蓝色燃料提取过程
在天然气生产之前是地质勘探的过程。它们使您可以准确地确定沉积物的数量和性质。目前，使用了几种侦察方法。
重力 - 基于岩石质量的计算。含气层的特点是密度显着降低。
磁性 - 考虑到岩石的磁导率。通过航磁测量，可以获得深达 7 公里的沉积物的完整图片。
这种技术的目的
地震 - 使用通过肠道时反射的辐射。这种回波能够捕捉到特殊的测量仪器。
地球化学 - 通过测定其中与气田相关的物质的含量来研究地下水的成分。
钻孔是最有效的方法，但同时也是所列方法中最昂贵的。因此，在使用之前，需要对岩石进行初步研究。
钻井方法为 天然气生产
在确定油田并估计初步储量后，直接进行天然气生产过程。井钻到矿物层的深度。为了均匀分布上升的蓝色燃料的压力，井是用梯子或伸缩式（如望远镜）制成的。
该井用套管加固并注水泥。为了均匀减压和加快产气过程，在一个油田同时钻几口井。通过井的气体上升是以自然方式进行的——气体移动到压力较低的区域。
由于提取后的气体中含有各种杂质，下一步就是对其进行提纯。为确保这一过程，正在油田附近建造适当的气体净化和加工工业设施。
天然气净化系统
使用煤矿开采
煤层中含有大量甲烷，提取甲烷不仅可以获得蓝色燃料，而且可以保证煤矿企业的安全运营。这种方法在美国被广泛使用。
甲烷的主要利用和加工方向
水力压裂法
当通过这种方法生产气体时，水或空气流会通过井注入。因此，气体被置换。
这种方法会引起破碎岩石的地震失稳，因此在某些州是被禁止的。
水下生产的特点
在俄罗斯，Kirinskoye 气田的天然气生产首次使用水下生产综合体进行
天然气储量存在，除了陆地和水下。我国拥有广泛的水下矿床。使用重重力平台进行水下生产。它们位于海床上的底座上。钻井是通过位于基座上的柱子进行的。储罐放置在平台上以储存提取的气体。然后通过管道运输到陆地。
这些平台提供了对综合体进行维护的人员的持续存在。人数最多可达 100 人。这些设施配备了自主电源、直升机平台和员工宿舍。
当沉积物位于海岸附近时，钻井是倾斜的。他们从陆地开始，将基地留在海架下。天然气生产和运输以标准方式进行。
天然气产地：
天然气的起源有两种理论：生物成因（有机）理论和非生物成因（无机、矿物）理论。
1759 年，M.V.第一次提出了天然气起源的生物成因理论。罗蒙诺索夫。在地球遥远的地质历史中，死去的生物体（植物和动物）沉入水体底部，形成粉质沉积物。由于各种化学过程，它们在不通风的空间中分解。由于地壳的运动，这些残余物越来越深，在高温和高压的影响下，它们变成了碳氢化合物：天然气和石油。低分子量碳氢化合物（即天然气本身）在较高的温度和压力下形成。高分子碳氢化合物——油——含量较小。碳氢化合物渗透到地壳的空隙中，形成了油气田的沉积物。随着时间的推移，这些有机沉积物和碳氢化合物沉积物深入到一公里到几公里的深度——它们被沉积岩层覆盖或受到地壳地质运动的影响。
1877 年，D.I. 提出了关于天然气和石油起源的矿物学说。门捷列夫。他的出发点是，由于过热蒸汽和熔融重金属碳化物（主要是铁）的相互作用，碳氢化合物可以在高温和高压下在地球内部形成。由于化学反应，形成了铁和其他金属的氧化物，以及气态的各种碳氢化合物。在这种情况下，水通过地壳中的裂缝——断层进入地球深处。生成的碳氢化合物处于气态，然后通过相同的裂缝和断层上升到压力最小的区域，最终形成气和油沉积物。这个过程，根据 D.I.门捷列夫和该假设的支持者，无时无刻不在发生。因此，石油和天然气形式的碳氢化合物储量的减少不会威胁到人类。
甲烷
此外，在煤矿中也发现了甲烷，由于其爆炸性，它对矿工构成严重威胁。甲烷也以沼泽中的排泄物形式——沼泽气体而闻名。
根据甲烷和甲烷系列的其他（重）烃气体的含量，气体分为干（贫）和脂肪（富）。
- 干燥气体包括主要由甲烷组成的气体（高达 95 - 96%），其中其他同系物（乙烷、丙烷、丁烷和戊烷）的含量微不足道（百分之几）。它们更具有纯天然气矿床的特征，其中作为石油一部分的重质成分没有富集来源。
- 湿气体是“重”气体化合物含量高的气体。除了甲烷之外，它们还含有百分之几十的乙烷、丙烷和更高分子量的化合物，直至己烷。脂肪混合物更具有伴随石油沉积的伴生气的特征。
在几乎所有已知的沉积物中，可燃气体是石油的常见和天然伴侣，即油气由于其相关的化学成分（碳氢化合物）、共同的成因、运移条件以及在各类天然圈闭中的聚集，密不可分。
一个例外是所谓的“死油”。这些是靠近白天表面的油，由于不仅气体的蒸发（挥发），而且油本身的轻馏分也完全脱气。
这种油在俄罗斯的乌赫塔是众所周知的。它是一种通过非常规采矿方法生产的重质、粘性、氧化、几乎非流体的油。
纯气藏在世界范围内广泛存在，那里没有石油，天然气被地层水覆盖。在俄罗斯，西西伯利亚发现了超巨型气田：Urengoyskoye，储量达5万亿立方米。立方米，Yamburgskoye - 4.4 万亿。立方米，Zapolyarnoye - 2.5 万亿。 m3，Medvezhye - 1.5 万亿。立方米。
然而，石油和天然气和油田是最普遍的。天然气与石油一起出现在气帽中，即过油，或溶解在油中的状态。然后它被称为溶解气体。就其核心而言，溶解有气体的石油类似于碳酸饮料。在高储层压力下，大量气体溶解在油中，当生产过程中压力降至大气压时，油被脱气，即气体从气油混合物中迅速释放出来。这种气体称为伴生气。
碳氢化合物的天然伴侣是二氧化碳、硫化氢、氮气和作为杂质存在于其中的惰性气体（氦气、氩气、氪气、氙气）。
运输
运输用气体准备
尽管在某些领域，天然气具有异常高质量的成分，但一般来说，天然气不是成品。除了目标组分水平（目标组分可能因最终用户而异）外，气体还含有杂质，使其难以运输并且在使用中不受欢迎。
例如，水蒸气会在管道的各个地方凝结和积聚，最常见的是弯曲，从而阻碍气体的运动。硫化氢是一种高度腐蚀剂，会对管道、相关设备和储罐产生不利影响。
在这方面，在输送到主要输油管道或石油化工厂之前，气体在气体加工厂 (GPP) 进行制备程序。
准备的第一阶段是清除不需要的杂质并干燥。之后，气体被压缩——压缩到加工所需的压力。传统上，天然气被压缩到 200-250 bar 的压力，这导致占用体积减少 200-250 倍。
接下来是抽顶阶段：在特殊装置中，气体被分离成不稳定的天然汽油和汽提气。被输送到主要天然气管道和石化生产的汽提气。
不稳定的天然汽油被送入气体分馏厂，从中提取轻质烃：乙烷、丙烷、丁烷、戊烷。这些物质也是有价值的原材料，特别是用于生产聚合物。丁烷和丙烷的混合物是一种现成的产品，特别是用作家用燃料。
天然气管道
天然气输送的主要方式是通过管道泵送。
主输气管道的标准管径为 1.42 m，管道内的气体在 75 atm 的压力下被泵送。当气体沿着管道移动时，由于克服摩擦力，气体逐渐失去能量，能量以热量的形式消散。在这方面，每隔一段时间，就会在输气管道上建设专门的抽气压缩机站。在它们上，气体被压缩到所需的压力并冷却。
为了直接向消费者输送，较小直径的管道从主要的天然气管道 - 天然气分配网络转移。
天然气管道
液化天然气运输
远离主要天然气管道的难以到达的区域怎么办？在这些地区，气体以液化状态（液化天然气，LNG）在特殊的低温罐中通过海路和陆路运输。
在海上，液化气通过气体运输船（LNG 油轮）运输，船上装有等温罐。
液化天然气也通过陆路运输，铁路和公路运输。为此，使用了特殊的双壁罐，可以在一定时间内保持所需的温度。
地球内部的气体从何而来？
尽管人们在 200 多年前就学会了使用天然气，但对于地球内部的天然气从何而来，至今仍未达成共识。
主要起源理论
其起源有两种主要理论：
- 矿物，解释了通过从地球更深和更密集的层中脱气碳氢化合物并将它们提升到压力较低的区域来形成气体的过程；
- 有机（生物），据此，气体是在高压、高温和缺乏空气的条件下生物体残骸的分解产物。
在现场，天然气可以是单独的聚集体、气顶、油或水中的溶液或天然气水合物的形式。在后一种情况下，沉积物位于气密粘土层之间的多孔岩石中。大多数情况下，这种岩石是压实砂岩、碳酸盐、石灰岩。
常规气田的份额仅为0.8%。深层、煤和页岩气所占的比例略大——从 1.4% 到 1.9%。最常见的沉积物类型是水溶性气体和水合物 - 比例大致相等（各占 46.9%）
由于气比油轻，水比油重，因此化石在储层中的位置总是一样的：气在油上面，水从下面支撑着整个油气田。
储层中的气体处于压力之下。沉积物越深，它就越高。平均每10米，压力增加0.1 MPa。有异常高压的层。例如，在 Urengoyskoye 油田的 Achimov 矿床中，它在 3800 到 4500 m 的深度达到 600 个大气压或更高。
有趣的事实和假设
不久前，人们认为世界石油和天然气储量应该在 21 世纪初就已经枯竭。例如，权威的美国地球物理学家哈伯特在 1965 年就曾写过这方面的文章。
迄今为止，许多国家继续加快天然气生产步伐。没有真正的迹象表明碳氢化合物储量正在耗尽
根据地质和矿物学博士 V.V. Polevanov，这种误解是由于石油和天然气的有机起源理论仍然被普遍接受并拥有大多数科学家的头脑。虽然 D.I.门捷列夫证实了石油的无机深层成因理论，然后被库德里亚夫采夫和 V.R.拉林。
但许多事实都反对碳氢化合物的有机来源。
以下是其中一些：
- 在深度达 11 公里的结晶地基中发现了沉积物，有机物质的存在甚至无法从理论上讲；
- 用有机理论，只能解释10%的油气储量，剩下的90%是无法解释的；
- 卡西尼号太空探测器于 2000 年在土星的卫星土卫六上发现了比地球上大几个数量级的湖泊形式的巨大碳氢化合物资源。
拉林提出的原始氢化物地球假说通过氢与碳在地球深处的反应以及随后的甲烷脱气来解释碳氢化合物的起源。
据她介绍，侏罗纪时期没有古代沉积物。所有的石油和天然气都可能在 1,000 到 15,000 年前形成。随着储量的撤出，可以逐渐补充，这在长期枯竭和废弃的油田中可以看到。
分类和性质
天然气分为三大类。它们由以下特征描述：
- 排除存在超过 2 个碳化合物的碳氢化合物。它们被称为干的，仅在那些用于提取的地方获得。
- 除了初级原料外，还生产相互混合的液化气、干气和气态汽油。
- 它含有大量的重烃和干气。还有一小部分杂质。它是从凝析气沉积物中提取的。
天然气被认为是一种混合成分，其中有该物质的几个亚种。正是由于这个原因，该组件没有确切的公式。主要的一种是甲烷，其中含有90%以上。它是最耐高温的。比空气轻，微溶于水。在露天燃烧时，会产生蓝色火焰。如果将甲烷与空气以 1:10 的比例混合，则会发生最强烈的爆炸。如果一个人吸入大量这种元素，那么他的健康可能会受到损害。
用作原料和工业燃料。它还积极用于获得硝基甲烷、甲酸、氟利昂和氢气。在电流和温度的影响下烃键断裂，得到工业上使用的乙炔。当氨被甲烷氧化时会形成氢氰酸。
天然气的成分具有以下成分列表：
- 乙烷是一种无色气态物质。燃烧时，它发出微弱的光。它实际上不溶于水，但在酒精中它可以以 3:2 的比例溶解。它没有被用作燃料。主要用途是生产乙烯。
- 丙烷是一种广泛使用的燃料，不溶于水。在燃烧过程中，会释放大量热量。
- 丁烷——具有特殊气味，低毒。它对人体健康有负面影响：它会影响神经系统，导致心律失常和窒息。
- 氮气可用于将钻孔保持在适当的压力下。要获得这种元素，必须将空气液化并通过蒸馏分离。用于制造氨。
- 二氧化碳 - 该化合物可以在大气压下从固态变为气态。它存在于空气和矿泉中，也可以在生物呼吸时释放出来。它是一种食品添加剂。
- 硫化氢是一种相当有毒的元素。它会对人类神经系统的功能产生负面影响。它有臭鸡蛋的气味，回味甜美，无色。极易溶于乙醇。不与水反应。是生产亚硫酸盐、硫酸和硫磺所必需的。
- 氦被认为是一种独特的物质。它可以积聚在地壳中。它是通过冷冻包含它的气体而获得的。当处于气态时，它不会向外表现出来，在液态时，它会影响活组织。它不能爆炸和点燃。但如果空气中浓度很高，就会导致窒息。在处理金属表面时，用于填充飞艇和气球。
- 氩气是一种没有外在特性的气体。它用于切割和焊接金属部件，以及为了增加食品的保质期（由于这种物质，水和空气被置换）。
一种自然资源的物理性质如下：自燃温度为650摄氏度，天然气的密度为0.68-0.85（气态）和400公斤/立方米（液态）。当与空气混合时，4.4-17% 的浓度被认为是爆炸性的。化石的辛烷值为120-130。它是根据可燃成分与压缩过程中难以氧化的成分的比例计算的。热值大约等于每1立方米1.2万卡路里。天然气和石油的热导率相同。
当添加空气时，自然来源可以迅速点燃。在国内条件下，它上升到天花板。这就是火灾开始的地方。这是由于甲烷的轻质。但空气比这个元素重约 2 倍。
天然气加工方法
在向主输气管道供应天然气之前，这种原料不需要进一步提纯，这一优势优于石油（在进入输油管道之前必须经过初级处理），从而大大节省了运输成本。
在获得最终的化学品和生产成分之前，气体混合物在化工厂进行二次处理，根据所使用的技术，二次处理分为主要气体处理方法和二次气体处理方法。
物理处理
该方法基于体力和能量指标。开采的化石材料受到深度压缩，并通过暴露在高温下分离成碎片。
在从低温到高温的过渡过程中，原材料被彻底清除杂质。使用强大的压缩机可以在气体生产现场进行处理。当从含油地层抽气时，使用相对便宜的油泵。
天然气的性质
使用化学反应
在化学催化加工过程中，有一些与甲烷转化为合成气体相关的过程，然后是加工过程。化学方法涉及使用两种方法：
- 蒸汽、二氧化碳转化；
- 部分氧化。
后一种方法最节能、最方便，因为部分氧化过程中的化学反应速率相当高，不需要使用额外的催化剂。
利用高温和低温作为影响化石原料的工具被称为加工天然气的热化学方法。在温度对这种原料的影响下，会形成乙烯、丙烯等化合物，这类加工的复杂性在于使用的设备能够产生高达11000度的热量，同时将压力增加到1000度。三个大气。
处理天然气的现代技术使用甲烷的额外合成，这使得产生的氢气量增加一倍成为可能。氢气是从中分离出氨的天然原料，是生产硝酸、铵组分、苯胺等的原料。
