第01章 天然气资源.ppt

1天然气资源,1.1天然气的形成和分布1.2天然气的开采1.3天然气的组成与性质1.4天然气的应用及前景1.5我国天然气的利用现状1.6我国天然气发展战略,天然气的形成过程分为生物催化、热降解、热裂解几个阶段1生物催化阶段有机质在厌氧菌作用下部分被完全分解成简单分子；部分被分解为生物化学单体，分解产物相互作用，形成较复杂的高分子固态化合物。2热降解阶段随着埋藏深度的增加，温度和压力不断升高，高分子固态化合物发生热降解和聚合加氢等作用，转化生成气态烃类天然气和液态烃类石油。3热裂解阶段温度和压力随埋藏深度的增加进一步升高，催化分解和热降解的生成物发生热分解反应，即高分子烃分解成低分子烃，液态烃裂解为气态烃，最终形成以甲烷为主的天然气。,1.1天然气的形成和分布,天然气化工工艺学第1章,常规天然气,天然气依其成因和储存状态可分为常规天然气和非常规天然气。,,生物化学气热解化学气,,,（按所处热演化阶段分类）,（按成烃母质分类）,非常规天然气,,致密岩石气煤层气（俗称瓦斯）水溶性天然气天然气水合物（可燃冰）深层气,1.1.2天然气的储存状态,天然气化工工艺学第1章,油层气煤层气,表1.2全球常规和非常规天然气资源量,天然气化工工艺学第1章,1.1.3天然气资源和分布,天然气资源极其丰富，仅常规天然气可供人类开发利用200-300年，非常规天然气潜力更为巨大。,世界天然气资源分布极为不均，常规天然气主要集中在俄罗斯和中东，其可采储量约占世界总储量的34和35.6。,表1.3Cedligaz估算的全球天然气常规资源量1012m3,天然气化工工艺学第1章,天然气分布,我国天然气总资源量为531012m3，预测可采资源量为141012m3。现已累计探明可采储量为2.81012m3，目前剩余可采储量为2.21012m3，居世界第15位。,主要分布在四川、鄂尔多斯、塔里木、柴达木、准格尔、松辽等六大盆地；人均占有低，开发潜力大；煤层气远景资源为世界煤层气总资源的10％；海域天然气水合物主要分布在南海，相当于7000亿吨石油；鄂尔多斯、吐哈、准格尔、四川、塔里木等盆地的深层气藏的远景资源量丰富。,天然气化工工艺学第1章,1.1.4我国天然气概况,我国天然气年产量逐年增加，但在现有能源结构消耗结构中，天然气只占3％，远低于世界平均水平25％和亚洲平均水平8.8％。,表1.5我国1999～2005年天然气产量,天然气化工工艺学第1章,1.1.5我国天然气的利用现状,现代使用最广泛的钻机是转盘旋转钻机。钻井设备按功能可分为旋转系统、吊升系统、循环系统和动力系统。常用采气法包括1天然气井依靠气压能量将天然气井中喷出；2在采石油中，一般均伴同采出天然气，每吨石油可伴生天然气30～300立方米；3煤层气开采，通常采用抽气系统从煤层中和煤井巷道中抽出煤层气。,天然气化工工艺学第1章,1.2天然气的开采,钻井的最后一道工序是完井；完井目的是为了使油、气层与井筒更好的连通；完井有利于减小油、气进入井中的阻力，隔离水层，增加产量；完井方法主要有裸眼完井、射孔完井、衬管完井和尾管完井。,天然气化工工艺学第1章,1.2.2完井结构,天然气化工工艺学第1章,1.3天然气的组成与性质,天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。烃类气体主要成分CH4；低含量C2H6、C3H8、C4H10、C5H12；含量极少C7H16及以上烃类。非烃类气体CO2、CO、N2、H2、H2S、H2O及微量惰性气体He、Ar等。,,,,,,,,天然气化工工艺学第1章,1.3.2天然气及其组分的物化性质,天然气各组分的理想气体热容的公式为,各组分饱和蒸汽压的计算公式为,各组分气体粘度的计算公式为,T为温度，K；A、B、C、D为温度系数，它们的下标表示不同物性，可在附表中查得各种物质的数据。,,H燃气混合气体的高热值或低热值kJ/m3；Hi燃气中各可燃组分的高热值或低热值kJ/m3；yi燃气中各可燃组分的体积分数。,天然气化工工艺学第1章,1.3.3天然气的热值,定义1m3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的体积热值，简称热值，单位为kJ/m3或MJ/m3。热值分类高热值水蒸气为冷凝水状态;低热值水蒸气为蒸汽状态。实际使用的燃气其热值可以直接用热量计测定，或由各单一气体的热值根据混合法则进行计算,天然气化工工艺学第1章,,,爆炸极限可燃气体和空气混合遇明火能引起爆炸的可燃气体浓度范围。爆炸上下限在这种混合物中，当可燃气体的含量增加减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量。只含有可燃气体的混合气体爆炸极限计算式,1.3.4天然气的爆炸极限,L爆炸下上限V；Li混合气体中各可燃气体的爆炸下上限V；yi混合气体中各可燃气体的体积分数。,天然气化工工艺学第1章,含惰性气体的爆炸极限,当混合气体中含有惰性气体时，其爆炸极限计算式,L含有惰性气体的燃气爆炸下上限体积分数；Lf为混合物可燃部分的爆炸下上限体积分数；B惰性气体的体积分数。,天然气化工工艺学第1章,,天然气化工工艺学第1章,城市居民应用城市民用燃气的首选燃料；天然气发电特点环境污染小、热效率高、占地少，定员少、投资省、调峰性能好、发电成本低；天然气汽车压缩天然气CNG汽车、吸附天然气ANG汽车和液化天然气LNG汽车；燃料电池质子交换膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池。,1.4天然气的应用及前景,1.4.2天然气的化工应用,天然气化工工艺学第1章,表1.121997年美国以及西欧天然气作为化工原料的利用结构,当前天然气化工仍以合成氨和甲醇为主。,