Основные типы природных газов

27. Классификация природных газов.

Состав природных газов. В состав природных газов входят:

а) Углеводороды – алканы CnH2n+2 и цикланы CnH2n.

б) Неуглеводороды – азот N2, углекислый газ СО2, сероводород Н2S, ртуть, меркаптаны RSH.

в) Инертные газы – гелий, аргон, криптон, ксенон.

Классификация природных газов. Природные газы подразделяют на три группы:

1. Газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Они представляют собой сухой газ, практически свободный от тяжелых углеводородов.

2. Газы, добываемые вместе с нефтью. Это физическая смесь сухого газа, пропан-бутановой фракции (сжиженного газа) и газового бензина.

3. Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений. Они состоят из сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых углеводородов, из которых можно выделить бензиновые, лигроиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции. Кроме того, присутствуют N2, СО2, H2S, Не, Аг и др.

4. Искусственные газы получают из твердых топлив (горючие сланцы, бурый уголь) в газогенераторах, ретортах, тоннельных и прочих печах при высоких температурах, а иногда и при повышенных или высоких давлениях.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ

Вопрос генетической классификации газов сложен, так как газы, как правило, благодаря своей миграционной способности обычно не находятся там, где образовались. Образование газов различно и они часто образуют разнообразные смеси.

Первым предложил классификацию газов В. И. Вернадский. Он указывал; что при изучении газов необходимо знать следующие факторы: 1) морфологию природных газов, т. е. формы их нахождения в земной коре; 2) химический состав; 3) историю.

По морфологии природные газы разделяются на:

  1. содержащиеся в порах горных пород;
  2. свободные (атмосфера),
  3. газовые струи — вулканические, тектонические, поверхност­ные;
  4. газовые испарения;
  5. жидкие растворы газов (газы океанов, морей, рек, различных водных источников);

6) твердые растворы газов (газы, адсорбированные горными породами и минералами).

По истории природные газы В. И. Вернадский подразделил на: 1) газы земной поверхности; 2) газы, связанные с высокой темпе­ратурой; 3) газы, проникающие в земную кору. Под последними подразумеваются газы, проникающие на земную поверхность в связи с тектоническими процессами. Эти тектонические газы В. И. Вернадский подразделил по составу на: азотные; углекислые; ме­тановые; водородные газовые струи; для глубинных зон земной коры — водяные газовые струи, так как вода в условиях больших глубин находится в парообразном состоянии.

Читайте также:  Государственные природные заказники собственники

A. А. Карцев предложил генетическую классификацию природных газов:

  1. космогенные газы,- которые остались от протопланетного облака, из которого образовалась Земля; до наших дней сохранились, по-видимому, только инертные газы — азот и аргон;
  2. газы земного генезиса образовались из других веществ в результате различных непрерывно происходящих геохимических процессов; они, в свою очередь, могут быть подразделены на: а) хемогенные; б) радиогенные; в) техногенные — возникшие в резуль­тате деятельности человека; г) биогенные.

Газы различного происхождения образуют разнообразные смеси — газовые ассоциации, определить генезис отдельных компонентов которых не всегда возможно. Поэтому генетическая классификация газов имеет преимущественно теоретическое значение.

Параллельно с процессами образования газов происходят и про­цессы их разрушения, в результате которых вместо газообразных веществ получаются продукты, находящиеся в других фазовых состояниях. Например, при действии кислорода на сероводород образуются твердая свободная сера и жидкая вода.

B. А. Соколовым была предложена классификация природных газов в соответствии с условиями их нахождения в природе и химическим составом (табл.-?).

Газы атмосферы. Свободные газы сосредоточены только в ат­мосфере и в осадочной оболочке Земли. Масса свободных газов атмосферы на порядок превосходит все количество газов стратисферы, в которой масса газов свободных скоплений в залежах составляет лишь небольшую часть.

Таблица 7. Классификация природных газов (по В. А. Соколову)

Источник

3.3 Классификации природных газов

Первую классификацию природных газов составил В.И. Вернадский, в 1912 году. В этой классификации газы были разделены на три группы: 1) по форме или условиям нахождения в природе; 2) по источникам происхождения или генезису; 3) по химическому составу.

На основании учета этих факторов позже был создан целый ряд классификационных схем природных газов. Кроме них существуют классификации газов по их практической ценности и содержанию полезных компонентов.

Классификации природных газов по условиям (формам) нахождения в природе. В наиболее общем виде выделяются следующие три формы существования природных газов:

  1. свободные газы атмосферы;
  2. водорастворенные газы гидросферы (океанов, морей, озер, прудов и рек);
  3. газы земной коры.

Газы этих форм постоянно взаимодействуют, то есть переходят из одних условий существования в другие.

Наиболее разнообразны условия нахождения газов в земной коре, где они находятся в двух основных формах: рассеянной и концентрированной (табл. 4).

Рассеянные формы газов содержатся в открытых и закрытых порах горных пород, сорбированы минеральной частью пород и рассеянным ОВ, растворены в пластовых водах и микронефти.

Читайте также:  Красота женского тела природе

Концентрированные формы газов являются объектами поисково-разведочных работ и разработки. Находятся они в газовых скоплениях, растворены в залежах нефти и в пластовых водах.

Таблица 4. Формы нахождения природных газов в земной коре (В.В. Доценко; 2007)

Растворенные в пластовых водах

Залежи свободных газов; например, Уренгойское газовое месторождение содержит 10 трлн. м 3 газа

Растворенные в микронефти (протонефти)

Растворенные в залежах нефти; например, нефтяные месторождения Большой Бурган и Гавар содержат по 1 трлн. м 3 газа, растворенного в нефти

Содержащиеся в открытых и закрытых порах горных пород в свободном состоянии

Водорастворенные газы пластовых вод, при их высоком газосодержании, порядка 5-10 м 3 на 1 м 3 или на 1 т. воды

Сорбированные минеральной частью горных пород

Сорбированные торфами, углями и горючими сланцами

Сорбированные рассеянным органическим веществом осадочных пород

Поглощенные (окклюдированные) микроскопическими

Газовые струи (проявления) из магматических очагов, грязевых вулканов, разрушающихся газовых залежей

Например, Уренгойское газовое месторождение содержит 10 трлн. м 3 свободного газа, нефтяные месторождения Большой Бурган и Гавар содержат более 10 млрд. т извлекаемых запасов нефти каждое. В нефтях этих месторождений растворено по 1 трлн. м 3 газов. Огромные объёмы газа существуют в виде залежей твёрдых газовых гидратов на дне Мирового океана.

Генетические классификации природных газов. Газы образуют различные смеси, в которых определить генезис отдельных компонентов не всегда возможно. Существует много генетических классификаций газов, в которых выделяется различное количество генетических классов и типов газов. В таблице 5 дано сопоставление наиболее известных схем генетических классификаций, которые показаны в ней в несколько упрощённом виде. Наиболее краткой из них является классификация газов В.И. Ермакова и др. (1990), в которой все природные газы разделены на три большие группы: биогенную, литогенную и органолитогенную.

Таблица 5. Сопоставление схем генетических классификаций природных газов разных авторов

1. Космического происхождения: все инертные газы

2. Природных химических реакций

(обменного разложения): СО2, H2S и др.

2. Воздушного происхождения: N2, O2, инертные газы

3. Магматические (газы подкоровых глубин):

вероятно, те же, что и газы метаморфического происхождения

4. Радиоактивного происхождения: Не, эманации радия (Rа), тория (Тh), Ar, Хе

6. Ядерных реакций: все элементарные газы

А. Газы, формирующиеся в земной коре:

Читайте также:  Всероссийского урока эколята молодых защитников природы

2. Литологические: СО2, газы вулканических извержений H2S

1. Хемогенные газы: СО2, H2S и др.

2. Радиогенные газы: Не, Аr и др.

3. Биогенные газы: О2, Н2, H2S и многие др.

4. Техногенные газы: СО2 и др.

М.И Суббота и А.В. Романюк

ÌV. Газы радиоактивного распада и радиохимического генезиса: Не, Ar, Rn, Н2, О2

V. Газы, образующиеся под воздействием космических лучей: Н, Не, Н2, О2, N2, О3

В. И. Ермакова и др. (1990)

1. Биогенные газы образуются в результате жизнедеятельности различных организмов, а также разложения и преобразования органических и минеральных веществ в биосфере.

2 .Органолитогенные газы образуются при термической деструкции (углефикации) ОВ в зоне катагенеза и метагенеза, вплоть до исчерпания его продуктивности и превращения в графит.

3. Литогенные газы образуются в результате физико-химических и радиоактивные процессов в минеральном скелете водонасыщенных осадочных пород в зоне катагенеза, метагенеза и метаморфизма, а также в магматических породах земной коры и мантии.

Классификации природных газов по химическому составу. По химическому составу классифицируются газы конкретных форм или условий нахождения в природе. Существует большое количество различных химических классификаций. Отличаются они широтой охвата форм газов и соответственно количеством выделенных классов газов по химическим компонентам и их количественным содержанием. Широко известна комплексная классификация природных газов, составленная в 1966 году В.А. Соколовым. В ней, по условиям нахождения газов в природе, выделено восемь типов, указан их химический состав и происхождение (табл. 6).

Среди газов литосферы классифицируются свободные газы газовых и газоконденсатных месторождений и газы, растворенные в нефти; газы, растворенные в подземных водах; газы угольных месторождений (угленосных бассейнов); газы залежей газовых гидратов; газы метаморфических, магматических пород и рудных месторождений; газы грязевых вулканов; вулканические газы.

Газы газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений образуют разнообразные смеси, состоящие из углеводородных и неуглеводородных компонентов. По преобладающим компонентам можно выделить 13 типов газов: углеводородные, азотные, углекислые, сероводородные и другие типы, которые представлены различными сочетаниями вышеназванных газов, например азотно-углеводородные, углекисло-азотно-углеводородные, углеводородно-углекислые и так далее.

Иногда углеводородные газы разделяют на классы в зависимости от количественного содержания отдельных компонентов: углекислого газа, сероводорода, азота, гелия и других газов.

Таблица 6. Классификация природных газов по условиям нахождения, химическому составу и генезису (по В.А. Соколову, 1966)

Источник

Оцените статью