Определение и применение газа, физические и химические свойства природного газа

Глубина, на которой находится природный газ, колеблется от 1000 метров до нескольких километров. В 2005 году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд м³. Внутренним потребителям было поставлено 307 млрд м³ через 220 региональных газораспределительных организаций.

Природный газ заключен в мельчайшие поры, которыми обладают некоторые горные породы. Газ извлекается из недр при помощи специально пробуренных скважин, которые называются добывающими или эксплуатационными. Природный газ поднимается на поверхность за счет естественной энергии — стремления в зону с наименьшим давлением.

Превратить это в промысел впервые решили в США. Теперь 10% газа, который там добывается, имеет именно такое происхождение. Природный газ поднимается по скважине за счет естественной энергии. Его добычей занимаются в Америке, Европе, Африке и других регионах. После проведения геологоразведочных работ, когда установлено, где именно находятся залежи, начинается процесс добычи газа, то есть его извлечения из недр, сбора и подготовки к транспортировке.

Определение и применение газа, физические и химические свойства природного газа

Природный газ относится к полезным ископаемым. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения, для равномерного падения пластового давления в залежи. Это объясняется ростом добычи сланцевого газа (т. н. сланцевая революция). 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.

Запасы газа в мире

Также целесообразна подготовка газа мембранной технологией. В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Для сжижения газ охлаждают при повышенном давлении. К его достоинствам относится также тот факт, что сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый. Также есть и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн. В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива.

Природный газ — это один из самых распространенных энергоносителей

Самые благоприятные условия для образования шельфовых месторождений нефти и газа складываются на мелководье, в начальной стадии формирования осадочных пород (так называемый процесс седиментации). С буровых платформ на берег идёт сырой газ, где его очищают и по трубопроводу длиной 1100 км поставляют в Бельгию и Германию. Природный газ образуется в результате химических процессов в недрах земли. Существующие природные газы достаточно сложно поддаются классификации из-за различий в строении молекулярной решетки.

Газ — это тела, характеризующиеся стремлением наполнять любое пространство и лишенные собственной формы. Учение о Г. представляет блестящую страницу современного естествознания. Газ — этосостояние вещества, когда молекулярное взаимодействие отсутствует. Газ — это состояние вещества, при котором молекулы свободно движутся в любых направлениях; газ всегда распространяется (путем диффузии) по резервуару любого размера, стремясь заполнить его полностью.

Транспортировка газа

Частицы газа почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их движения. Подобно жидкостям, газы обладают текучестью и сопротивляются деформации. В отличие от жидкостей, газы не имеют фиксированного объёма и не образуют свободной поверхности, а стремятся заполнить весь доступный объём (например, сосуда).

В России для обозначения газов М. В. Ломоносов употреблял термин «упругие жидкости», но он не прижился. Газ в ионизированном состоянии способен проводить электрический ток. Основных способа ионизации газа два: термическая ионизация и ионизация электрическим ударом. Температуры, необходимые для ионизации газов, очень высоки (например, для водорода этот показатель составляет 6 000° К). Этот тип ионизации газов распространен преимущественно в природе.

Природные газы газовых месторождений состоят в основном из метана с примесью более тяжёлых его гомологов: этана (С2Н6), пропана (С3Н8) и бутана (С4Н10). Нефтяные газы могут проникать из залежей в вышележащие отложения в виде ретроградного раствора.

Общая характеристика газа

В свободных газах газонефтяных месторождений, то есть в газовых шапках, могут присутствовать пары жидких УВ, более тяжелые, чем гексан, однако их примесь бывает незначительной. Газы газонефтяных месторождений называются попутными.

Качество газа, как энергоносителя зависит от содержания метана. При содержании в газовой смеси этана и других углеводородных и неуглеводородных газов от нескольких процентов и более они становятся ценным химическим сырьём.

При незначительном содержании тяжёлых углеводородов они называются тощими, и газы со значительным содержанием тяжелых УВ называются жирными. Для характеристики УВ состава газов применяется понятие «коэффициент сухости», это — отношение процентного содержания метана к сумме его гомологов: СН4 /С2Н6 + высшие.

Газовое автомобильное топливо

Азот обладает растворимостью в 15 раз меньшей, чем метан. Поэтому газы в газовых шапках обогащены метаном и азотом. В то же время растворимость газообразных гомологов метана растет с увеличением в нефти легких фракций УВ. Содержание диоксида углерода в газах изменяется от долей процента до 10 и более процентов.

Оно находится в породах фундамента и состоит на 95 % из диоксида углерода. Аргон в залежах углеводородных газов может иметь атмосферное или радиогенное происхождение. Нередко сероводородом обогащены газы, находящиеся в толщах карбонатных пород, которые контактируют или чередуются с сульфатными породами.

Гелий, содержащийся в свободных и нефтяных газах, имеет радиогенное происхождение. Это легкий и миграционноспособный газ, поэтому его наибольшие концентрации отмечены в древних палеозойских отложениях. Таким образом, основными компонентами природных горючих газов являются: метан и его гомологи, диоксид углерода, азот и сероводород. Газ всегда заполняет объём, ограниченный непроницаемыми для него стенками.

Движение газа в пласте подчиняется определённым законам

Итак, для того чтобы рассчитать с помощью молекулярной теории давление газа, мы должны знать следующие характеристики микромира молекул: массу m, скорость v и число молекул n в единице объёма. Во-первых, от степени сжатия газа, т.е. от того от того, сколько молекул газа находится в определённом объёме.

Мы будем рассматривать газ в состоянии равновесия. Это значит; что в газе установилось как механическое, так и тепловое равновесие. Для этого необходимо, чтобы температура во всем объеме газа была одинакова.

Также природный газ может находиться в виде естественных газогидратов. Природный газ — это определенное состояние вещества при котором, между частицами входящими в его состав отсутствует существенное взаимодействие.