الغاز الطبيعي مادة خام وليس وقودًا نهائيًا. معلومات عامة عن الغاز الطبيعي

غرقت الكائنات الحية الميتة في قاع البحر وسقطت في مثل هذه الظروف حيث لا يمكن أن تتحلل إما نتيجة للأكسدة (لا يوجد عمليا هواء وأكسجين في قاع البحر) ، أو تحت تأثير النشاط. ونتيجة لذلك ، شكلت هذه الكائنات رواسب طينية.

تحت تأثير الحركات الجيولوجية ، نزلت هذه الرواسب إلى أعماق أكبر ، متوغلة في أحشاء الأرض. لملايين السنين ، تعرضت الرواسب لضغوط ودرجات حرارة عالية. نتيجة لهذا التأثير ، حدثت عملية في هذه الرواسب ، حيث ينتقل الكربون الموجود فيها إلى مركبات تسمى الهيدروكربونات.

الهيدروكربونات عالية الوزن الجزيئي (ذات الجزيئات الكبيرة) هي مواد سائلة. منهم تم تشكيل النفط. لكن الهيدروكربونات منخفضة الوزن الجزيئي هي غازات. من الأخير يتم تشكيله غاز طبيعي. يتطلب تكوين الغاز فقط درجات حرارة وضغوط أعلى. لذلك ، يوجد دائمًا غاز طبيعي في حقل النفط.

بمرور الوقت ، توغلت رواسب النفط والغاز في أعماق كبيرة. لملايين السنين تم سدها بواسطة الصخور الرسوبية.

الغاز الطبيعي هو خليط من الغازات وليس مادة متجانسة. الجزء الرئيسي من هذا الخليط ، حوالي 98٪ ، هو غاز الميثان. بالإضافة إلى الميثان ، يحتوي الغاز الطبيعي على الإيثان والبروبان والبيوتان وبعض العناصر غير الهيدروكربونية - الهيدروجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين.

أين يقع الغاز الطبيعي

يقع الغاز الطبيعي في أحشاء الأرض على عمق حوالي 1000 متر وأعمق. هناك يملأ الفراغات المجهرية - المسام المترابطة بواسطة الشقوق. من خلال هذه الشقوق ، يمكن أن ينتقل الغاز الموجود في الأرض من المسام إلى ضغط مرتفعفي المسام مع انخفاض.

أيضًا ، يمكن أن يوجد الغاز على شكل غطاء غاز فوق حقل النفط. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون أيضًا في حالة مذابة - في الزيت أو الماء. الغاز الطبيعي النقي عديم اللون والرائحة.

انتاج ونقل الغاز

يتم استخراج الغاز من الأرض باستخدام الآبار. نظرًا لحقيقة أن الضغط في العمق أكبر ، فإن الغاز يتسرب من الآبار عبر الأنبوب.

لتسهيل النقل والتخزين ، يتم تسييل الغاز الطبيعي من خلال العمل درجات الحرارة المنخفضةفي ضغط دم مرتفع. لا يمكن أن يتواجد الميثان والإيثان في الحالة السائلةلذلك يتم فصل الغاز. نتيجة لذلك ، يتم نقل مزيج من البروبان والهيدروكربونات الثقيلة فقط في أسطوانات.

الغاز الطبيعي هو خليط من هذه الغازات التي تكونت في أحشاء الأرض أثناء تحلل مختلف المواد العضوية. بالطبع ، يجب تعديل تركيبة الغاز الطبيعي لعينات محددة. ومع ذلك ، فإن جميع الغازات الطبيعية بلا شك لديها العديد من المواد المشتركة و العناصر الكيميائيةفي الهيكل ، وكذلك أي غاز طبيعي له نفس التركيب الفيزيائي والخصائص الأخرى تقريبًا. سنتحدث عن هذا معك.

معلومات عامة

يعتبر الغاز الطبيعي من أهم المعادن المستخدمة بكثرة في الصناعة وفي الحياة اليومية. في ظل ظروف الحدوث (أو ، كما يقول رجال الغاز ، في ظروف الخزان) ، يكون الغاز الطبيعي في حالة غازية حصريًا ، إما في شكل ما يسمى "غطاء الغاز" في حقول النفط والغاز المشتركة ، أو في شكل رواسب الغاز (أي تراكمات فردية) ، أو مذابة في الماء أو الزيت. صحيح ، في ظل ظروف معينة ، لا يمكن أن يكون الغاز الطبيعي في حالة غازية فحسب ، ولكن أيضًا في حالة صلبة في شكل بلورات.

التركيب الكيميائي للغاز الطبيعي

أما المواد الرئيسية التي يتكون منها الغاز الطبيعي فهي الميثان (CH 4) وثاني أكسيد الكربون (CO 2) والنيتروجين على شكل جزيئات (N 2). يتكون أي غاز طبيعي تقريبًا ، سواء أكان منجمًا أم مستنقعات ، من هذه المواد والعناصر. أما بالنسبة لتكوين الغاز الطبيعي كنسبة مئوية ، فإن المادة الرئيسية التي يتكون منها الغاز الطبيعي هي بالتأكيد الميثان. حصتها من 90 إلى 98 ٪ - حسب مجال الغاز. يحتوي الغاز الطبيعي أيضًا على مواد مثل البوتان والبروبان والإيثان (الهيدروكربونات ، وتسمى أيضًا متجانسات الميثان ، لأنها تتكون من نفس العناصر الكيميائية ، وتختلف فقط في عدد ذرات الكربون والهيدروجين ، وبالتالي في بنية الجزيئات). من بين المكونات غير الهيدروكربونية للغاز الطبيعي ، نلاحظ ، بالإضافة إلى النيتروجين الموصوف بالفعل وثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) ، والهيدروجين (H 2) ، والهيليوم (He) وكبريتيد الهيدروجين (H 2S).

الخصائص الفيزيائية للغاز الطبيعي

بادئ ذي بدء ، نلاحظ أن الغاز الطبيعي ، في شكله النقي ، عديم اللون والرائحة. من أجل تحديد تسرب الغاز ، تتم إضافة ما يسمى بالروائح أو المواد ذات الرائحة الحادة وغير السارة بكميات صغيرة: على سبيل المثال ، الثيول ، ومن بينها إيثيل المركابتان الذي يحتل مكانة رائدة. بالنسبة إلى 1000 متر مكعب من الغاز الطبيعي ، لا يضاف عادة أكثر من 15-16 جم من إيثيل مركابتان. يبلغ متوسط ​​كثافة الغاز الطبيعي في الحالة الغازية 0.75 كجم لكل متر مكعب. في الحالة البلورية ، تصل الكثافة إلى 400 كجم لكل م 3. يشتعل الغاز الطبيعي من تلقاء نفسه فقط عندما درجة حرارة عالية- حوالي 650 درجة مئوية. عند وجود تركيز معين للغاز الطبيعي في الهواء (حوالي 5-15٪) ، يمكن أن تحدث انفجارات. معروف أيضًا و حرارة نوعيةاحتراق الغاز الطبيعي بمتوسط ​​35 ميجا جول / متر مكعب؟ او 9 مكل / م ؟. عند استخدامه في محركات احتراق داخلي مختلفة ، يكون للغاز الطبيعي معدل أوكتان من 120 إلى 130. أخيرًا ، يكون الغاز الطبيعي أخف بحوالي 1.8 مرة من الهواء ، لذلك يرتفع عندما يتسرب بدلاً من التجمع في الأراضي المنخفضة.

استخدامات الغاز الطبيعي

بادئ ذي بدء ، الغاز الطبيعي العالم الحديثتستخدم كوقود ووقود. لذلك ، في العديد من المنازل متعددة الشقق والخاصة ، يستخدم الناس الغاز الطبيعي للطهي وتسخين المياه والتدفئة. أما بالنسبة للاستخدامات الأخرى للغاز الطبيعي كوقود ، في في الآونة الأخيرةيتم استخدامه بنشاط ليس فقط كوقود لمحطات الطاقة الحرارية المختلفة ومنازل الغلايات ، ولكن أيضًا كوقود لـ أنظمة الوقودبعض السيارات. بالإضافة إلى ذلك ، أطلق المهندسون والمصممون الحديثون إنتاج المركبات التي تعمل بالغاز الطبيعي - على سبيل المثال ، الحافلات. في صناعة كيميائيةيستخدم الغاز الطبيعي كمادة خام لتصنيع جميع أنواع المواد - على سبيل المثال ، مختلف أنواع البلاستيك والبلاستيك. وفي الأيام الأولى لإنتاجه ، استخدمت العديد من مدن أوروبا وأمريكا الشمالية الغاز الطبيعي كمضاد إنارة الشوارعوقد تم استخدامه حتى في إشارات المرور الأولى.

الغاز الطبيعي ، الذي اعتدنا عليه جميعًا في مطابخنا ، قريب من النفط. يتكون في الغالب من الميثان مع شوائب من الهيدروكربونات الثقيلة (الإيثان والبروبان والبيوتان). في الطبيعي الظروف الطبيعيةغالبًا ما تحتوي أيضًا على شوائب من غازات أخرى (الهيليوم والنيتروجين وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون).

التركيب النموذجي للغاز الطبيعي:

الهيدروكربونات:

• الميثان - 70-98٪
• الإيثان - 1-10٪
• البروبان - ما يصل إلى 5٪
• البيوتان - ما يصل إلى 2٪
• بنتان - ما يصل إلى 1٪
• الهكسان - حتى 0.5٪

الشوائب:

• نيتروجين - حتى 15٪
• الهيليوم - حتى 5٪
• ثاني أكسيد الكربون - حتى 1٪
• كبريتيد الهيدروجين - أقل من 0.1٪

الغاز الطبيعي منتشر للغاية في أحشاء الأرض. يمكن العثور عليها في سميكة قشرة الأرضعلى أعماق تتراوح بين بضعة سنتيمترات و 8 كيلومترات. تمامًا مثل النفط ، يسقط الغاز الطبيعي ، أثناء عملية الهجرة في قشرة الأرض ، في مصائد (طبقات نفاذة محدودة بكتلة صخرية غير منفذة) ، ونتيجة لذلك حقول الغاز.

أكبر خمسة حقول غاز في روسيا:

• يورنغوي (غاز)
• Yamburgskoye (النفط والغاز المتكثف)
• بوفانينكوفو (النفط والغاز المتكثف)
• Shtokmanovskoye (مكثف الغاز)
• لينينغراد (غاز)

الغاز الطبيعي (الهيدروكربوني) رفيق متكرر حقول النفط. عادة ما يتم احتوائه في الزيت في صورة مذابة ، وفي بعض الحالات يتراكم في الجزء العلوي من الرواسب ، مكونًا ما يسمى بغطاء الغاز. لفترة طويلة ، كان الغاز المنطلق أثناء إنتاج النفط ، والذي يسمى الغاز المصاحب ، مكونًا غير مرغوب فيه في عملية الاستخراج. في أغلب الأحيان كان يتم حرقه ببساطة في المشاعل.

فقط في العقود القليلة الماضية ، تعلمت البشرية الاستخدام الكامل لجميع مزايا الغاز الطبيعي. هذا التأخير في تطوير هذا النوع من الوقود القيم للغاية يرجع إلى حد كبير إلى حقيقة أن نقل الغاز واستخدامه في الصناعة والحياة اليومية يتطلب مستوى تقنيًا وتكنولوجيًا عاليًا إلى حد ما من التطور. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل الغاز الطبيعي ، عند مزجه مع الهواء ، مزيجًا قابل للانفجار ، مما يتطلب إجراءات أمان متزايدة عند استخدامه.

تطبيق الغاز

تم إجراء بعض المحاولات لاستخدام الغاز في وقت مبكر من القرن التاسع عشر. كان الغاز المضيء ، كما كان يُطلق عليه آنذاك ، بمثابة مصدر للإضاءة. لم يكن تطوير حقول الغاز في ذلك الوقت قد تم تنفيذه بعد ، وتم استخدام الغاز المنتج مع النفط للإضاءة. لذلك ، غالبًا ما يسمى هذا الغاز بالزيت. مثل غاز النفط ، على سبيل المثال ، لفترة طويلةمضيئة قازان. كما تم استخدامه لإلقاء الضوء على سانت بطرسبرغ وموسكو.

في الوقت الحاضر ، يلعب الغاز دورًا مهمًا بشكل متزايد في قطاع الطاقة في العالم. نطاق تطبيقه واسع جدا. يتم استخدامه في الصناعة ، في المنزل ، في بيوت الغلايات ، ومحطات الطاقة الحرارية ، وكوقود للسيارات وكمواد وسيطة في الصناعة الكيميائية.

يعتبر الغاز وقودًا نظيفًا نسبيًا. عندما يتم حرق الغاز ، يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء فقط. في الوقت نفسه ، تكون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أقل مرتين تقريبًا مما كانت عليه عند حرق الفحم و 1.3 مرة أقل من حرق النفط. ناهيك عن حقيقة أنه عند حرق النفط والفحم ، يبقى السخام والرماد. نظرًا لحقيقة أن الغاز من بين جميع أنواع الوقود الأحفوري ، هو النوع الأكثر صداقة للبيئة ، فإنه يحتل موقعًا مهيمنًا في طاقة المدن الكبرى الحديثة.

كيف يتم إنتاج الغاز

تمامًا مثل النفط ، يتم استخراج الغاز الطبيعي باستخدام الآبار ، والتي يتم توزيعها بالتساوي على كامل مساحة حقل الغاز. يحدث الإنتاج بسبب اختلاف الضغط في الخزان الحامل للغاز وعلى السطح. تحت تأثير ضغط الخزان ، يتم دفع الغاز عبر الآبار إلى السطح ، حيث يدخل نظام التجميع. علاوة على ذلك ، يتم تغذية الغاز إلى محطة معالجة الغاز المعقدة ، حيث يتم تنقيته من الشوائب. إذا كانت هناك كمية صغيرة من الشوائب في الغاز المنتج ، فيمكن إرسالها على الفور إلى مصنع معالجة الغاز ، متجاوزًا وحدة المعالجة المعقدة.

كيف يتم نقل الغاز

يتم نقل الغاز بشكل رئيسي عبر خطوط الأنابيب. يتم نقل الأحجام الرئيسية من الغاز عن طريق خطوط أنابيب الغاز الرئيسية ، حيث يمكن أن يصل ضغط الغاز إلى 118 ضغط جوي. يحصل المستهلكون على الغاز من خلال التوزيع وخطوط أنابيب الغاز داخل المنزل. أولاً ، يمر الغاز عبر محطة توزيع الغاز ، حيث ينخفض ​​ضغطه إلى 12 ضغط جوي. ثم ، من خلال أنابيب توزيع الغاز ، يتم إمدادها إلى نقاط التحكم في الغاز ، حيث يتم خفض ضغطها مرة أخرى ، هذه المرة إلى 0.3 ضغط جوي. بعد ذلك ، من خلال أنابيب الغاز داخل المنزل ، يدخل الغاز إلى مطبخنا.

كل هذه البنية التحتية الضخمة لتوزيع الغاز هي بالفعل صورة واسعة النطاق. مئات ومئات الآلاف من الكيلومترات من خطوط أنابيب الغاز التي شبكت جميع أراضي روسيا تقريبًا. إذا امتدت كل شبكة خطوط أنابيب الغاز هذه في خط واحد ، فسيكون طولها كافياً للانتقال من الأرض إلى القمر والعودة. وهذا فقط نظام نقل الغاز في روسيا. إذا تحدثنا عن البنية التحتية العالمية لنقل الغاز بالكامل ، فسنتحدث عن ملايين الكيلومترات من خطوط الأنابيب.

نظرًا لأن الغاز الطبيعي ليس له رائحة ولا لون ، لكي يكون قادرًا على اكتشاف تسرب الغاز بسرعة ، يتم إعطاؤه بشكل مصطنع رائحة كريهة. تسمى هذه العملية بالرائحة وتحدث في محطات توزيع الغاز. تُستخدم المركبات المحتوية على الكبريت ، مثل الإيثانثيول (EtSH) ، بشكل شائع كرائحة ، أي مواد ذات رائحة كريهة.

استهلاك الغاز موسمي. يزداد استهلاكه في الشتاء وينخفض ​​في الصيف. لتخفيف التقلبات الموسمية في استهلاك الغاز ، يتم بناء مرافق تخزين الغاز تحت الأرض (UGS) بالقرب من المراكز الصناعية الكبيرة. قد تكون هذه حقول غاز مستنفدة مهيأة لتخزين الغاز أو كهوف ملح تحت الأرض مصطنعة. في الصيف ، يتم إرسال الفائض من الغاز المنقول إلى مرافق التخزين تحت الأرض ، وفي الشتاء ، على العكس من ذلك ، يتم تعويض النقص المحتمل في قدرة نظام خطوط الأنابيب عن طريق سحب الغاز من مرافق التخزين.

في الممارسة العالمية ، بالإضافة إلى خطوط أنابيب الغاز ، غالبًا ما يتم نقل الغاز الطبيعي في صورة مسالة عن طريق سفن خاصة - ناقلات الغاز (ناقلات الميثان). في شكل مسال ، يتم تقليل حجم الغاز الطبيعي بمقدار 600 مرة ، وهو أمر مناسب ليس فقط للنقل ، ولكن أيضًا للتخزين. بالنسبة للإسالة ، يتم تبريد الغاز إلى درجة حرارة التكثيف (-161.5 درجة مئوية) ، ونتيجة لذلك يتحول إلى سائل. في مثل هذا الشكل المبرد ، يتم نقله. المنتجون الرئيسيون للغاز الطبيعي المسال هم قطر وإندونيسيا وماليزيا وأستراليا ونيجيريا.

التوقعات والاتجاهات

نظرًا لملاءمته للبيئة والتحسين المستمر للتكنولوجيا والتكنولوجيا ، في كل من إنتاج واستخدام الغاز ، فإن هذا النوع من الوقود أصبح شائعًا بشكل متزايد. على سبيل المثال ، تتوقع شركة BP أن يفوق الطلب على الغاز أنواع الوقود الأحفوري الأخرى.

يؤدي الطلب المتزايد على الغاز إلى البحث عن مصادر غاز جديدة ، غالبًا ما تكون غير تقليدية. يمكن أن تكون هذه المصادر:

• غاز قاع الفحم
• الغاز الصخري
• هيدرات الغاز

♦ غاز قاع الفحمبدأ التعدين فقط في أواخر الثمانينيات. تم القيام بذلك لأول مرة في الولايات المتحدة الأمريكية ، حيث تم إثبات الجدوى التجارية لهذا النوع من التعدين. في روسيا ، بدأت شركة غازبروم باختبار هذه الطريقة في عام 2003 ، عندما بدأت الإنتاج التجريبي لميثان طبقة الفحم في كوزباس. يتم إنتاج الغاز من طبقات الفحم أيضًا في بلدان أخرى - أستراليا وكندا والصين.

♦ الغاز الصخري. ثورة النفط الصخري في إنتاج الغاز التي حدثت في الولايات المتحدة في العقد الماضي، لا تترك الصفحات الأولى من الدوريات. لقد أتاح تطوير تقنية الحفر الأفقي إمكانية استخراج الغاز من الصخر الزيتي منخفض النفاذية بكميات تسدد تكاليف استخراجه. ظاهرة التطور السريع للإنتاج الغاز الصخريفي الولايات المتحدة تحفز الدول الأخرى على التطور هذا الاتجاه. بالإضافة إلى الولايات المتحدة ، يجري العمل النشط على استخراج الغاز الصخري في كندا. تمتلك الصين أيضًا إمكانات كبيرة لتطوير إنتاج الغاز الصخري على نطاق واسع.

♦ هيدرات الغاز. يوجد جزء كبير من الغاز الطبيعي في حالة بلورية في شكل ما يسمى هيدرات الغاز (هيدرات الميثان). توجد احتياطيات كبيرة من هيدرات الغاز في المحيطات وفي مناطق التربة الصقيعية في القارات. تتجاوز احتياطيات هيدرات الغاز المقدرة حاليًا إجمالي احتياطيات النفط والفحم والغاز التقليدي. يجري تطوير تقنيات مجدية اقتصاديًا لاستخراج هيدرات الغاز بشكل مكثف في اليابان والولايات المتحدة الأمريكية وبعض البلدان الأخرى. تولي اليابان اهتمامًا خاصًا لهذا الموضوع ، حيث تُحرم من احتياطيات الغاز التقليدية وتُجبر على شراء هذا النوع من الموارد بأسعار عالية للغاية.

الغاز الطبيعي كوقود ومصدر للعناصر الكيميائية له مستقبل عظيم. على المدى الطويل ، يعتبر هذا هو النوع الرئيسي من الوقود الذي سيتم استخدامه أثناء انتقال قطاع الطاقة العالمي إلى موارد متجددة أنظف.

حرق الغاز الطبيعي

غاز طبيعيهو معدن في الحالة الغازية. يستخدم على نطاق واسع كوقود. لكن الغاز الطبيعي نفسه لا يستخدم كوقود ، يتم فصل مكوناته عنه للاستخدام المنفصل. غالبًا ما يكون غازًا مصاحبًا في إنتاج النفط. الغاز الطبيعي في ظروف المكمن (ظروف الحدوث في باطن الأرض) في حالة غازية في شكل تراكمات منفصلة (رواسب الغاز) أو في شكل غطاء غاز لحقول النفط والغاز - وهذا هو غاز حر؛ أو في حالة مذابة في الزيت أو الماء (في ظروف الخزان) ، وفي الشروط القياسية- فقط في الحالة الغازية. يمكن أن يكون الغاز الطبيعي أيضًا على شكل هيدرات الغاز.

ما يقرب من 90٪ يتكون من الهيدروكربونات ، الميثان بشكل أساسي (CH 4). كما أنه يحتوي على هيدروكربونات أثقل - إيثان ، وبروبان ، وبيوتان ، بالإضافة إلى مركابتان وكبريتيد الهيدروجين (عادة ما تكون هذه الشوائب ضارة) ، والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون (وهي غير مجدية بشكل أساسي ، ولكنها غير ضارة) ، وبخار الماء ، والشوائب المفيدة من الهيليوم و غازات خاملة أخرى.

التركيب الكيميائي

الجزء الرئيسي من الغاز الطبيعي هو الميثان (CH 4) - ما يصل إلى 98٪. قد يتضمن تكوين الغاز الطبيعي أيضًا هيدروكربونات أثقل - متجانسات الميثان:

• الإيثان (C 2 H 6) ،
• البروبان (C 3 H 8) ،
• البيوتان (C 4 H 10) ،
• والألكانات الأخرى - من C 5 وما فوق

بالإضافة إلى المواد الأخرى غير الهيدروكربونية:

• مكّن التحليل الأكثر شمولاً من اكتشاف كميات صغيرة من الهيليوم (He) في الغاز الطبيعي.

الخصائص الفيزيائية

دلالي الخصائص البدنية(حسب التكوين):

• كثافة :
  • من 0.7 إلى 1.0 كجم / م 3 - غازي جاف ، عند n. ذ.
  • 400 كجم / م 3 - سائل.
• حرارة احتراق واحد م 3 من الغاز الطبيعي في الحالة الغازية عند n.o .: 28-46 MJ ، أو 6.7-11.0 Mcal.
• رقم الأوكتان عند استخدامه في محركات الاحتراق الداخلي: 120-130.
• تتراوح حدود تركيز الاشتعال (الانفجار) للغاز الطبيعي (الميثان) من 5 إلى 15٪. خارج هذه الحدود ، فإن خليط الهواء والغاز غير قادر على انتشار اللهب. أثناء الانفجار ، يرتفع الضغط في الحجم المغلق إلى 0.8 ... 1 ميجا باسكال.
• الغاز الطبيعي النقي عديم اللون والرائحة. من أجل تحديد التسرب عن طريق الرائحة ، يتم إضافة كمية صغيرة من الروائح (غالبًا ما يستخدم إيثيل مركابتان كرائحة) إلى الغاز ، والتي لها رائحة كريهة قوية ، وهي روائح.
• يتسرب الغاز الطبيعي بسرعة ويتبدد في الغلاف الجوي ، وهو أمر مهم من وجهة نظر السلامة.

احتياطيات الغاز الطبيعي

خريطة احتياطيات الغاز الطبيعي في العالم

الميثان وبعض الهيدروكربونات الأخرى منتشرة على نطاق واسع في الفضاء. الميثان- ثالث أكثر الغازات شيوعًا في الكون ، بعد الهيدروجين والهيليوم. في شكل جليد الميثان ، يشارك في بنية العديد من الكواكب والكويكبات البعيدة عن الشمس ، ومع ذلك ، لا تُصنف هذه التراكمات ، كقاعدة عامة ، على أنها رواسب غاز طبيعي ، ولم يتم العثور عليها بعد. تطبيق عملي. توجد كمية كبيرة من الهيدروكربونات في وشاح الأرض ، لكنها أيضًا ليست ذات فائدة.

تتركز رواسب ضخمة من الغاز الطبيعي في القشرة الرسوبية لقشرة الأرض. وفقًا لنظرية الأصل الحيوي (العضوي) للزيت ، يتم تشكيلها نتيجة لتحلل بقايا الكائنات الحية. من المعتقد أن الغاز الطبيعي يتكون في القشرة الرسوبية عندما درجات حرارة عاليةوضغوط من النفط. يتفق مع هذا حقيقة أن حقول الغاز غالبًا ما تكون أعمق من حقول النفط.

تمتلك روسيا (حقل Urengoyskoye) والولايات المتحدة وكندا احتياطيات ضخمة من الغاز الطبيعي. من الآخرين الدول الأوروبيةالنرويج جديرة بالملاحظة ، لكن احتياطياتها صغيرة. ضمن الجمهوريات السابقة الاتحاد السوفياتيتمتلك تركمانستان احتياطيات كبيرة من الغاز ، وكذلك كازاخستان (حقل كاراشاجاناك).

في النصف الثاني من القرن العشرين في جامعة اكتشف I.M.Gubkin هيدرات الغاز الطبيعي (أو هيدرات الميثان). فيما بعد اتضح أن احتياطيات الغاز الطبيعي في هذه الحالة ضخمة. إنها تقع تحت الأرض وفي منخفض طفيف تحت قاع البحر.

أكبر منتجي الغاز في العالم

دولة	2010		2006
	التعدين ، bcm	حصة العالم سوق (٪)	التعدين ، bcm	حصة العالم سوق (٪)
الاتحاد الروسي	647		673,46	18
الولايات المتحدة الأمريكية	619		667	18
كندا	158
إيران	152		170	5
النرويج	110		143	4
الصين	98
هولندا	89		77,67	2,1
إندونيسيا	82		88,1	2,4
المملكة العربية السعودية	77		85,7	2,3
الجزائر	68		171,3	5
أوزبكستان	65
تركمانستان			66,2	1,8
مصر	63
بريطانيا العظمى	60
ماليزيا	59		69,9	1,9
الهند	53
الإمارات العربية المتحدة	52
المكسيك	50
أذربيجان			41	1,1
بلدان اخرى			1440,17	38,4
إنتاج الغاز العالمي		100	3646	100

استخراج ومعالجة الغاز الطبيعي

حقول الغاز

خزان النفط أو الغاز عبارة عن تراكم للهيدروكربونات التي تملأ مسام الصخور القابلة للاختراق. إذا كان التراكم كبيرًا وكان استغلاله مجديًا اقتصاديًا ، فإن الوديعة تعتبر صناعية. الودائع التي تشغل مساحات كبيرة تشكل رواسب.

تجفيف الغاز

غالبًا ما يتسبب محتوى الرطوبة في الغاز أثناء نقله في صعوبات تشغيلية خطيرة. تحت معين الظروف الخارجية(درجة الحرارة والضغط) ، يمكن أن تتكثف الرطوبة ، وتشكل سدادات جليدية وهيدرات بلورية ، وفي وجود كبريتيد الهيدروجين والأكسجين تسبب تآكل خطوط الأنابيب والمعدات. لتجنب هذه الصعوبات ، يتم تجفيف الغاز عن طريق خفض درجة حرارة نقطة الندى بمقدار 5 ... 7 درجات مئوية تحت درجة حرارة التشغيل في خط أنابيب الغاز.

تنقية الغاز من كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون

في الغازات القابلة للاحتراق المستخدمة لتزويد المدن بالغاز ، يجب ألا يتجاوز محتوى كبريتيد الهيدروجين 2 جم لكل 100 م 3 من الغاز. لا تقتصر المعايير على محتوى ثاني أكسيد الكربون ، ولكن لأسباب فنية واقتصادية ، يجب ألا يتجاوز 2٪ في الغاز المنقول.

روائح الغاز

الغاز الطبيعي عديم الرائحة. لذلك ، من أجل اكتشاف تسرب الغاز في الوقت المناسب ، فإنهم يعطونه رائحة - الغاز معطر. يستخدم إيثيل مركابتان (C 2 H 5 SH) كرائحة. من حيث السمية ، فهو مطابق نوعيًا وكميًا لكبريتيد الهيدروجين ، وله رائحة كريهة حادة.

وسائل النقل

النوع الرئيسي لنقل الغاز ، في الوقت الحاضر ، هو خط الأنابيب. يتحرك الغاز عبر أنابيب ذات قطر كبير بضغط 75 جوًا (7.5 ميجا باسكال). عند التحرك على طول خط الأنابيب ، يفقد الغاز الطاقة ، ويتم إنفاقها للتغلب على قوة الاحتكاك بين جدار الأنبوب والغاز ، وبين طبقات الغاز نفسه. من أجل الحفاظ على الضغط في خط الأنابيب عند مستوى معين ، على مسافة معينة من بعضها البعض ، من الضروري وجود محطات ضاغط (CS) ، والتي يجب أن تحافظ على الضغط في خط الأنابيب عند مستوى 75 جوًا. إن صيانة وإنشاء خط الأنابيب يكلف الكثير من المال ، ولكن مع ذلك ، فإن خط الأنابيب هو أرخص وسيلة لنقل النفط والغاز.

طريقة أخرى لنقل الغاز هي استخدام ناقلات خاصة - ناقلات الغاز. هذه سفن مجهزة خصيصًا لنقل الغاز في حالة مسالة في ظل ظروف معينة. لنقل الغاز بهذه الطريقة من الضروري بالإضافة إلى الناقلات نفسها القيام بعدد من الإجراءات التمهيدية لإمكانية استخدامها. من الضروري مد خط أنابيب الغاز إلى شاطئ البحر ، وبناء ميناء للناقلات ، ومصنع تسييل الغاز ، والناقلات نفسها. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من نقل الغاز له ما يبرره اقتصاديًا إذا كان المستهلك على بعد أكثر من 3000 كيلومتر من مواقع الإنتاج.

تخليق الغاز الطبيعي

هناك العديد من الطرق لإنتاج الغاز الطبيعي من المواد العضوية الأخرى ، مثل النفايات من الزراعة والنجارة و الصناعات الغذائيةإلخ.

خليط من المحروقات ، مادة للعبادة الدينية ، وأهمها خلاف بين العلماء مواد خام. إنه غير مرئي وعديم الرائحة. يوجد منه في روسيا أكثر من أي مكان آخر في العالم.

مما يتكون الغاز الطبيعي

أساس الغاز الطبيعي هو الميثان (CH 4) - أبسط الهيدروكربون ( مركب عضويتتكون من ذرات الكربون والهيدروجين). عادةً ما تحتوي أيضًا على هيدروكربونات أثقل ، متجانسات الميثان: الإيثان (C 2 H 6) ، البروبان (C 3 H 8) ، البيوتان (C 4 H 10) وبعض الشوائب غير الهيدروكربونية.

يمكن أن يوجد الغاز الطبيعي في شكل رواسب غازية تقع في طبقات صخور معينة ، على شكل أغطية غاز (فوق النفط) ، وكذلك في شكل مذاب أو بلوري.

رائحة الغاز

ومن المثير للاهتمام أن أياً من هذه الغازات ليس له لون أو رائحة. الرائحة الكريهة المميزة التي يواجهها كل شخص تقريبًا في الحياة اليومية تُعطى بشكل مصطنع للغاز وتسمى الرائحة. كرائحة ، أي مواد ذات رائحة كريهة ، عادة ما تستخدم المركبات المحتوية على الكبريت. يمكن لأي شخص أن يشم رائحة واحدة من أكثر الروائح شيوعًا - الإيثانثيول - حتى لو كان جزء واحد من هذه المادة موجودًا في 50 مليون جزء من الهواء. بفضل الرائحة يمكن اكتشاف تسرب الغاز بسهولة.

مرحلة إضافة الرائحة
برائحة كريهة.

غاز طبيعي عديم الرائحة

غاز طبيعي
برائحة كريهة

نزاع العلماء

فيما يتعلق بأصل الغاز الطبيعي (وكذلك النفط ، بالمناسبة) ، لا يوجد حتى الآن إجماع بين العلماء. مفهومان أساسيان - الحالة الحيوية والمعدنية أسباب مختلفةتشكيل المعادن الهيدروكربونية في أحشاء الأرض.

نظرية المعادن

يشكل تكوين المعادن في طبقات الصخور جزءًا من عملية تفريغ الأرض من الغاز. بسبب الديناميكيات الداخلية للأرض ، تم العثور على الهيدروكربونات أعماق كبيرة، الارتفاع إلى المنطقة الأقل ضغطًا ، مما يؤدي إلى تكوين رواسب الغاز والنفط.

النظرية الحيوية

الكائنات الحية التي ماتت وغرقت في قاع المسطحات المائية تحللت في مساحة خالية من الهواء. تغرق أعمق وأعمق بسبب الحركات الجيولوجية ، وتحولت بقايا المواد العضوية المتحللة تحت تأثير العوامل الحرارية (درجة الحرارة والضغط) إلى معادن هيدروكربونية ، بما في ذلك الغاز الطبيعي.

مسام غير مرئية

معروف جدا تحريفحول حقيقة أن الغاز موجود تحت الأرض في بعض الفراغات ، ومن السهل استخراجه بالكامل. في الواقع ، يمكن أن يكون الغاز بالداخل صخر، التي لها بنية مسامية دقيقة للغاية بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين البشرية. ممسكًا بيده قطعة من الحجر الرملي تم التنقيب عنها عمق كبير، من الصعب تخيل وجود غاز طبيعي داخلها.

عبادة الغاز

لقد عرف الجنس البشري وجود الغاز الطبيعي لفترة طويلة. وعلى الرغم من ذلك بالفعل في القرن الرابع قبل الميلاد. ه. في الصين ، تعلموا استخدامه للتدفئة والإضاءة ؛ لفترة طويلة ، كان اللهب الساطع الذي لا يترك رمادًا موضوع عبادة صوفية ودينية لبعض الشعوب. على سبيل المثال ، في شبه جزيرة أبشيرون (إقليم أذربيجان الحديث) في القرن السابع ، تم تشييد معبد لعبادة النار أتشغا ، استمرت الخدمات فيه حتى القرن التاسع عشر.

بالمناسبة ، ليس بعيدًا عن معبد Ateshgah في عام 1859 ، تم إجراء المحاولة الأولى في روسيا (قصيرة المدى نوعًا ما) لاستخدام الغاز الطبيعي للأغراض الصناعية - في مصفاة لتكرير النفط في باكو.

المصابيح الحرارية وأول غاز في روسيا

بدأ تاريخ صناعة الغاز الروسية في عام 1811. ثم أنشأ المخترع بيتر سوبوليفسكي أول منشأة لإنتاج الغاز الاصطناعي - المصابيح الحرارية. بعد تقديم تقرير حول هذا الأمر في اجتماع لجمعية عموم روسيا لعشاق الأدب والعلوم والفنون ، بموجب مرسوم صادر عن ألكسندر الأول ، مُنح سوبوليفسكي أمرًا لاختراعه. بعد بضع سنوات ، في عام 1819 ، أضاءت مصابيح الغاز الأولى في جزيرة أبتيكارسكي في سانت بطرسبرغ. وهكذا ، بدأ تاريخ صناعة الغاز في روسيا منذ ما يقرب من 200 عام - في عام 2011 كان لها ذكرى.

في منتصف العشرينات من القرن الماضي ، تم إنتاج 227.7 مليون متر مكعب من الغاز في جميع أنحاء الاتحاد السوفياتي. في عام 2010 ، أنتجت مجموعة غازبروم 508.6 مليار متر مكعب من الغاز.

تحتل روسيا المرتبة الأولى في العالم من حيث احتياطيات الغاز الطبيعي. تبلغ حصة غازبروم في هذه الاحتياطيات حوالي 70٪. وبالتالي ، تمتلك غازبروم أغنى احتياطيات الغاز الطبيعي في العالم.

مع بداية القرن العشرين ، تطوير نشطصناعة الغاز الروسي: لأول مرة تم تطوير حقول الغاز والاستفادة من الغاز المصاحب (البترولي).

البراعة الروسية

ومع ذلك ، حتى القرن العشرين في روسيا ، كان الغاز الطبيعي منتجًا ثانويًا لإنتاج النفط وكان يُسمى الغاز المصاحب. حتى مفاهيم الغاز أو حقول مكثفات الغاز لم تكن موجودة. تم اكتشافها بالصدفة ، على سبيل المثال ، عند حفر الآبار الارتوازية. ومع ذلك ، هناك حالة معروفة ، أثناء حفر مثل هذا البئر ، عندما رأى تاجر ساراتوف واسع الحيلة لهبًا بدلاً من الماء ، وقام ببناء زجاج و مصانع الطوب. بدأ الصناعيون يدركون تدريجياً أن الغاز الطبيعي يمكن أن يكون مفيداً للغاية.