версии происхождения природного газа – минеральная и биогенная.

Минеральная теория

В результате процесса дегазации Земли в пластах горных пород образуются полезные ископаемые. Из-за внутренней динамики Земли углеводороды поднимаются вверх из глубин, в зону наименьшего давления, и образуют нефтяные и газовые залежи.

Биогенная теория

Живые организмы, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве. Остатки органики, опускаясь все глубже, под воздействием температуры и давления превратились в углеводородные полезные ископаемые, в том числе – в природный газ.

Состав и физические свойства природного газа

Природный газ на 98% состоит из метана, а также из гомологов метана – этана, пропана, бутана. Иногда в природном газе может присутствовать также углекислый газ, водород и гелий. Природный газ бесцветен и не имеет запаха (в случае, если в составе газа нет сероводорода), он легче воздуха, горючий и взрывоопасный.

Подробные свойства компонентов природного газа и его применение

Метан (СН4) – бесцветный газ без запаха, легче воздуха, горючий, но его хранение достаточно легкое. Метан используется как горючее в газовых плитах. Этан (С2Н6) – бесцветный газ без запаха и цвета, чуть тяжелее воздуха, горючий, но не используется как топливо. Основное применение этана – получение этилена. Пропан (С3Н8) – бесцветный газ без запаха, ядовитый. Пропан имеет свойство сжижаться при небольшом давлении, что позволяет легко отделять его от примесей и транспортировать. Бутан (С4Н10) – по свойствам близок к пропану, имеет высокую плотность, вдвое тяжелее воздуха. Пропан и бутан используются в качестве топлива в некоторых автомобилях. Сжиженным пропаном заправляют зажигалки. Углекислый газ (СО2) – бесцветный газ без запаха, с кислым привкусом. В отличии от других компонентов природного газа (за исключением гелия), углекислый газ не горючий. Углекислый газ является одним из самых малотоксичных газов. Углекислый газ, даже в больших количествах, никак не влияет на здоровье человека, но он препятствует поглощению кислорода при содержании в атмосфере от 3 до 10 процентов. Такая концентрация может вызвать удушье и даже смерть. Гелий (Не) – бесцветный, очень легкий газ без цвета и запаха. Инертный, при нормальных условиях не реагирует ни с одним из веществ. Не токсичен, не горюч, но при повышенном давлении может вызвать наркоз, как и другие инертные газы. Гелий, в отличии от любого другого газа, не существует в твердом состоянии. Гелий абсолютно нетоксичен при нормальных условиях из-за его инертности, но при повышенном давлении возникает начальная стадия наркоза. Сероводород (Н2S) – бесцветный тяжелый газ с запахом протухших яиц. Сероводород чрезвычайно ядовит, даже при маленькой концентрации вызывает паралич обонятельного нерва. Не смотря на токсичность, сероводород, в силу антисептических свойств, применяется в сероводородных ваннах. Токсичные свойства сероводорода очень велики – при длительном воздействии возникает головокружение, после паралича обонятельного нерва возникает иллюзия отсутствия сероводорода, но на самом деле организм перестает его ощущать. При концентрации 0,2-0,3 мг/м3 наступает отравление организма, а концентрация выше 1 мг/м3 смертельна.

Свойства некоторых других газов, не входящих в состав природного, но имеющих применение, близкое к нему

• Этилен (С2Н4) – бесцветный газ с приятным запахом, по свойствам близкий к этану, не менее плотный и горючий. Является сырьем для получения полиэтилена.
• Ацетилен (С2Н2) – бесцветный газ, чрезвычайно горюч и взрывоопасен. Способен взрываться при сильном сжатии. Ацетилен не используется в быту из-за высокого риска пожара или взрыва. Используется для создания очень высокой температуры в металлургии (сварка и резка металлов). Из-за высокой горючести ацетилен не используется в качестве топлива в автомобилях, условия хранения этого газа должны строго соблюдаться.

Стоит отметить, что история российской газовой промышленности началась в 1811 году, Петр Соболевский создал первую установку для получения искусственного газа – термоламп, за свое изобретение он был награжден орденом. В 1819 на Аптекарском острове Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари. До двадцатого века природный газ в России считался побочным продуктом при добыче нефти, даже понятия газового месторождения не существовало. Обнаруживались они случайно, при бурении скважин. Постепенно промышленники начали осознавать, что природный газ может быть чрезвычайно полезен. С наступлением двадцатого века началось активное развитие российской газовой промышленности, разрабатывались газовые месторождения, утилизировался попутный (нефтяной) газ. Россия занимает первое место в мире по объему запасов природного газа, а почти 70% в этих запасах принадлежит компании Газпром.

Природный газ — смесь углеводородов, предмет религиозного культа, спора ученых и важнейший сырьевой ресурс. Он невидим и не имеет запаха. В России его больше, чем где-либо в мире.

Из чего состоит природный газ

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.

Природный газ может существовать в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород, в виде газовых шапок (над нефтью), а также в растворенном или кристаллическом виде.

Запах газа

Что интересно, ни один из названных газов не имеет ни цвета, ни запаха. Характерный неприятный запах, с которым в быту сталкивался практически каждый человек, придается газу искусственно и называется одорацией. В качестве одорантов, то есть неприятно пахнущих веществ, обычно используют серосодержащие соединения. Человек может уловить запах одного из самых распространенных одорантов — этантиола — даже если одна часть этого вещества придется на 50 миллионов частей воздуха. Именно благодаря одорации можно легко устанавливать утечки газа.

Этап добавления одоранта
с неприятным запахом.

Природный газ без запаха

Природный газ
с неприятным запахом

Спор ученых

Относительно происхождения природного газа (как, впрочем, и нефти) среди ученых до сих пор не существует единого мнения. Две основные концепции — биогенная и минеральная — утверждают разные причины образования углеводородных полезных ископаемых в недрах Земли.

Образование полезных ископаемых в пластах горных пород — часть процесса дегазации Земли. Из-за внутренней динамики Земли углеводороды, находящиеся на больших глубинах, поднимаются в зону наименьшего давления, образуя в результате газовые и нефтяные залежи.

Живые организмы, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве. Опускаясь все глубже из-за геологических движений, остатки разложившейся органики превратились под воздействием термобарических факторов (температуры и давления) в углеводородные полезные ископаемые, в том числе — в природный газ.

Невидимые поры

Довольно распространено ложное представление о том, что газ находится под землей в неких пустотах, из которых легко полностью извлекается. На самом деле газ может находиться внутри горной породы, имеющей пористую структуру настолько мелкую, что человеческим глазом ее увидеть нельзя. Держа в руках кусок песчаника, извлеченного с огромной глубины, достаточно сложно представить, что внутри заключен природный газ.

Поклонение газу

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, служения в котором проходили вплоть до XIX века.

Кстати, недалеко от храма Атешгях в 1859 году была совершена первая в России попытка (довольно кратковременная) использовать природный газ в промышленных целях — на нефтеперегонном заводе в Баку.

Термоламп и первый газ в России

История российской газовой промышленности начинается в 1811 году. Тогда изобретатель Петр Соболевский создал первую установку для получения искусственного газа — термоламп. Выступив с докладом об этом на заседании Всероссийского общества любителей словесности, наук и художеств, по указу Александра I Соболевский был награжден орденом за свое изобретение. А несколькими годами позже, в 1819 году, на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари. Таким образом, история газовой промышленности в России началась почти 200 лет назад — в 2011 году у нее был юбилей.

В середине 20-х годов XX века во всем СССР было добыто 227,7 млн кубометров газа. В 2010 году Группой «Газпром» было добыто 508,6 млрд кубометров газа.

Россия занимает первое место в мире по объему запасов природного газа. Доля «Газпрома» в этих запасах составляет около 70%. Таким образом, «Газпром» располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа.

С наступлением XX века началось активное развитие российской газовой промышленности: впервые разрабатывались газовые месторождения, утилизировался попутный (нефтяной) газ.

Русская смекалка

Однако до XX века в России природный газ являлся побочным продуктом при добыче нефти и назывался попутным газом. Не существовало даже самих понятий газового или газоконденсатного месторождений. Обнаруживались они случайно, например при бурении артезианских скважин. Однако известен случай, когда во время бурения такой скважины находчивый саратовский купец, увидев вместо воды пламя, построил на этом месте стекольный и кирпичный заводы. Промышленники постепенно начали осознавать, что природный газ может быть крайне полезен.

Приро́дный газ — смесь углеводородов, преимущественно метана, с небольшими примесями других газов, добываемая из осадочных горных пород Земли.

С середины XX века природный газ является важным полезным ископаемым, широко используемым в энергетике как энергоноситель и в крупнотоннажной химии как источник углеводородного сырья для синтеза полимеров и азотных удобрений. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных условиях (101,325 кПа и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; приведены при нормальных условиях, если не указано иное):

• Плотность:от 0,68 до 0,85 кг/м3 (сухой газообразный), 400 кг/м3 (жидкий);
• Температура самовоспламенения: 600—800 °C;
• Температуры конденсации-испарения: −161,5 °С;
• Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 4,4 % до 17 % объёмных;
• Удельная теплота сгорания: 28—46 МДж/м3 (6,7—11,0 Мкал/м3) или 8-12 кВт·ч/м3;
• Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.
• Легче воздуха в 1,8 раза, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива. При его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива.

Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для котельных, ТЭЦ, различной техники, в том числе и автомобильной, и др. Сейчас он используется в химической промышленности, как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. Для обнаружения утечек газа без использования специальных приборов в него добавляют в безвредных концентрациях этантиол, обладающий резким характерным запахом.

Природный газ находится в земле на глубине от 1000 м до 6000 метров). В недрах газ находится в микроскопических пустотах (порах). Поры соединены между собой микроскопическими каналами — трещинами, по этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением до тех пор, пока не окажется в скважине. Из недр газ выходит вследствие того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное; таким образом, движущей силой является разность давлений в пласте и системе сбора.

Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения для равномерного падения пластового давления в залежи. Иначе возможны перетоки газа между областями месторождения, а также преждевременное обводнение залежи.

Фрекинг — высвобождение природного газа из подземных пористых горных пород может быть осуществлено с помощью процесса, называемого гидравлическим разрывом пласта или «разрывом пласта». По оценкам, на гидроразрыв пласта в конечном итоге будет приходиться почти 70% добычи природного газа в Северной Америке.

С момента первой коммерческой операции по гидроразрыву пласта в 1949 году в Соединенных Штатах было проведено около миллиона скважин с гидроразрывом пласта. При добыче природного газа из скважин с гидроразрывом пласта использовались технологические разработки наклонно-направленного и горизонтального бурения, которые улучшили доступ к природному газу в плотных горных породах. Сильный рост добычи нетрадиционного газа из скважин с ГРП произошел в период с 2000 по 2012 год, названной в СМИ — «сланцевой революцией»

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю — химический завод, котельная, ТЭЦ, городские газовые сети. Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов, также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении. Так, пары воды, содержащиеся в газе, при определённых условиях могут образовывать гидраты или, конденсируясь, скапливаться в различных местах (например, изгиб трубопровода), мешая продвижению газа; сероводород вызывает сильную коррозию газового оборудования (трубы, ёмкости теплообменников и т. д.). Помимо подготовки самого газа, необходимо подготовить и трубопровод. Широкое применение здесь находят азотные установки, которые применяются для создания инертной среды в трубопроводе.

Газ подготавливают по различным схемам. Согласно одной из них, в непосредственной близости от месторождения сооружается установка комплексной подготовки газа (УКПГ), на которой производится очистка и осушка газа в абсорбционных колоннах. Такая схема реализована на Уренгойском месторождении. Также целесообразна подготовка газа мембранной технологией.

Для подготовки газа к транспортировке применяются технологические решения с применением мембранного газоразделения, с помощью которого можно выделить тяжёлые углеводороды (C3H8 и выше), азот, углекислый газ, сероводород, а также значительно снизить температуру точки росы по воде и углеводородам перед подачей в ГТС.

Транспортировка природного газа

Одним из основных видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,42 м. По мере продвижения газа по трубопроводу он, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа, теряет потенциальную энергию, которая рассеивается в виде тепла. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции, на которых газ обычно дожимается до давления от 55 до 120 атм и затем охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но тем не менее это наиболее дешёвый с точки зрения начальных вложений и организации способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических ёмкостях при температуре от −160 до −150 °С. Для сжижения газ охлаждают при повышенном давлении. При этом степень сжатия достигает 600 раз в зависимости от потребностей. Таким образом, для транспортировки газа этим способом, необходимо протянуть газопровод от месторождения до ближайшего морского побережья, построить на берегу терминал, который значительно дешевле обычного порта, для сжижения газа и закачки его на танкеры, и сами газовозы. Обычная вместимость современных танкеров составляет от 125 000 до 250 000 м³. Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный, начиная с расстояний до потребителя сжиженного газа более 2000—3000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно-разгрузочные работы, но требует более высоких начальных вложений в инфраструктуру, чем трубопроводный. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

Есть также и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн.

Мировой рынок и ценообразование

Мировая добыча природного газа в 2021году составляла 4000 млрд м3. Лидирующее положение в добыче газа занимают США и Российская Федерация.

Рынок газа по своей сути всегда был региональным, сильно привязанным к трубопроводам и месторождениям в отличие от глобального охвата нефти. Сейчас это разделение меняется благодаря транспортировке сжиженного природного газа. Это превратило природный газ в глобальный товар.

мировое распределение газопроводов и транспортных путей СПГ

На рынке природного газа существуют несколько способов ценообразования:

• Привязка к ценам нефти
• Ценообразование «нэтбек» от конечной продукции
• Цены, устанавливающиеся в результате двусторонних переговоров между монополиями
• Затратный принцип ценообразования
• Государственное регулирование на основе социальных и политических соображений

Данные модели могут использоваться на одном и том же рынке как в комбинации, так и параллельно друг другу.

Со временем, спотовое ценообразование характерезующася формированием цены в результате торга, на основе взаимного соглашения между продавцом и покупателем, в ходе взаимодействия спроса и предложения, приобретает всё большее распространение. Распространению спотового ценообразования способствовало развитие торговли сжиженным газом. При дальнейшем развитии СПГ, спотовый метод ценообразования станет ключевым на рынке газа.

На основе данной концепции образовались спотовые рынки – рынки для торговли фиксированными объемами газа на краткосрочной основе по рыночным ценам, формируемым на основе торгов, которые обычно развиваются в «хабах» – пересечениях нескольких газопроводов. В данной модели торговля осуществляется в физических хабах, например, в Henry Hub, расположенном в США или в виртуальных, например, в NBP.

Реальная стоимость СПГ состоит из следующих составляющих:

• непосредственная цена на бирже — $ за 1MMBtu;
• стоимость транспортировки газа от хаба, до терминала по сжижению газа — 15% от стоимости газа;
• расходы на сжижение — около 3$ за 1MMBtu
• транспортировка СПГ-танкерами — при стоимости фрахта в 200тыс.$ в сутки, по маршруту из Техаса в Европу, составит примерно 1.8$ за 1MMBtu;
• регазификация — 0.5$ за 1 MMBtu

В итоге общая стоимость газа, при средней цене в 6$ за 1MMBtu, составит 12,2$ за 1MMBtu, или в пересчёте на 1000м3 — 440$. Что в 1,5-2 раза дороже газпромовского газа времён до 2021 года, но в 2 раза ниже нынешних цен. Таким образом, рано или поздно, цена на товар придёт к условному равновесию, аналогично цене на нефть.

Выберите, пожалуйста, ник на Пикабу

В прошлой статье я дал определение флюиду — сложной многокомпонентной смеси пластовой воды, нефти и газа.

Пришло время рассказать подробнее про них

Начну с нефти, кто ее не видел может посмотреть, что она из себя представляет (видео мое)

Нефть — это природная жидкость преимущественно темного цвета (бывает цветная нефть), различной степени вязкости (от легкотекучей как вода до состояния солидола) и разного запаха (от омерзительного запаха при наличии серосодержащих соединений до приятного при наличии лёгких аренов). Представляет собой смесь различных углеводородов, преимущественно алифатических предельных (алканов), жидких в нормальных условиях.

Природный газ — это смесь лёгких предельных углеводородов, летучих в нормальных условиях. Природный газ не имеет цвета и запаха, он определяется только наличием примесей

Разрядка скважины, на выходе попутный газ (видео мое)

Основа природного газа — метан. Также в нем может быть порядка 10% этана, а также пропана и бутана. Их количество определяет степень жирности газа. Если их в сумме не более 2 процентов, то газ сухой, если 2-5 процентов -полужирный, если свыше пяти процентов — жирный.

Газ может быть свободным, часть газа растворена в нефти, он выделяется из нее при добыче, такой газ называют попутным. Но больше всего газа в связанной с водой твердой форме, напоминающей снег или лёд. Такая форма газа называется газовым гидратом

Также часто встречается газовый конденсат. Это очень интересное вещество, его смело можно назвать попутной нефтью. Если попутный газ растворен в нефти, то бывает и обратный вариант — растворение нефти в газе при сочетании определенных условий — относительно небольшого количества нефти, высокой температуры и давления. Такое явление — растворение жидкости в газовой фазе — называется ретроградным (обратным) испарением. При подъёме газа на поверхность растворенная в нем нефть выпадает в жидкий осадок, это и есть газовый конденсат. Такое явление называется ретроградной (обратной) конденсацией

Если интересуют подробности, то можно прочитать эти статьи: Легко ли добыть нефть. Природный газ

Легко ли добыть нефть. Что такое газовый конденсат и чем он отличается от нефти

Легко ли добыть нефть Что такое нефть и какой она бывает

В следующий раз рассмотрим проницаемость — фильтрацию нефти в пластовых условиях

Лучшие посты за сегодня

Что вообще такое «бытовой газ»?

Это различные горючие смеси, газообразные, обычно, при температурах ниже 0°С, с подавляющим содержанием углеводородов.

В России «бытовой газ» представлен двумя основными типами газовых смесей:

— «магистральным» природным газом — очищенным ископаемым метаном, сопровождаемым рядом примесей;

— пропан-бутановыми смесями для бытовых газовых баллонов.

Метан истинно природный газ, он не только составляет основу содержания газовой фракции нефтегазвых месторождений (за рубежом часто именуется «нефтяной газ»), но также образуется в процессе разложения «метановыми» бактериями практически всего спектра тканей растительного и животного происхождения.

(Не подносите открытое плямя к магистралям канализации, не курите на болоте. Вмерзшие в лед пруда/озера «пузыри воздуха», это тоже метан).

Для бытового потребления природный метан подается с некоторыми  примесями, остающимися после фильтации от ненужных в жилище компонентов и одоророванный для цели распознавания, в основном, метантиолом (этилмеркаптаном).

Несколько слов про метантиол: горюч, среднетоксичен при высоких концентрациях, применяется в качестве одоранта бытового газа по той причине, что дешев и распознается обонятельной системой человека уже при концентрации в воздухе 1/1 000 000 (одна доля к миллиону долей воздуха).

Бытовой газ в наиболее распространенных баллонах низкого давления, с малым соотношением длина/диамерт («пузатые» баллоны) — это пропан-бутан и его изомеры — переработанный метан. Давление в заправленном баллоне с пробан-бутаном, при 20°C -около 5 атм.

Метан перерабатывают в пропан-бутан  потому, что метановые смеси сжижаются при давлении, в среднем, в 45 раз большем, чем пропан-бутановые.

Для бытового «балонного» применения, давление потребляемой газовой субстанции в 200-250 атмосфер явно не подходит и сегодня, а 20, 30, 50 лет назад, не подходило тем более.

Пропан-Бунановые смеси бытового применения также деодорируются метантиолом.

Давление «на форсунке» бытовой газовой плиты, при котором происходит бытовое потребление топливных газовых смесей, примерно одинаково и для метана, и для пропан-бутана — 0.05 атм. (Давление неспешно выдыхаемого воздуха в ноздре человека значительно выше).

При растворении в воздухе жилого помещения, метан в разы менее взрывоопасен, чем пропан-бутан.

Это основная причина, по которой магистрально-газифицированное жилье снабжается метановой смесью, а не пропан-бутановой.

(Заблуждение — полагать, что автономная газификация жилища пропан-бутаном идентична по безопасности магистральному природному газу. Не идентична. Опаснее. Намного.).

Создать воспламеняющуюся концентрацю метана в жилом помещении, с учетом основных влияющих факторов, в среднем, в пять раз сложнее, чем — концентрацию пропан-бутана.

Грубо говоря, нужно выпустить в помещение в пять раз больше газа.

С учетом того, что объемное содержание одоранта будет также в 5 раз больше, вероятность взрыва бытовой метановой смеси в жилом помещении, на практике, в 10 — 20 раз меньше, в сравнении со смесью пропан-бутана.

Таким образом, если для помещений с метановым газоснабжением, сигнализатором утечки растворенных в воздухе углеводородов можно пренебречь, то при пропан-бутановом газоснабжении газоанализатор настоятельно рекомендуем!

С точки зрения основной опасности для здоровья при вдыхании метан и пропан-бутан практически идентичны. Их токсическое действие обусловлено замещением собой потребного организму объема воздушной газовой смеси. Кроме того, вызывая гипоксию и связанную с ней эйфорию, недыхательная газовая смесь блокирует распознавание сознанием фактов прогрессирующих перебоев в работе сердца и остановки дыхания.

(Про газ в баллонах постараюсь скоро написать отдельную статью).

Природный газ — это один из важнейших сырьевых ресурсов на Земле, который широко используется в быту и промышленности. Представляет собой концентрацию углеводородов, которые образовались в недрах нашей планеты.

Природный газ находится в газообразном состоянии при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и давление 760 мм ртутного столба). В таком случае он находится или в горных породах в виде залежей, или в месторождениях нефти в виде газовых шапок. Кроме того, он встречается в растворенном (в нефти и воде) и твердом (газовые гидранты, которые еще называют «горючий лед») состоянии.

Поэтому добыча газа может стать достаточно нетривиальной задачей: приходится приложить немало усилий по его извлечению. Основным способом добычи газа являются скважины, которые необходимо равномерно размещать по территории месторождения. Делается это для уменьшения пластового давления.

В химическом составе основу природного газа составляет метан (CH4) — третий по распространенности газ во Вселенной. Доля этого простейшего углеводорода составляет от 80 до 98 процентов. В состав также могут входить другие тяжелые углеводороды, доля которых может колебаться от единиц до сотых долей процента:

• этан (C2H6);
• пропан (C3H8);
• бутан (C4H10);
• пентан (C5H12).

Кроме того, могут входить и другие неуглеводородные вещества: водород, сероводород, углекислый газ, азот или гелий.

Метан (а следовательно, и природный газ) бесцветен и не имеет запаха. При концентрации более 4,4% в воздухе – взрывоопасен, из-за своей высокой горючести. Именно по этим причинам проводят одоризацию газа перед подачей в квартиры: подмешивают специальное вещество (обычно это этантиол) с резким неприятным запахом. Утечку даже 1% такой смеси можно определить по запаху. Особенно важно, что это абсолютно не сказывается на его горении: газовая смесь сжигается полностью, чистым голубым пламенем. Если кислорода для горения недостаточно, то пламя может окраситься в желтый или оранжевый цвет. Подробнее о причинах подобного мы рассказали в этой статье.

Природный газ легче воздуха почти в два раза, поэтому при утечке скапливается вверху, а не около пола. Именно поэтому датчики утечки газа должны устанавливаться как можно выше.

Не поверите, но ученые все еще не пришли к единому мнению насчет происхождения газа. Поэтому на сегодня существует две популярные теории.

Сторонники минеральной теории утверждают, что все химические элементы уже находятся в мантии Земли. Поэтому из-за процесса дегазации углеводороды поднимаются ближе к поверхности, образуя залежи.

Согласно биогенной теории природный газ образовался в результате разложения живых организмов, под действием бактерий, высокого давления и температуры.

Самое удивительное, что газу даже поклонялись! И хотя в 4 веке до нашей эры его уже использовали в Китае для освещения и отопления, на территории современного Азербайджана в 7 веке был воздвигнут храм Атешгях, где проходили служения для огнепоклонников вплоть до 19 века.

А в России?

Впервые в России газ начали использовать почти 210 лет назад. В 1811 году изобретатель Петр Соболевский представил общественности термоламп – прибор для получения газа. По указу Александра Первого изобретатель был награжден орденом. А в 1819 году в Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари на Аптекарском острове.

Месторождения газа

Самая богатая страна в мире по запасам природного газа – Россия. Практически 25% от всех запасов мира находятся на нашей территории. Самое крупное месторождение в мире находится в Персидском заливе на территории Катара и Ирана. Крупнейшее в России расположено в Ямало-Ненецком автономном округе около поселка Уренгой. Оно занимает третье место в мире и было открыто в 1966 году.

Где используется

Голубое топливо широко используется для отопления, нагрева воды и приготовления пищи. Все чаще автомобили и техника оборудуются газовыми баллонами. Кроме того, газ может использоваться для получения органических веществ, например, пластмассы.

В отличие от других углеводородных ископаемых природный газ является самым чистым топливом. При его сгорании образуется только вода и углекислый газ, без образования копоти и золы. Но экологи бьют тревогу: выбросы большого количества CO2 могут привести к возникновению парникового эффекта и изменению климата. Однако, при сжигании природного газа этих выбросов существенно ниже, чем при использовании нефти.

Природный газ — это полезное ископаемое, важнейший сырьевой ресурс, смесь углеводородов, предмет религиозного культа, спора ученых, инструмент экономического и политического влияния.

Природный газ — это горючий газ, добываемый в основном из земной коры (литосферы), представляющий собой смесь углеводородных (в основном метан CH₄ до 98% об.) и неуглеводородных соединений и элементов (азота N₂, двуокиси углерода CO₂, сероводорода H₂S, гелия He и др.). Все входящие в газ компоненты не действуют друг на друга химически. В пластовых условиях природный газ находится в газообразной фазе либо в растворенном виде в нефти или воде, а в стандартных условиях — только в газообразной фазе. Физическими параметрами, определяющими состояние данного газа, являются давление, объем и температура. Основным источником метана на Земле является природный газ.

Относительно происхождения природного газа метана СН₄ (как, впрочем, и нефти) среди ученых до сих пор не существует единого мнения. Две основные концепции утверждают разные причины образования углеводородных полезных ископаемых в недрах Земли. Первая концепция происхождения нефти и газа называется органической, или биогенной (греч. «биос» — жизнь, «генесис» — происхождение), вторая — минеральной, неорганической, или абиогенной (греч. «а» — не).

Обе точки зрения, оперирующие современными знаниями, которыми располагают науки о Земле, физика, химия, биология, сохраняют в настоящее время устойчивый антагонизм и решительное неприятие выводов друг друга.