气藏天然气输导效率研究
第27卷 第3期2006年5月
石油学报
AC TA PETROL EI SIN ICA
Vol.27 No.3May
2006
基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目“高效大气田形成机理与分布研究”(2001cb 209104)和黑龙江省教育厅科学技术研究项目“不同演
化阶段断层垂向封闭机理及评价法研究”
(10551001)资助。作者简介:付 广,男,1962年11月生,1984年毕业于大庆石油学院石油地质专业,现为大庆石油学院教授,主要从事油藏形成与保存研究科研与教
学工作。E 2mail :fuguang 2008@https://www.360docs.net/doc/e614030804.html,
文章编号:0253Ο2697(2006)03Ο0032Ο05
气藏天然气输导效率研究
付 广 吕延防 于 丹 刘江涛
(大庆石油学院 黑龙江大庆 163318)
摘要:基于达西定律,利用天然气渗滤运移输导速度建立了一套气藏天然气输导效率的研究方法。以我国19个大、中型气田为例,对其天然气输导效率进行的研究结果表明,这些大、中型气田天然气输导效率差异较大,断裂输导的大、中型气田天然气输导效率明显高于砂体输导的大、中型气田的天然气输导效率,这主要是由于断裂渗透率和源岩Ο圈闭的垂直距离明显大于砂体渗透率和源岩Ο圈闭垂直距离的缘故。对我国19个大、中型气田天然气聚集效率与其输导效率之间关系的研究结果表明,高效大、中型气田形成所需要的天然气输导效率应大于1196nm/s ,中效大、中型气田形成所需要的天然气输导效率应为1196～0115nm/s ,低效大、中型气田形成所需要的天然气输导效率应小于0115nm/s 。关键词:气藏;天然气;输导速度;输导效率;聚集效率;渗透率中图分类号:TE 12211 文献标识码:A
G as transporting eff iciency analysis of gas reservoirs
Fu Guang L üYanfang Yu Dan Liu Jiangtao
(Daqing Pet roleum I nstitute ,Daqing 163318,China )
Abstract :The factors for influencing transporting capacity of natural gas flowing in transporting pathway were analyzed on the basis of Darcy ’s law.A series of methods for studying gas transporting efficiency of gas reservoirs were established by using gas transpor 2ting velocity.The gas transporting efficiencies of nineteen large 2medium gas fields in China show that there is a great difference in gas transporting velocities of the different large 2medium gas fields.The large 2medium gas fields with fault transporting pathways have ob 2viously higher gas transporting velocities than those with sand 2body transporting pathways ,because the large 2medium gas fields with fault transporting pathways have bigger permeability of fault and vertical distance f rom source 2rock to trap than those with sand 2body transporting pathway.The relations between gas accumulation efficiency and gas transporting efficiency of 19large 2medium gas fields show that the required gas transporting efficiency for forming the high 2efficiency large 2medium gas fields is over 1196nm/s ,and re 2quired gas transporting efficiency for middle 2efficiency gas field is f rom 1196nm/s to 0115nm/s.The required gas transporting effi 2ciency for low 2efficiency gas field is less than 0115nm/s.
K ey w ords :gas reservoirs ;natural gas ;transporting velocity ;transporting efficiency ;accumulation efficiency ;permeability
天然气运移在某种程度上决定着含油气盆地内各种类型圈闭天然气能否聚集成藏,而且决定着天然气聚集的数量。它是近几年来油气地质界研究的重点和热点,也是天然气输导通道研究中的重点,许多学者都对此做过研究[1～15],使人们对天然气输导层类型及特征以及对天然气成藏所起的作用形成了初步认识。但关于天然气输导效率的研究仍有限。因此,研究天然气输导效率对于研究气藏天然气聚集效率,尤其是大中型气田天然气聚集效率具有重要意义。
1 天然气输导效率及其求取方法
天然气输导效率是指天然气在一定压差作用下,
在一定时间内通过输导层渗滤运移量的相对大小。在相同条件下,天然气沿输导层渗滤运移量越大,表明输导层输导天然气效率越高;反之,则越低。由于受地质条件复杂性的影响,准确地确定影响天然气沿输导层渗滤运移量大小的一些参数,如输导运移时间、输导层横截面积等,就目前的研究现状和技术水平是不可能的。为了表述天然气沿输导层输导天然气效率的高低,只能借助于间接方法,笔者主要利用天然气沿输导层的相对输导速度的大小来反映天然气输导效率的高低。
天然气在地下无论是通过砂体进行渗滤运移,还是通过断裂和不整合进行渗滤运移,其沿输导层渗滤
第3期付 广等:气藏天然气输导效率研究33
运移量大小均应受到输导动力源储压差、输导层本身
渗透率、横截面积、倾角、天然气粘度、输导距离、输导
时间等各种因素的影响,可以近似地用达西定律来表
示为
Q o=KΔpS t(μh)-1sinα(1)
式中 Q o为天然气通过输导层的渗滤运移输导量,
m3;K为输导层渗透率,μm2;Δp为天然气输导动力,
Pa;S为输导层横截面积,m2;t为天然气输导时间,s;
α为输导层倾角,(°);μ为天然气流动粘度,Pa?s;h为
天然气输导的垂直距离,m。
由式(1)可以看出,Q o值大小与输导层的源储压
差、输导层渗透率、输导层横截面积、输导时间和输导
层倾角的正弦值成正比,而与输导距离和天然气粘度
成反比。在相同条件下,Q o值越大,表明天然气沿输
导层渗滤运移输导量越大,输导能力越强;反之则越
弱。由于式(1)中Q o受输导通道的横截面积和输导
时间的影响较大,且两者对于实际的天然气藏来说又
难以确定,故本文用天然气沿输导层的渗滤运移输导
速度大小代替Q o值来表示天然气沿输导层渗滤运移
输导效率的高低。其表达式为
V=Q o
S t
=
KΔp sinα
μh(2)
V值越大,表明天然气沿输导层渗滤运移输导的速度越快,输导效率越高;相反,V值越小,天然气沿输导层渗滤运移输导的速度越慢,输导效率越低。
2 主要参数的确定
(1)源储压差 源储压差是指天然气在成藏关键时刻气源灶的供烃剩余压力与圈闭储层孔隙流体剩余压力的差值。这一源储剩余压差是天然气从气源岩通过输导层进入圈闭的最主要动力[16]。在以常规烃源岩为主要气源灶的情况下,烃源岩的排烃压力可以作为气源灶的供烃压力,烃源岩的微裂缝排烃是目前公认的烃源岩排烃的主要机理[17Ο18],因此,烃源岩的破裂压力就是其排烃动力。天然气成藏时期的储层压力可以通过流体包裹体分析及欠压实研究等多种方法综合确定,两者之差即为源储压差。
(2)输导层渗透率 输导层渗透率是输导天然气能力的最根本反映。渗透率越大,输导层输导天然气的能力越强;反之则越弱。对于砂体输导层来说,其渗透率可以通过岩石实测获得。但对断裂,尤其是对其活动开启过程中的渗透率通过测试是无法获得的。大量研究结果表明[19],裂缝是断裂输导天然气尤其是活动开启时期的主要输导通道,故可以假设断裂带的渗透率即为裂缝的渗透率,且目前裂缝宽度(充填裂缝)即为断裂活动开启时的宽度。在此假设条件下,便可以通过求取裂缝的渗透率来代替断裂活动开启时的渗透率值。
(3)输导层倾角 输导层倾角大小也对其输导天然气的能力产生影响。倾角越大,输导天然气的能力越强,输导天然气速度越快;反之,则越慢。无论是砂体还是断裂和不整合面,输导层倾角均可由构造图直接测取或计算求得。
(4)源岩至圈闭的垂直距离 文中天然气运移是指从源岩至圈闭的运移。源岩与圈闭之间的距离越大,天然气运移的距离越远;反之则越近。为了便于计算,可以通过钻井剖面计算源岩与圈闭之间的垂直距离,然后再通过输导层的倾角来间接地求取天然气输导的实际运移距离。
(5)天然气粘度 粘度是影响天然气在地下输导层中渗滤运移速度的又一重要因素。粘度越小,天然气沿输导层运移的阻力越小,运移输导速度越快;反之则越慢。由于实测天然气粘度资料相对较少,可借助于前人关于天然气粘度与温度、压力的关系资料[20],利用气藏压力和温度资料来求取天然气在地下输导层中的粘度值。
3 天然气输导效率及其特征
根据我国19个大、中型气田成藏特征,对其源储压差、输导层渗透率、倾角、源岩至圈闭的垂直距离、气藏压力、温度进行的统计和计算结果如表1所示。其中,源储压差借用文献[16]中的研究成果,输导层倾角是由文献[21Ο23]中气藏剖面图和平面图计算和测得。源岩与圈闭的垂直距离可由钻井剖面通过源岩和圈闭之间地层厚度计算求得。气藏压力和温度也可由文献[21Ο23]直接查得或根据埋深、压力系数和地温梯度计算求得。砂体输导层渗透率可利用前人实测结果[21Ο23]取平均求得,而断裂的渗透率因无实测值,主要是利用目前地层中裂缝的渗透率代替断裂的渗透率。由四川盆地实测基岩渗透率和裂缝渗透率关系[21Ο23](表2)中可以得到,裂缝渗透率值明显高于基质的渗透率值,两者相差为10～1600倍,平均为48513倍,莺歌海盆地乐东22Ο1气藏实测储集层的渗透率平均为0102μm2,而具有裂缝储层岩石渗透率平均为2156μm2,两者相差128倍。由于其他盆地缺少实测裂缝渗透率资料,通过四川盆地裂缝宽度与渗透率之间的关系并利用裂缝宽度资料确定了其他无实测裂缝渗透率盆地的裂缝渗透率,结果如表3所示。
由式2计算得到我国19个大中型气田天然气渗滤运移输导速度,即天然气输导效率值(表1)。由表1
34
石 油 学 报2006年 第27卷
表1 我国19个大中型气田天然气聚集效率及特征
T able1 R elation betw een gas transporting velocity and gas accumulation eff iciency of19large2medium gas f ields in China
气 藏输导层类型渗透率
/μm2
倾角
/(°)
源圈距离
/m
源储压差
/MPa
温度
/℃
压力
/MPa
粘度
/Pa?s
输导效率
/nm?s-1
天然气聚集效率
/(106m3?km-2?Ma-1)
昌 德断 裂011495610104026171361433120116119615714苏 桥断裂、不整合51060241843024151401637100118671601914呼图壁断 裂3611000311924385313921034120117241903611牙 哈不整合面22101000541614503515811237190118214013013英买7号断 裂30401000581025041111061151130124011718310和田河断裂、不整合271100037152536451364176100104701408610克拉2断 裂3591000411514205112100167414013524170106411羊塔克断裂、不整合5590100091070036101101558110127116535919迪那2断 裂131000441355048181171810111014717310030717南八仙砂 体01077911760171992124019012001152110渡口河断 裂27120051108103612112114518012243210004613中 坝断 裂51960451820503210881332120116421103416龙 门断裂、不整合0107841151253412119165318012551551717高峰场断裂、不整合21570581260311013217621901293831001415平落坝断裂、不整合010745819200331392154211012051231212吐孜洛克断 裂34010004215148040156016221901125314015317沙坪场断 裂121900601232003311961237100118641502415苏里格砂 体01010715100251110910301901150122213榆 林砂 体0100410108026158616271201140117118长 东砂 体01001241010020119010271201150105114靖 边砂 体0100251070261510012311001150106110
表2 四川盆地部分气藏裂缝渗透率与基质渗透率
T able2 Fracture permeability and matrix permeability
of partial gas reservoirs in Sichu an B asin
气 藏基质渗透率
/10-3μm2
裂缝渗透率
/10-3μm2
裂缝渗透率与
基质渗透率比值
相国寺014835718474515
相国寺216637*********
相国寺015613312523719
相国寺010119174197410
威 远010138380
观音场010*******
中 坝12525
福成寨11010
龙 门10117318422519
沙坪场111551791091516
高峰场14317843178
平落坝——100
表3 我国部分盆地裂缝渗透率与基质渗透率比值
T able3 R atios of fracture permeability to m atrix permeability of partial b asins in China
盆 地裂缝宽度/m裂缝渗透率与基质渗透率比值
四 川010345813
准噶尔010********
塔里木01801222113
大 港010023016
辽 河010*******
松 辽010345813
莺 琼—128可以看出,同是大中型气田,其天然气输导效率大小相差较大,以断裂为主输导通道的大中型气田天然气输导效率相对较高,最大的四川盆地渡口河气田天然气输导效率达432100nm/s。而以砂体作为输导通道的大中型气田天然气输导效率相对较低,最小的是鄂尔多斯长东气田,天然气输导效率为0105nm/s,两者最大与最小值相差近5个数量级。前者天然气输导效率明显高于后者的原因主要是断裂渗透率和源岩至圈闭的垂直距离明显高于砂体渗透率和源岩至圈闭的垂直距离(表1)。
4 研究意义
研究气藏天然气输导效率的目的是为了研究气藏天然气聚集效率。一个气藏形成的快慢与规模的大小应受到其气源灶供给的充足程度和自身圈闭容积大小的制约,可用天然气聚集效率表示为
q=Q g(t S)-1(3)式中 Q g为天然气藏的地质储量,108m3;S为含气面积,km2;t为天然气聚集时间,Ma。
由式(3)可以看出,一个气藏的地质储量越大,含气面积和聚集时间越小,天然气聚集效率越高,形成的天然气储量丰度越大,形成大中型气田的可能性就越大;反之则越小。
由表1可以看出,我国19个大中型气田的天然气
第3期付 广等:气藏天然气输导效率研究35
聚集效率的高低明显不同,最高的是克拉2气田,天然
气聚集效率可达到1064116×106m 3
?km -2?Ma -1,而
最低的靖边气田,天然气聚集效率只有1101×106m 3?km -2?Ma -1,两者相差1000余倍,这表明同是大中型气田其天然气聚集效率存在明显的差别。根据我国大中型气田天然气聚集效率的不同,可以把它划分为3
个等级:①聚集效率大于100×106m 3
?km -2?Ma -1的气藏为高效气藏,主要分布在塔里木盆地;②聚集效率介于(10～100)×106m 3?km -2?Ma -1的气藏为中效气藏,主要分布在四川盆地;③聚集效率小于10×106m 3?km -2?Ma -1的气藏为低效气藏,主要分布在鄂尔多斯盆地。
为了确定形成高效、中效和低效大中型气田所需
要的天然气输导效率的下限,将我国19个大中型气田
的天然气聚集效率与天然气输导效率作图(图1)。由图1可以看出,我国大中型气田天然气聚集效率与天然气输导效率之间为正比关系,即随着天然气输导效率增大,气藏天然气聚集效率增高;反之则减小
。
图1 我国大中型气田天然气聚集效率与输导效率的关系
Fig.1 R elation betw een gas accumulation eff iciency and
gas transporting eff iciency of 19large 2medium gas f ields in China
由图1可以看出,我国高效大、中型气田的天然气输导效率一般应大于1196nm/s ,该值可作为我国高
效大、中型气田形成所需要的天然气输导效率的下限值,即天然气输导效率大于该值才能形成高效大、中型气田。我国中效大中型气田的天然气输导效率一般应为1196～0115nm/s ,该值可作为我国中效大中型气田形成所需要的天然气输导效率的界限值。天然气输导效率小于0115nm/s 的大、中型气田则为低效大、中型气田。根据此标准,便可以由天然气输导效率大小来确定一个未知气藏天然气聚集效率的高低。
5 结 论
(1)不同大、中型气田的天然气输导效率差异较
大,断裂输导的大、中型气田天然气输导效率明显高于
砂体输导的大中型气田,主要是由于断裂渗透率和源岩Ο圈闭垂直距离明显大于砂体渗透率和源岩Ο圈闭垂直距离的缘故。
(2)高效大中型气田形成所需要的天然气输导效率应大于1196nm/s ,中效大中型气田形成所需要的天然气输导效率应为1196～0115nm/s ,低效大中型气田形成所需要的天然气输导效率应小于0115nm/s 。
(3)利用天然气渗滤运移输导速度研究气藏天然气输导效率是可行的,可以定量反映气藏天然气输导效率的高低。
参
考
文
献
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(收稿日期2005Ο01Ο25 改回日期2005Ο11Ο17 编辑 张 怡)
《石油学报》2006年第4期部分文章预告
青藏高原油气资源远景评价中的10个问题王成善等
………………………………………………………
贺兰山盆地与鄂尔多斯盆地的关系分析王 锋等
…………………………………………………………
南海北部边缘盆地西区油气运聚成藏规律与勘探领域剖析何家雄等
……………………………………
准噶尔盆地西北缘NW向横断裂与油气成藏陶国亮等
……………………………………………………
东部陆相湖盆层序类型与岩性圈闭发育特征牛嘉玉等
……………………………………………………
济阳坳陷石炭—二叠系烃源岩生烃演化研究李 政
………………………………………………………
柴达木盆地北缘井下石炭系烃源岩的发现及其地质意义邵文斌等
………………………………………
济阳坳陷古近系沙河街组海侵问题再认识袁文芳等
………………………………………………………
川西坳陷须家河组古圈闭类型及识别技术曹 烈等
………………………………………………………
桩海潜山油藏场、势效应与油气聚集杨风丽等
………………………………………………………………
火山岩储层特征研究———以枣35断块火山岩储层为例郑亚斌等
…………………………………………
地震资料定量反演孔隙度与饱和度方法研究金 龙等
……………………………………………………
克拉2气田超压成因的物理模拟实验研究张 洪等
………………………………………………………
注水开发中粘土矿物及其岩石敏感性的演化模式张继春等
………………………………………………
水平井与垂直井联合井网波及系数研究武兵厂等
…………………………………………………………
克拉玛依油田厚层块状特低渗透油藏的开发调整常毓文等
………………………………………………
可动凝胶深部调驱动态预测方法研究冯其红等
……………………………………………………………
煤层气羽状水平井开采数值模拟研究张冬丽等
……………………………………………………………
鱼骨井产能预测及分支形态优化范玉平等
…………………………………………………………………
复杂断块油藏不规则井网整体压裂优化设计甘云雁等
……………………………………………………
疏松砂岩储层物性参数敏感性物理模拟实验赵 群
………………………………………………………
新型粘性暂堵酸化技术研究何 君等
………………………………………………………………………
自动垂直钻井中的井斜动态测量理论与实验研究刘白雁等
………………………………………………
钻井液脉冲沿井筒传输的多相流模拟技术刘修善
…………………………………………………………
基于XML的多源异构钻井数据集成与共享平台徐英卓
…………………………………………………
辽河油田超稠油掺活性水降粘先导性试验尉小明等
………………………………………………………
快速造腔技术的研究及现场应用袁光杰等
…………………………………………………………………
往复式磁力驱动柱塞泵举升工艺技术研究付国太等
………………………………………………………
大庆原油蜡沉积规律研究黄启玉等
…………………………………………………………………………
井筒砂粒运移规律室内模拟实验研究王治中等
……………………………………………………………
冰区海洋平台疲劳可靠性评估方法的研究刘 健等
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天然气净化厂工艺.docx
龙岗天然气净化厂概况 1龙岗天然气净化厂简介 龙岗天然气净化厂位于四川省南充市仪陇县阳通乡二郎庙村 1 社二郎庙，位于仪陇县西北面边沿山区，距仪陇县老城区直线距离约54km，西南距仪陇县新城区直线距离约71km，北侧距立山镇直线距离约。设计的原料天然气处理能力 4 3 为 1200×10 m/d ，设计的原料气压力～，单列装置的原料天然气处理能力为 43 600×10 m/d ，共 2 列，装置的操作弹性为50～ 100%，年运行时间 8000 小时。龙岗天然气净化厂主要包括主体工艺装置、辅助生产设施和公用工程几部分。 其原料气组成如下表所示： 组分摩尔分率，mol%组分摩尔分率，mol% H2S i-C4H10 CO2n-C4H10 H2O N2+He CH4H2 C2H6O2+Ar 注： 1）原料气不含有机硫 2）原料气温度 30~36℃ 2生产工艺 由集气总站来的原料天然气先进入脱硫装置，在脱硫装置脱除其所含的几 乎所有的 H2S 和部分的 CO2，从脱硫装置出来的湿净化气送至脱水装置进行脱水 处理，脱水后的干净化天然气即产品天然气，经输气管道外输至用户，其质量 按国家标准《天然气》（GB17820-1999）二类气技术指标控制。脱硫装置得到的酸气送至硫磺回收装置回收硫磺，回收得到的液体硫磺送至硫磺成型装置，经 冷却固化成型装袋后运至硫磺仓库堆放并外运销售，其质量达到工业硫磺质量 标准（ GB2449-92）优等品质量指标。为尽量降低 SO2的排放总量，将硫磺回收装置的尾气送至尾气处理装置经还原吸收后，尾气处理装置再生塔顶产生的酸 气返回硫磺回收装置，尾气处理装置吸收塔顶尾气经焚烧炉焚烧后通过 100m高烟囱排入大气。尾气处理装置急冷塔底排出的酸性水送至酸水汽提装置，汽提 出的酸气返回硫磺回收装置，经汽提后的弱酸性水作循环水系统补充水。总工 艺流程方框图见图 2-1 。
国内天然气水合物相平衡研究进展
国内天然气水合物相平衡研究进展 摘要：分析了目前国内天然气水合物相平衡领域的五大主要研究热点，认为含醇类和电解质体系中天然气水合物的相平衡是研究中最活跃的领域，而多孔介质中天然气水合物的相平衡研究是未来天然气水合物相平衡研究的热点和难点问题。 关键词：天然气；水合物；相平衡；替代能源 Review of the Phase Equlibria on The Natura1 Gas Hydrate at home Abstract: According to the literature investigation at home，the five main researeh hot spots for the phase equllibria are analysed.The phase equilibria in aqueous solutions containing electrolytes and/or alcohol is the most active in all the research fields.While the Phase equilibria in natura1 Porous media is one of the essential hot spots and difficult problems during the phase equllibria researeh in future. Key words: natural gas；hydrate；phase equilibria ；alternative energy 1、前言 天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点，是21世纪继常规石油和天然气能源之后最具开发潜力的清洁能源，在未来能源结构中具有重要的战略地位。由于天然气水合物处于亚稳定状态，其相态转换的临界温度、压力和天然气水合物的组分直接制约着天然气水合物形成的最大深度和矿层厚度。天然气水合物的生成过程，实际上是一个天然气水合物—溶液—气体三相平衡变化的过程，任何能影响相平衡的因素都能影响天然气水合物的生成或分解过程[1]。因此，研究各种条件下天然气水合物—溶液—气体的三相平衡条件及其影响因素，可提供天然气水合物的生成或分解信息。因此，天然气水合物相平衡研究是天然气水合物勘探、开发和海洋环境保护研究中最基础和最重要的前沿问题。天然气水合物相平衡的研究主要是通过实验方法和数学预测手段确定天然气水合物的相平衡条件。随着透明耐高压材料的出现和相关实验测试技术的进步，科学家们对天然气水合物的相平衡条件的研究不断深入。 2、国内目前天然气水合物相平衡的主要五大研究热点 2.1 研究热点一:含醇类和电解质体系中天然气水合物的相平衡研究 长庆石油勘探局第三采油厂的严则龙(1997年)在长庆油田林5井采用井口注醇防止油管和地面管线天然气水合物堵塞，取得了良好的效果[2]。 中国石油大学(北京)梅东海和廖健等人：(1)(1997)在温度262.6～285.2K范围内分别测定了甲烷、二氧化碳和一种合成天然气在纯水、电解质水溶液以及甲醇水溶液中天然气水合物的平衡生成压力[3]。（2）(1998)对36个单一电解质水溶液体系及41个混合电解质水溶液体系中气体水合物的生成条件进行了预测。但对于二元以上的混合电解质水溶液体系，该模型的预测精度还有待改进[4]；在温度260.8～281.5K和压力0.78～11.18MPa下，研究了含盐以及含盐和甲醇水溶液体系中的水合物平衡生成条件。认为无论对于单盐或多盐水溶液体系，甲醇对天然气水合物的生成均有显著的抑制作用;当溶液中甲醇增加至20%质量时，KCI 的抑制作用强于CaCl2[5]；采用在Zuo一Golunesen一Guo水合物模型的基础上简化和改进的模型应用于含有盐和甲醇的水溶液体系中气体水合物生成条件的预测[6]。 华南理工大学的葛华才等人(2001)在模拟蓄冷空调的实验系统中研究了一元醇类添加
论天然气富集成藏的地质因素
论天然气富集成藏的主要地质因素 论文提要 天然气（Natural Gas）是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源。其利用领域非常广泛，除了能用于炊事外，还可广泛作为发电、石油化工、机械制造、玻璃陶瓷、汽车、集中空调的燃料或原料。因而初步总结出我国气藏形成和富集的主要地质因素，对今后天然气勘探及开发工作有重要意义。 本文就是从以下七个主要地质因素来展开论述的。其间，天然气藏形成与富集的基本条件包括：一定规模的气源岩、一定厚度的储层、区域盖层、古隆起和早期圈闭的作用；充分条件包括：断层与不整合面的改善作用、二次生气、脱溶（脱附）作用。 正文 一、一定规模的气源岩 气源岩的规模和生产潜力无疑是天然气藏形成和富集的基本地质条件，气藏的富集程度除与气源岩规模和生产潜力密切相关外，还与气源岩和储层相互接触关系有关。（一）气源岩的规模和生产潜力 最关键的是，气源层系要有一定的厚度和相当高的生气潜力。一定的生气强度是较大气田形成的先决条件，因为只有当生气量大于水溶气量（当与油伴生时，还要考虑油的溶解气量）、岩石吸附气量和散失气三者之和时，才有可能形成天然气的聚集。国内外的勘探实践表明，大气田总是分布在生气强度相当大的范围内。如前苏联西西伯利亚盆地，大气田分布于生气强度大于30ⅹ108m3/km2范围内，而特大气田绝大部分集中在生气强度大于40ⅹ108m3/km2区域。再如，我国渤海湾盆地的东濮凹陷，储量较大的文留气藏和白庙气田都分布在生气强度大于60ⅹ108m3/km2范围内①（图1，见下页）。（二）气源岩与储层的接触关系 气源岩与储层的接触关系直接涉及到气源岩生成的天然气能否有效地运移到储层的问题，一般气源岩与储层直接接触比不相接触的富气作用大。从我国已发现的油气田中可划分出内接式、紧接式和跨越式三种类型。 1.内接式 储层呈“透镜体”被包在气源岩中，源岩生成的天然气能充分向储气层运聚。柴达木盆地东部第四系的涩北二号气田、台南气田属这种类型。 2.紧接式 按照气源岩与储层的空间关系又可进一步分为上储式、下储式和测储式三种亚类。它们的共同特点是气源岩与储层紧靠，源岩生成的天然气可以就近运进储层。我国已知的天然气藏大多属于此类。 ①戴金星等主编.中国天然气地质学【M】.中国石油出版社，1996，35-37.
天然气净化
1、流体的密度包含哪些内容？ 2、在一般温度和压力下，怎样求气体的密度？ 3、如何理解流体静力学基本方程？ 4、流体动力学的基本概念包含哪些？ 5、稳定流动的本质是什么？ 6、流体具有能量的表现形式？ 7、如何实现流体从低压头处向高压头处的流动过程？ 8、流体的流动形态可以通过什么来判断？ 9、流体阻力计算包括哪几类？ 10、非均相物系包括哪些？ 11、非均相系分离的目的是什么？ 12、计算沉降速度可根据哪几条定律？ 13、处理悬浮液的沉降器分哪几种？ 14、根据分散物质，过滤常包括哪些过滤？ 15、工业上通常所说的“过滤”，指的是什么？ 16、什么情况下可使用助滤剂？ 17、影响过滤机生产能力的因素有哪些？ 18、离心分离设备含有哪些？ 19、按分离方式不同，离心机分为哪几类？ 20、离心机与旋风（液）分离器的主要区别是什么？ 21、惯性分离器的常见形式有哪些？ 22、袋滤器有哪几部分组成？ 23、什么是文丘里除尘器？ 24、热的传递是由什么引起的？ 25、热是怎样传递的？ 26、什么是热负荷？ 27、传热计算一般包括哪些计算？ 28、换热器传热计算的基础是什么？ 29、如何区别热负荷和传热效率？ 30、不同避面传热系数有哪些？ 31、换热器壁面上结垢的原因一般有几种？ 32、传热面积的计算步骤通常中哪些？ 33、套管换热器的主要优点有哪些？ 34、强化传热的途径有哪些？ 35、提高传热系数的措施是什么？ 36、减少热阻的具体措施有哪些？ 37、逆流操作的目的是什么？ 38、热绝缘的目的有哪些？ 39、热绝缘的方法有哪些？ 40、溶液气液平衡关系包括哪几个方面？ ４１、拉乌尔定律表述的内容是什么？ ４２、简单蒸馏用于什么样的溶液分离？ ４３、精馏操作含有两种流程？ ４４、连续精馏塔的物料衡算包括哪些？ ４５、作全塔物料衡算的目的是什么？ ４６、求理论塔板数的依据是什么？ ４７、什么叫图解法？ ４８、连续精馏塔的热量衡算包括哪些？ ４９、全塔热量衡算包括那几个步骤？ ５０、影响精馏塔的操作因素有哪些？ ５１、什么是气体在液体中的溶解度？ ５２、亨利定律表明了什么？ ５３、吸收和机理是什么？ ５４、什么是吸收速率？ ５５、如何表达吸收速率方程？ ５６、气体溶解度如何影响吸收系数？ ５７、什么叫低浓度气体吸收？ ５８、选择填料的原则有哪些？ ５９、怎样确定塔的内径？ ６０、塔设备的性能会对哪些因素造成影响？ ６１、填料塔的优缺点各是什么？ ６２、影响吸收操作的因素有哪些？ ６３、吸收的目的是什么？ ６４、解吸的目的是什么？６５、天然气资源通常分为哪几大类？ ６６、我国天然气探明储量的现状怎样？ ６７、从１９９０年到２０００年，我国天然气生产有何变化？ ６８、天然气主要含有哪些组分？ ６９、天然气中的有机物含有哪些？ ７０、天然气中的其他组分有哪些？ ７１、天然气的物理性质通常指哪些？ ７２、天然气的临界参数是指哪些？ ７３、管输天然气的露点有何要求？ ７４、天然气的热力学性质包括哪些？ ７５、防止天然气水合物形成的方法有哪些？ ７６、我国管输天然气的气质指标在什么地方有明确规定？ 77、管输天然气气质指标规定的有害成分有哪些？ 78、天然气的储存方式有哪些？ 79、以水合物形式储存天然气有何优点？ 80、天然气输配系统主要由哪几部分组成？ 81、天然气在一次能源消费结构中的地位怎样？ 82、世界天然气需求状况怎样？ 83、天然气的消费结构怎样？ 84、以天然气为主要原料的其他产品有哪些？ 85、二硫化碳主要用于什么的生产原料？ 86、已具备工业化条件的天然气化工新技术有哪些？ 87、传统的提氦工艺有哪些？ 88、氦具有哪些用途？ 89、硫磺的用途怎样？ 90、我国工业硫酸的质量指标执行哪个标准？ 91、我国工业硫磺的质量指标执行哪个标准？ 92、二氧化碳资源的来源有哪些？ 93、二氧化碳利用的发展方向包括哪几个方面？ 94、三甘醇的密度、浓度同温度有何关系？ 95、三甘醇的粘度、浓度同温度有何关系？ 96、甘醇脱水装置的工艺流程通常有哪几种类型？ 97、通常用的三甘醇脱水装置工艺流程由哪几部分组成？ 98、三甘醇脱水的再生方式有哪几种？ 99、减少三甘醇损失量的措施有哪些？ 100、造成三甘醇脱水装置腐蚀的介质有哪些？ 101、影响脱水操作的因素有哪些？ 102、脱水操作中应注意哪些问题？ 103、酸性天然气对三甘醇脱水有何影响？ 104、物理吸附有何特点？ 105、化学吸附有何特点？ 106、与甘醇吸收法比较，吸附法脱水有何优点？ 107、天然气净化过程中主要使用的吸附剂有哪些？ 108、我国天然气净化工艺的现状怎样？ 109、国内天然气脱硫的主要方法有哪些？ 110、国外天然气脱硫的主要方法有哪些？ 111、在世界范围内主要的脱硫方法有哪几种？ 112、四种主要脱硫方法的技术特点包括哪些？ 113、四种主要脱硫方法的应用范围有何区别？ 114、MDEA选择性脱硫工艺在天然气净化领域内的应用包括哪几个方面？ 115、MDEA法选择性脱硫有何工艺特点？ 116、MDEA选择脱硫的流程及设备有何特点？ 117、以MDEA为主剂的其他体系包括哪些？ 118、MDEA法的工艺操作问题有哪些？ 119、溶液除去热稳定盐的方法有哪些？ 120、天然气脱硫的其他方法按其工艺类型可分为哪些？ 121、已获得工业应用的物理溶剂有哪些？ 122、与醇胺法相比，直接转化法具有哪些特点？ 123、目前，硫回收工艺流程通常有哪几种？ 124、如何选择使用硫回收工艺流程？ 125、硫回收装置的过程气通常有哪几种再热方式？ 126、目前，大中小型硫回收装置分别采用哪种再热方式？ 127、在硫回收工艺中，化学反应主要发生在什么地方？
页岩气及其成藏机理
页岩气及其成藏机理 页岩气及其成藏机理 摘要：本文介绍了页岩气的特征、形成条件和富集机理等，认为不同阶段、不同成因类型的天然气都可能会在泥页岩中滞留形成页岩气；页岩气生气量的主要因素是有机质的成熟度、干酪根的类型和有机碳含量；吸附态的赋存状态是页岩气聚集的重要特征。我国页岩地质结构特殊复杂，需要根据我国具体的地质环境进行分析以便更加合理的进行开采。 关键词：页岩气富集资源 天然气作为一种高效、优质的清洁能源和化工原料，已成为实现低碳消费的最佳选择。全球非常规天然气资源量非常巨大，是常规油气资源的1.65倍。其中页岩气占非常规天然气量的49%约456 1012m3，巨大的储量和其优质、高效、清洁的特点，使得页岩气这一非常规油气资源成为世界能源研究的热点之一。我国页岩气可采储量丰富，约31 1012m3，与美国页岩气技术可采储量相当。通过对页岩气资源的勘探和试采开发，发现其储集机理、生产机制与常规气藏有较大的差别。 一、页岩气及其特征 页岩是一种具有纹层与页理构造由粒径小于0.004mm的细粒碎屑、黏土矿物、有机质等组成。黑色页岩及含有机质高的碳质页岩是形成页岩气的主要岩石类型。页岩气是从黑色页岩或者碳质泥岩地层中开采出来的天然气。页岩气藏的形成是天然气在烃原岩中大规模滞留的结果，由于特殊的储集条件，天然气以多种相态存在，除了少数溶解状态的天然气以外，大部分在有机质和黏土颗粒表面上吸附存在和在天然裂缝和孔隙中以游离方式存在。吸附状态的天然气的赋存与有机质含量有关，从美国的开发情况来看，吸附气在85～20%之间，范围很宽，对应的游离气在15～80%，其中部分页岩气含少量溶解气。 页岩气主体上是以吸附态和游离态同时赋存与泥页岩地层且以 自生自储为成藏特征的天然气聚集。复杂的生成机理、聚集机理、赋
天然气水合物的研究进展
天然气水合物的研究进展 天然气水合物的研究进展 摘要：天然气水合物是一种继煤，石油与天然气等能源之后的新型能源物质，它被誉为21世纪最清洁的能源物质。本文章介绍了天然气水合物的概念以及形成条件，追溯了天然气水合物的发展历程。重点分析了国内外的研究情况，这为指导我国天然气水合物事业奠定了坚实的基础。天然气水合物的研究对于人类有着非比寻常的意义，还存在着一些难关有待于我们去探索。 关键词：天然气水合物进展能源物质意义探索 一、引言 1.1天然气水合物的概念 天然气水合物就是我们熟称的“可燃冰”或者固体“瓦斯”是因为它的外观像冰一样而且遇火燃烧。天然气水合物是天然气与水在一定的高亚低温条件下形成的类似冰状的结晶物质，其主要是分布在深海沉积物和陆域的永久冻土，岛屿的斜坡地带等地域。天然气水合物的研究起源于20世纪的一次科学考察中发现的矿产资源，虽然其成分与天然气相似但是较之更为纯净，开采时只需要将固体的“天然气水合物”升温减压就可以释放出大量的甲烷气体。天然气水合物作为一种新型的高效能源当之无愧的被誉为“21世纪最具有商业开发前景的战略资源”。 1.2天然气水合物的形成条件及优点 天然气水合物的分子结构式为CH4?8H2O，其分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子。形成可燃冰有三个基本条件：温度，压力和原材料。首先需要低温的环境，天然气水合物在在0―10℃时生成，在超过20℃的温度时便会分解。其次需要高压的条件：在0℃时只需要30个大气压就可以满足可燃冰的生成然而在海洋深处，30个大气压是很容易满足的并且气压越大水合物越不容易分解。最后充足的气源是必不可少的。在海底深处经常会有很多有机物的沉淀，这些有机物质中含有丰富的碳，经过生物转化后可以产生充足的气源。
天然气水合物调查和研究现状
天然气水合物调查和研究现状 摘要：天然气水合物是21世纪潜在的新能源，它正受到各国科学家和各国政府的重视，本文简介了天然气水合物和各国对其合物资源调查和研究现状。 1 什么是天然气水合物 天然气水合物又称固态甲烷，它是由天然气与水所组成，呈固体状态，其外貌极象冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，因此有人称其为”可燃冰”、”气冰”、”固体瓦斯”。天然气水合物的结晶格架主要由水分子构成，在不同的低温高压条件下，水分子结晶形成不同类型多面体的笼形结构。其分子式为MnH2O加表示甲烷等气体，n为水分子数）。天然气水会物的结构类型有：I、11和H型。I型为立方晶体结构、Ⅱ型为菱型晶体结构、H型为六方晶体结构。Ⅰ型天然气水合物在自然界颁最广，而Ⅱ及H型水合物更为稳定。它是在低温高压条件下，由水与天然气（主要是甲烷气，每平方米的天然气水会物可释放出164立方米甲烷和立方米的水）结合形成一种外观似水的白色结晶固体，主要存在于陆地上的永久冻土带和海洋沉积物中。 2 国际上天然气水合物资源调查、研究现状 随着世界上石油、天然气资源的日渐耗尽，各国的科学家正在致力于寻找新的接替能源。天然气水合物被称为ZI世纪具有商业开发前景的战略资源，正受到各国科学家和各国政府的重视。 自60年代开始，俄、美、巴德、英、加等许多发达国家，甚至一些发展中国家对其也极为重视，开展了大量的工作。 俄罗斯自60年代开始，先后在白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、黑海、里海等开展了天然气水合物调查，并发现有工业意义的矿体。即使近期经济比较困难，仍坚持在巴伦支海和鄂霍茨克海等海域进行调查或研究工作。位于西西伯利亚东北部的Messoyakha天然气水合物矿田已成功生产了17年。 美国科学家早在1934年首次在输气管道中发现了天然气水合物，它堵塞了管道，影响了气体的输送而开始了对水合物结构及形成条件的研究。随后美、加在加拉斯加北坡、马更些三角洲冻土带相继发现了大规模的水合物矿藏。70年代初英国地调所科学家在美国东海岸大陆边缘所进行的地震探测中发现了”似海底反射层”（Bottom Similating，Reflector，英文称 BSR）。紧接着于1974年又在深海钻探岩芯中获取天然气水合物样品，并释放出大量甲烷，证实了”似海底反射”与天然气水含物有关。1979年美国借助深海钻探计划（DSDP）和大洋钻探
天然气水合物的研究与开发的论文
天然气水合物的研究与开发的论文 【摘要】人类的生存发展离不开能源。当人类学会使用第一个火种时便开始了能源应用的漫长历史。几千年来，人类所使用的能源已经历了三代，正在向第四代能源时代迈进。主体能源的更替充分反映出人类社会和经济的进步与发展。第一代能源为生物质材，以薪柴为代表；第二代能源以煤为代表；第三代能源则是石油、天然气和部分核裂变能源。实际上，第二代和第三代能源是以化石燃料为主体，第四代能源的构成将可能是核聚变能、氢能和天然气水合物。 一、天然气水合物是人类未来能源的希望 人类的生存发展离不开能源。当人类学会使用第一个火种时便开始了能源应用的漫长历史。几千年来，人类所使用的能源已经历了三代，正在向第四代能源时代迈进。主体能源的更替充分反映出人类社会和经济的进步与发展。第一代能源为生物质材，以薪柴为代表；第二代能源以煤为代表；第三代能源则是石油、天然气和部分核裂变能源。实际上，第二代和第三代能源是以化石燃料为主体，第四代能源的构成将可能是核聚变能、氢能和天然气水合物。 核聚变能主要寄希望于3he，它的资源量虽然在地球上有限（10~15t），但在月球的月壤中却极为丰富（100-500万t）。氢能是清洁、高效的理想能源，燃烧耐仅产生水（h2o），并可再生，氢能主要的载体是水，水体占据着地球表面的2/3以上，蕴藏量大。天然气水合物的主要成分是甲烷（c4h）和水，甲烷气燃烧十分干净，为清洁的绿色能源，其资源量特别巨大，开发技术较为现实，有可能成为21世纪的主体能源，是人类第四代能撅的最佳候选。 天然气水合物（gas hydrate）是一种白色固体结晶物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源，俗称为”可燃冰”。天然气水合物由水分子和燃气分子构戚，外层是水分子格架，核心是燃气分子（图1）。燃气分子可以是低烃分子、二氧化碳或硫化氢，但绝大多数是低烃类的甲烷分子（c4h），所以天然气水合物往往称之为甲烷水合物（methane hydrate）。据理论计算，1ｍ3的天然气水合物可释放出164ｍ3的甲烷气和ｍ3的水。这种固体水合物只能存在于一定的温度和压力条件下，一般它要求温度低于0~10℃，压力高于10mpa，一旦温度升高或压力降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。 天然气水合物往往分布于深水的海底沉积物中或寒冷的永冻±中。埋藏在海底沉积物中的天然气水合物要求该处海底的水深大于300-500ｍ，依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态。但它只可存在于海底之下500ｍ或1000ｍ的范围以内，再往深处则由于地热升温其固体状态易遭破坏。储藏在寒冷永冻土中的天然气水合物大多分布在四季冰封的极圈范围以内。煤、石油以及与石油有关的天然气（高烃天然气）等含碳能源是地质时代生物遗体演变而成的，因此被称为化石燃料。从含碳量估算，全球天然气水合物中的含碳总量大约是地球上全部化石燃料的两倍。因此，据最保守的统计，全世界海底天然气水合物中贮存的甲烷总量约为×108亿ｍ3，约合11万亿t（11×1012t）。数冀如此巨大的矿物能源是人类未来动力的希望。 二、天然气冰合物的研究现状 1.分布与环境效应 世界上绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，储存在深水的海底沉积物中，只有极其少数的天然气水合物是分布在常年冰冻的陆地上。世界海洋里天然气水合物的资源量是陆地上的100倍以上。到目前为止，世界上已发现的海底天然气水合物主要分布区有大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、日本海、四国海槽、日本南海海槽、冲绳海槽、南
页岩气成藏机理及气藏特征
页岩气成藏机理及气藏特征 页岩气是泛指赋存于富含有机质的暗色页岩或高碳泥页岩中，主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源。在埋藏温度升高或有细菌侵入时，暗色泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，裂解或降解成气态烃，游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和矿物表面，在一定地质条件下就近聚集，形成页岩气藏。 从全球范围来看，页岩气拥有巨大的资源量。据统计，全世界的页岩气资源量约为456.24×1012m3，相当于致密砂岩气和煤层气资源量的总和，具有很大的开发潜力，是一种非常重要的非常规资源[1-6]。页岩气资源量占3种非常规天然气（煤层气、致密砂岩气、页岩气）总资源量的50%左右，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区，与常规天然气相当。页岩气的资源潜力甚至还可能明显大于常规天然气。 1.1 页岩气成藏机理 1.1.1 成藏气源 页岩气藏的生烃、排烃、运移、聚集和保存全部在烃源岩内部完成，页岩既是烃源岩、储层，也是盖层。研究表明，烃源岩中生成的烃类能否排出，关键在于生烃量必须大于岩石和有机体对烃类的吸附量，同时必须克服页岩微孔隙强大的毛细管吸附等因素。因此，烃源岩所生成的烃类只有部分被排出，仍有大量烃类滞留于烃源岩中。 北美地区目前发现的页岩气藏存在3种气源，即生物成因、热成因以及两者的混合成因。其中以热成因为主，生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中，如Michigan盆地Antrim生物成因页岩气藏及Illinois盆地New Albany混合成因页岩气藏[21]。 1.1.2 成藏特点 页岩气藏中气体的赋存形式多种多样，其中绝大部分是以吸附气的形式赋存于页岩内有机质和黏土颗粒的表面，这与煤层气相似。游离气则聚集在页岩基质孔隙或裂缝中，这与常规气藏中的天然气相似。因此，页岩气的形成机理兼具煤层吸附气和常规天然气两者特征，为不间断充注、连续聚集成藏（图1-1）。
天然气水化合物前沿研究(文献综述)
单位代码 学号1224150173 分类号 密级 论文 文献综述 2013 年 12月 22日
天然气水化合物前沿研究 摘要：天然气水合物又称“可燃冰”是公认的 21 世纪替代能源和清洁能源，开发利用潜力巨大。越来越多的科学家相信，未来洁净能源的最大一部分也许就藏在海底或高纬度永冻区。由于它的开发可能带来许多不可预测的风险，所以前期调查工作更为重要。可燃冰开采过程中存在难点问题，减压法和综合法是现有水合物开采技术中经济前景比较好的开采技术。 关键词天然气水合物；现状；趋势；问题 一、概述 现在地球能源危机成为大家遇到巨大困难之一，能源的争夺成为引发国家之间战争的重要因素。于是可燃冰作为一类非常规天然气资源，它的开采利用就显得十分重要。天然气水合物的定义：小分子气体（如甲烷至丁烷，氮，氧，二氧化碳，硫化氢等）和水在适当温度和压力下接触后形成的以甲烷为主（>90%）的笼状水合物，又叫“可燃冰”或“甲烷水合物”。[1-2-3]据估算全球的天然气水合物的储量约为2×1016m3成为剩余天然气储量的136倍。世界上天然气水合物所含的有机碳的总量，相当于全球已知煤、石油和天然气总量的2倍。而且分布状况很均匀，几乎遍布全球的各大洲。其主要成分是甲烷，燃烧后几乎没有污染，是一种绿色的新型清洁能源。根据我国海洋地质调查部门的调查，发现南海北部具有良好的可燃冰资源前景，并将南海可燃冰富集规律与开采基础研究纳入了 973计划，标志着中国对替代能源可燃冰重大基础研究已全面展开。目前，对可燃冰的研究发展已经引起了各国政府和能源专家的广泛关注。 二、天然气水化合物 天然气水合物，主要成分是甲烷与水分子，是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的具有笼状结构的似冰状结晶化合物，气体分子多以甲烷为主 ( ＞90%)，所以也被称为甲烷水合物 (Methane Hydrates)。天然气水合物与天然气的成分相近似，且更为、纯净。简单地说，天然气水合物就是天然气(甲烷类，是细菌分解有机物和原油热解时所产生的)被包进水分子中，在海底低温和很高压力下形成的一种冰状的固态晶体。纯净的天然气水合物呈白色，形似冰雪，可以像固体酒精一样直接被点燃，因此，又被形象地称为“可燃冰”。具体地来
天然气水合物
化学选修3《物质结构与性质》P85选题2 天然气水合物 （一种潜在的能源） 天然气水合物——可燃冰 一、可燃冰相关概念 可燃冰：天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。（又称笼形化合物）甲烷水合物（Methane Hydrate）：用M·nH2O来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99％的天然气水合物通常称为甲烷水合物。 又因外形像冰，而且在常温下会迅速分解放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”）。 因为可燃冰的主要成分为甲烷，为甲烷水合物，而甲烷在常温中为气体，熔、沸点低，所以甲烷为分子晶体，因而可燃冰也为分子晶体。 可燃冰存在之处：天然气水合物在自然界广泛分布在大可燃冰 陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。 天然气水合物在全球的分布图 在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因
而其是一种重要的潜在未来资源。 笼状化合物（Clathrate）：在天然气水合物晶体中，有甲烷、乙烷、氮气、氧气二氧化碳、硫化氢、稀有气体等，它们在水合物晶体里是装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内，因而又称为笼状化合物。 天然气分子藏在水分子中 水分子笼是多种多样的 二、可燃冰的性质 可燃冰的物理性质： （1）在自然界发现的天然气水合物多呈白色、淡黄色、琥珀色、暗褐色亚等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。 （2）它可存在于零下，又可存在于零上温度环境。 （3）从所取得的岩心样品来看，气水合物可以以多种方式存在： ①占据大的岩石粒间孔隙； ②以球粒状散布于细粒岩石中； ③以固体形式填充在裂缝中；或者为大块固态水合物伴随少量沉积物。 可燃冰的化学性质： 1、在冰的空隙（“笼”）中可以笼合天然气中的分子的原因： (1)气水合物与冰、含气水合物层与冰层之间有明显的相似性： ①相同的组合状态的变化——流体转化为固体； ②均属放热过程，并产生很大的热效应——0℃融冰时需用的热量，0～20℃分解天然气 水合物时每克水需要～的热量； ③结冰或形成水合物时水体积均增大——前者增大9％，后者增大26％～32％； ④水中溶有盐时，二者相平衡温度降低，只有淡水才能转化为冰或水合物； ⑤冰与气水合物的密度都不大于水，含水合物层和冻结层密度都小于同类的水层； ⑥含冰层与含水合物层的电导率都小于含水层； ⑦含冰层和含水合物层弹性波的传播速度均大于含水层。 (2)天然气水合物中，水分子（主体分子）形成一种空间点阵结构，气体分子（客体分子） 则充填于点阵间的空穴中，气体和水之间没有化学计量关系。形成点阵的水分子之间靠较强的氢健结合，而气体分子和水分子之间的作用力为范德华力。 2、经发现的天然气水合物结构有三种： 即结构 I 型、结构 II 型和结构H型。结构 I 型气水合物为立方晶体结构，其在自然界分布最为广泛，仅能容纳甲烷（C1）、乙烷这两种小分子的烃以及N2、CO2、H2S 等非烃分子，这种水合物中甲烷普遍存在的形式是构成CH4·的几何格架；结构 II 型气水合物为菱型晶体结构，除包容C1、C2等小分子外，较大的“笼子”（水合物晶体中水分子间的空穴）还可容纳丙烷（C3）及异丁烷（i-C4）等烃类；结构H型气水合物为
塔里木盆地典型海相成因天然气藏成藏模式
基金项目!博士论文成果"受#九五$国家重点科技攻关项目%塔里木盆地天然气分布规律及勘探方向&资助’ 作者简介!王红军"男"()*+年*月生’()))年毕业于北京石油勘探开发科学研究院油气藏地质专业"获博士学位’现从事油气藏地质综合研究工作’ 文章编号!,+-./+0)*1+,,(2,(/,,(3/,- 塔里木盆地典型海相成因天然气藏成藏模式 王红军 周兴熙 1 中国石油勘探开发研究院地质所北京 (,,,4.2 摘要!塔里木克拉通盆地海相成因的天然气藏分布于塔北5塔中和巴楚隆起上"它们在气组分5相态5非烃组分和碳同位素上具有各自的特征’通过对轮南-)井石炭系5 塔中(井奥陶系凝析气藏和玛3井奥陶系干气气藏三个典型气藏中天然气成因分析"识别出干酪根裂解气和原油裂解气"综合地质分析"总结出干酪根晚期裂解干气充注古油藏形成凝析气藏6古油藏晚期发生内部原油向气的热裂解形成凝析气藏6古油藏裂解形成的干气运移至新的圈闭形成干气气藏等.种类型的气藏成藏模式’ 关键词!塔里木盆地6海相6天然气藏6凝析气6干气6成藏模式中图分类号!78 ((+文献标识码!9 (气藏分布 塔里木盆地目前已发现的源于寒武:奥陶系海相烃源岩的天然气藏主要分布在克拉通盆地的塔北5塔中和巴楚三个隆起上奥陶系5石炭系中’典型代表气藏有!轮南-)井石炭系气藏1塔北2"塔中(井奥陶系气藏1塔中2"玛3井奥陶系气藏1巴楚2’ 这些气藏中天然气具有典型的海相成因特征!乙烷碳同位素值均小于;+4<"值域为;+4<=;33<’天然气中甲基环已烷含量低"相对富集正庚烷"正庚烷相对含量>-,?"表明这类天然气来源于还原环境下的海相腐泥型低等藻类和细菌’ +天然气气藏类型 @A B 气藏天然气组分特征1表B 2 表B 塔里木盆地三个典型海相成因气藏天然气组分对比 C D E F G B H I J K D L M N I OI P Q D N R I J K I N M S M I OM OS T K M R D F J D L M O G I L M Q M OQ D N K I I F N M OC D L M J U D N M O 井号井深1V 2层位 摩 尔 组 成 1?2W (W +W .X W 3Y W 3X W -Y W -Z +W [+干燥系数塔中(.-40=.033[(**A 4.A *-(A .(,A +),A 0,,A +.,A (*(-A .-,A 3,,A )+.轮南-)-.04=-.).W .)3A )0,A *+,A (4,A ,3,A ,4,A ,.,A ,3.A +4,A +),A )4-玛3 +.4,=+.)-[( 4+A 4 (A .+ ,A -,A ,4 ,A +,A ,0 ,A ,4 (.A 3 (A --,A )*3 塔中隆起上塔中(井下奥陶统风化壳.-40=.033V "井流物轻组分1W (\Z +2含量).A (4?"中间组分1W +/0 \W [+2含量0A *-?"重组分1W \ *2 含量甚微"干燥系数,A )+.6塔北隆起上轮南-)井石炭系-.04=-.).V "井流物轻组分1W (\Z +2含量)4A +3?"中间组分1W +/0\W [+2含量(A .4?"重组分1W \ *2 含量甚微"干燥系数,A )4-6第++卷第(期 +,,(年(月 石油学报 9W 79]87^[_8‘a ‘Z ‘W 9 b c d e ++Z c e ( f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f g h i j h k l e +,,( 万方数据
一页岩气成藏机理及控制因素
第一章页岩气成藏机理及控制因素 页岩气（Shale gas），是一种重要的非常规天然气类型，与常规天然气相比，其生成、运移、赋存、聚集、保存等过程及成藏机理既有许多相似之处，又有一些不同点。页岩气成藏的生烃条件及过程与常规天然气藏相同，泥页岩的有机质丰度、有机质类型和热演化特征决定了其生烃能力和时间；在烃类气体的运移方面，页岩气成藏体现出无运移或短距离运移的特征，泥页岩中的裂缝和微孔隙成了主要的运移通道，而常规天然气成藏除了烃类气体在泥页岩中的初次运移以外，还需在储集层中通过断裂、孔隙等输导系统进行二次运移；在赋存方式上，二者差别较大，首先，储集层和储集空间不同（常规天然气储集于碎屑岩或碳酸盐岩的孔隙、裂缝、溶孔、溶洞中，页岩气储集于泥页岩粘土矿物和有机质表面、微孔隙中。），其次，常规天然气以游离赋存为主，页岩气以吸附和游离赋存方式为主；在盖层条件方面，鉴于页岩气的赋存方式，其对上覆盖层条件的要求比常规天然气要低，地层压力的降低可以造成页岩气解吸和散失。页岩气的成藏过程和成藏机理与煤层气极其相似，吸附气成藏机理、活塞式气水排驱成藏机理和置换式运聚成藏机理在页岩气的成藏过程中均有体现，进行页岩气的勘探开发研究，可以在基础地质条件研究的基础上，借助煤层气的研究手段，解释页岩气成藏的特点及规律。 第一节页岩气及其特征 页岩（Shale），主要由固结的粘土级颗粒组成，是地球上最普遍的沉积岩石。页岩看起来像是黑板一样的板岩，具有超低的渗透率。在许多含油气盆地中，页岩作为烃源岩生成油气，或是作为地质盖层使油气保存在生产储层中，防止烃类有机质逸出到地表。然而在一些盆地中，具有几十－几百米厚、分布几千－几万平方公里的富含有机质页岩层可以同时作为天然气的源岩和储层，形成并储集大量的天然气（页岩气）。页岩既是源岩又是储集层，因此页岩气是典型的“自生自储”成藏模式。这种气藏是在天然气生成之后在源岩内部或附近就近聚集的结果，也由于储集条件特殊，天然气在其中以多种相态存在。这些天然气可以在页岩的天然裂缝和孔隙中以游离方式存在、在干酪根和粘土颗粒表面以吸附状态存在，甚至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。我们把这些储存在页岩层中的天然气称为页岩气（Shale gas）。页岩气是指赋存于暗色泥页岩、高碳泥页岩及其夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩中以自生自储成藏的天然气聚集。
天然气水合物研究进展
《资源节约与环保》2012年第六期 论文与案例交流 1水合物晶体结构和性质 传统化石能源（煤、石油和天然气）的大量消耗带动了工业和社会的进步，然而对能源的过度依赖也使得全球陷入能源危机之中并积极发展替代能源。由于有技术及经济等众多壁垒的限制，使得清洁新能源大规模工业化利用尚需一定时日。因此，天然气水合物的开发利用被很多国家提上日程，近年来获得了突飞猛进的发展。有文章指出，天然气水合物的储量两倍于煤、石油和天然气总储量之和。因其主要成分为甲烷等各类可燃气体，是上等的优质燃料，若能合理有效地利用这些能源，无疑将会极大地缓解整个世界能源体系的危机现状。当前全球已经有79个国家发现了天然气水合物，而30多个国家相继开展了水合物的研究工作[1]。 2007年，中国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品，成为继美国、日本，印度之后世界上第四个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。 天然气水合物是由某些气体或它们的混合物与水在一定温度、压力条件下生成的一种半稳态的类似于致密冰雪的冰状笼型固体化合物，由水分子的几何晶格构成，晶格含有被轻烃或其他轻质气体(如氮气、二氧化碳)占据的空穴，一般在25℃以下有可能形成。水分子称为主体分子，而轻烃或其它轻质气体通常称为客体分子。由水分子通过氢键形成不同形式的刚性笼架晶格，每个笼架晶格中包含一个主要为甲烷的天然气分子，水分子与天然气分子之间通过范德华力相互吸引。在自然界中，水合物大多存在于大陆永久冻土带和海底沉积层中，其组成以甲烷为主，与天然气相似，故常称作天然气水合物，其中甲烷含量高达99%的天然气水合物又称为甲烷水合物。 已经发现的水合物类型共有三种 [1-6] ：I 型、II 型和H 型。其 中结构Ⅰ型属于体心立方体结构，可由天然气小分子在深海 形成，其笼架晶格以各自的笼架体心堆砌排列。结构Ⅱ型属于金刚石立方结构，可由含分子大于乙烷小于戊烷的烃形成。结构I 型和结构II 型主要有小腔和大腔两种结构。结构H 型属于六面体结构，可由挥发油和汽油等大分子形成，结构H 型有小腔、中腔和大腔三种结构。腔体的大小不同，所能容纳的客体分子大小也不同。当各个腔体全部被占据时，三种类型的水合物有着大致相同的组分构成：85%的水和15%的客体分子（摩尔组分）。 天然气水合物的不同外观形式及其所能容纳的客体分子见图1。 水合物三种结构类型的孔腔大小尺寸划分标准及性质见表1。 天然气水合物研究进展 刘玉洁 （中国国际工程咨询公司，北京，100044） 摘 要：天然气水合物被发现的200多年来，普 遍被认 为是未来传统能源的替代，对其研究也成为热点。本文在研究前人大量文献的基础上，对天然气水合物研究成果进行了阐述，对影响水合物形成的影响因素及其抑制剂防治水合物危害的方法进行了分析，对进一步深入研究水合物系统知识具有一定指导作用。 关键词：天然气水合物传统能源替代抑制剂 图1天然气水合物结构示意图 注：51264代表笼结构由12个五面体和4个六面体组成。 表1三种水合物类型性质比较 水合物 结构I II H 孔腔小孔腔大孔腔小孔腔大孔腔小孔腔中等孔腔 大孔腔 表述方法512512625125126451243566351268单元格中孔腔数26168321平均孔腔半径 3.95 4.33 3.91 4.73 3.91 4.06 5.71调和数20 24 20 28 20 2036 单元格水分子数 4613634 注：调和数为孔腔边缘的氧原子数。 43
天天然气净化装置工艺设计
本科毕业设计（论文）开题报告 题目：天天然气净化撬装装置工艺设计 学生姓名学号 教学院系化工院 专业年级 指导教师 20年月日 1.设计的选题意义
天然气可分为酸性天然气和洁气。酸性天然气是指含有显著量的硫化物和CO2等酸性气体，必须经过处理后法能达到关输标准或商品气气质指标的天然气，洁气是指硫化物和CO2含量甚微或根本不含，不需要净化就可以外输和利用地的天然气。天然气中存在的硫化物主要是H2S，此外还可能还有一些有机硫化物，如硫醇，硫醚，COS及二硫化碳等；除硫化物外，二氧化碳也是需要限制的指标。酸性天然气的威海有：酸性天然气在谁存在的条件下会腐蚀金属;污染环境；含硫组分有难闻的臭味，剧毒；刘可能是下游工厂的催化剂中毒；H2S可能堆人造成伤害；CO2含量过高会使天然气热值达到不到要求。 天然气是一次能源中最为清洁，高效，方便的能源，不仅在工业与城市民用燃气中广泛应用，而且在发电业中也起到越来越重要的作用，近20年来在我国呈现出快速发展的态势，从西气东输和川气东送为标志的天然气管道工程建设到2009年1月份气荒，都促进了天然气市场的发展。 煤炭在我过一次能源消费中的比例将近70％，以煤为主的能源消费结构二氧化碳排放过多，对环境压力较大。合理利用天然气，充分净化天然气，可以优化能源消费结构，改善大气环境，提高人民生活质量，对实现节能减排，建设环境友好型社会具有重要意义。
天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈，水圈，生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。而人们长期以来通用的“天然气”是从能量角度出发的狭义定义，是指气态的石油，转指在岩石圈中生成并蕴藏于其中的以低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类气体组成的可燃性气体混合物。它主要存在于油田气，气田气，煤层气，泥火山气和生物生成气中。天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷，丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢，二氧化碳，氮和水汽，一级微量的惰性气体，如氦和氩等。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。 从矿藏中开采出来的天然气是组分非常复杂的烃类混合物，且含有少量的非烃类杂质。其中非烃类杂质常常含有 H2S,CO2和有机硫化物。由于有水的存在，这些气体组分将生成酸或酸溶液，造成输气管道和设备的严重腐蚀。天然气中的硫化物及其燃烧物会破坏周围的环境，损害人类的健康。因此天然气中的H2S量受到严格限制，开采出的天然气往往需经脱硫预处理以满足传输及使用要求。而像H2S和硫醇这样的硫化物，我们可以通过技术手段将其从天然气中分离，并使之转化为可供工业应用的元素硫，这样便构成一条天然气工业中普遍采用的净化回收硫磺的基本技术路线。此外，当硫磺回收装置的尾气不符合打起排放标准时，还应建立尾