Что такое природный газ

Природный газ — смесь углеводородов, предмет религиозного культа, спора ученых и важнейший сырьевой ресурс. Он невидим и не имеет запаха. В России его больше, чем где-либо в мире.

Из чего состоит природный газ

Основу природного газа составляет метан (CH₄) — простейший углеводород (органическое соединение, состоящее из атомов углерода и водорода). Обычно в его состав также входят более тяжелые углеводороды, гомологи метана: этан (C₂H₆), пропан (C₃H₈), бутан (C₄H₁₀) и некоторые неуглеводородные примеси.

Природный газ может существовать в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород, в виде газовых шапок (над нефтью), а также в растворенном или кристаллическом виде.

Запах газа

Что интересно, ни один из названных газов не имеет ни цвета, ни запаха. Характерный неприятный запах, с которым в быту сталкивался практически каждый человек, придается газу искусственно и называется одорацией. В качестве одорантов, то есть неприятно пахнущих веществ, обычно используют серосодержащие соединения. Человек может уловить запах одного из самых распространенных одорантов — этантиола — даже если одна часть этого вещества придется на 50 миллионов частей воздуха. Именно благодаря одорации можно легко устанавливать утечки газа.

Этап добавления одоранта
с неприятным запахом.

Природный газ без запаха

Природный газ
с неприятным запахом

Спор ученых

Относительно происхождения природного газа (как, впрочем, и нефти) среди ученых до сих пор не существует единого мнения. Две основные концепции — биогенная и минеральная — утверждают разные причины образования углеводородных полезных ископаемых в недрах Земли.

Минеральная теория

Образование полезных ископаемых в пластах горных пород — часть процесса дегазации Земли. Из-за внутренней динамики Земли углеводороды, находящиеся на больших глубинах, поднимаются в зону наименьшего давления, образуя в результате газовые и нефтяные залежи.

Биогенная теория

Живые организмы, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве. Опускаясь все глубже из-за геологических движений, остатки разложившейся органики превратились под воздействием термобарических факторов (температуры и давления) в углеводородные полезные ископаемые, в том числе — в природный газ.

 

Невидимые поры

Довольно распространено ложное представление о том, что газ находится под землей в неких пустотах, из которых легко полностью извлекается. На самом деле газ может находиться внутри горной породы, имеющей пористую структуру настолько мелкую, что человеческим глазом ее увидеть нельзя. Держа в руках кусок песчаника, извлеченного с огромной глубины, достаточно сложно представить, что внутри заключен природный газ.

Поклонение газу

Человечество знает о существовании природного газа давно. И, хотя уже в IV веке до н. э. в Китае его научились использовать для отопления и освещения, долгое время яркое пламя, не оставляющее пепла, являлось предметом мистического и религиозного культа для некоторых народов. Например, на Апшеронском полуострове (современная территория Азербайджана) в VII веке был воздвигнут храм огнепоклонников Атешгях, служения в котором проходили вплоть до XIX века.

Кстати, недалеко от храма Атешгях в 1859 году была совершена первая в России попытка (довольно кратковременная) использовать природный газ в промышленных целях — на нефтеперегонном заводе в Баку.

Термоламп и первый газ в России

История российской газовой промышленности начинается в 1811 году. Тогда изобретатель Петр Соболевский создал первую установку для получения искусственного газа — термоламп. Выступив с докладом об этом на заседании Всероссийского общества любителей словесности, наук и художеств, по указу Александра I Соболевский был награжден орденом за свое изобретение. А несколькими годами позже, в 1819 году, на Аптекарском острове в Санкт-Петербурге зажглись первые газовые фонари. Таким образом, история газовой промышленности в России началась почти 200 лет назад — в 2011 году у нее был юбилей.

В середине 20-х годов XX века во всем СССР было добыто 227,7 млн кубометров газа. В 2010 году Группой «Газпром» было добыто 508,6 млрд кубометров газа.

Россия занимает первое место в мире по объему запасов природного газа. Доля «Газпрома» в этих запасах составляет около 70%. Таким образом, «Газпром» располагает самыми богатыми в мире запасами природного газа.

С наступлением XX века началось активное развитие российской газовой промышленности: впервые разрабатывались газовые месторождения, утилизировался попутный (нефтяной) газ.

Русская смекалка

Однако до XX века в России природный газ являлся побочным продуктом при добыче нефти и назывался попутным газом. Не существовало даже самих понятий газового или газоконденсатного месторождений. Обнаруживались они случайно, например при бурении артезианских скважин. Однако известен случай, когда во время бурения такой скважины находчивый саратовский купец, увидев вместо воды пламя, построил на этом месте стекольный и кирпичный заводы. Промышленники постепенно начали осознавать, что природный газ может быть крайне полезен.

• Как доставить газ без опасности

  Состояние газопроводов постоянно контролируется. В этом людям помогают высокотехнологичные «свиньи», которые ползают по трубам в труднодоступных местах.

• Как оценивают величину запасов углеводородов

  В мире нет единой системы, по которой бы классифицировались запасы углеводородов, но существуют некоторые принятые стандарты. Россия не так давно приблизила к ним свою систему.

Природный газ: состав, способы добычи, транспортировка

Природный газ — один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Его используют для газоснабжения жилых частных и многоквартирных домов, как топливо для машин, котельных, ТЭЦ.

Из чего состоит природный газ

Основу природного газа составляет метан (Ch5) — простейший углеводород. Обычно в его состав также входят более тяжелые углеводороды: этан, пропан, бутан. Также в состав природных газов в качестве примесей входят водород, сероводород, азот, углекислота, гелий и др. инетрные газы. Из этих газов только гелий, содержание которого достигает иногда 8 % общего количества присутствующих в природном резервуаре газов, представляет определенный промышленный интерес.

Запах газа

Природный газ не имеет ни цвета, ни запаха. Запах придается газу искусственно (одорация) для того, чтобы можно было предотвратить утечку. В качестве одорантов, то есть неприятно пахнущих веществ, обычно используют серосодержащие соединения (запах тухлых яиц и пр.). Человек может уловить запах этантиола, одного из самых распространенных одорантов, даже если одна часть этого вещества придется на 50 млн частей воздуха.

Добыча

Природный газ содержится в природных резервуарах: в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород, в виде газовых шапок (над нефтью), а также в растворенном или кристаллическом виде. Залегают подземные источники на глубине от нескольких сотен метров до нескольких километров.

Природный газ можно классифицировать как попутный (associated), если он встречается над нефтью, и как несвзвязанный, самостоятельный, не связанный с нефтью (nonassociated), когда газовые залежи располагаются отдельно от неё. В нефтегазовых резервуарах природный газ может быть обнаружен в свободном состоянии в виде газа, растворенного в нефти или воде, а также в виде сжиженного газа.

Представление о том, что газ находится под землей в неких пустотах, из которых легко полностью извлекается, ошибочно. Природный газ заключен в мельчайшие трещины и поры, которыми обладают горные породы.

Добыча природного газа осуществляется с помощью скважин. Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте (в микроскопических порах и трещинах) давление многократно превышают атмосферное. Поэтому разность давлений в пласте и системе сбора и является движущей силой, которая заставляет газ подниматься наверх.

Сланцевый природный газ

Сланцевый газ (англ. shale gas) добывают из горючих сланцев (слоистые осадочные породы) и состоящий преимущественно из метана. Сланцевый газ распределен в небольших порах осадочных пород: горючих сланцев или уплотненных песчанников. Если в обычных месторождениях поры в породе обычно соединены между собой и выдают большой приток газа на поверхность, то в сланцевых месторождениях поры изолированы друг от друга, поэтому добывать газ из них нужно с помощью особой технологии — гидроразыва пласта (фрекинг). Эта технология подразумевает закачку в скважину под большим давлением жидкости (воды или особых гелей). Она создает трещины в породе, по которым газ из пор поступает на поверхность.

Обработка и транспортировка природного газа

Извлеченный на поверхность газ непригоден к немедленному использованию, так содержит много примесей и воды. Обработка на специальных предприятиях позволяет снизить количество примесей до минимума, а также осушить газ и придать ему знакомый запах. В результате газ становится пригодным для отправки конечному потребителю.

Транспортировка осуществляется несколькими способами: по трубопроводам, газовозами-танкерами и железнодорожными цистернами. В последних двух случаях газ транспортируют в сжиженном состоянии (СПГ).

детям: интересные факты о газе

Круглосуточная диспетчерская служба
+7 (978) 0000-836

---

 

Что такое природный газ?

Природный газ – это смесь газов, сформировавшихся миллионы лет назад в недрах земной коры в результате преобразования органических веществ в осадочных породах.

Основную часть природного газа (до 98%) составляет метан, химическая формула которого – CH₄. Это означает, что в одной молекуле метана содержится один атом углерода и четыре атома водорода. В состав природного газа могут входить и другие вещества, состоящие из атомов водорода и углерода, – этан C₂H₆, пропан C₃H₈ и бутан С₄Н₁₀. Кроме того, он может содержать водород, серу, диоксид углерода, азот, гелий, пары воды и незначительное количество других примесей.

 

А знаешь ли ты…

• Метан – третий по распространенности газ во Вселенной после водорода и гелия

 

Кто появился раньше – природный газ или динозавры?

Процессы, благодаря которым образовался природный газ, начались примерно 300-400 миллионов лет назад. Тогда наша планета выглядела совсем иначе: вся ее поверхность была покрыта мировым океаном, в котором обитали первые примитивные живые организмы – рачки, моллюски, планктон. Умирая, они опускались на дно океана и с течением времени их останки покрывались песком и спрессовывались в слои породы. Огромное давление воды и близость раскаленного земного ядра создали особые условия для химических процессов, в результате которых из этих органических останков животных и растений в толще земли образовались различные полезные ископаемые – каменный уголь, нефть и природный газ. Считается, что это произошло примерно 50-100 миллионов лет назад. А первые динозавры появись только около 240 миллионов лет назад! Так что все-таки динозавры появились раньше.

 

На каком транспорте путешествует природный газ?

От места, где добывают природный газ, по специальным трубам, которые называются газопроводами, он преодолевает большие расстояния, чтобы в конце концов прибыть к тебе домой. Газопроводы проходят по земле, под землей, над землей, по дну озер и рек и даже в некоторых местах – по дну морей, но вот пересечь океан газопровод не может.

Для перевозки газа по морям и океанам используются специальные корабли, которые называются «танкеры». А по железной дороге природный газ ездит в цистернах.

Чтобы газ занимал меньше места и его было удобнее перевозить, люди научились сжижать его. Оказывается, если охладить газ до 160 градусов ниже нуля по Цельсию, он превращается в жидкость! В жидком виде он занимает в 600 раз меньше места, чем в газообразном. Затем его можно снова вернуть в газообразное состояние и транспортировать по трубам.

Кроме того, сжатый природный газ используется как топливо для автомобилей – есть такие машины, которые ездят на газе, а не на бензине.

 

А знаешь ли ты…

• Считается, что первый большой трубопровод для транспортировки газа был построен в 1859 году в Америке, в штате Пенсильвания. Бывший железнодорожный кондуктор Эдвин Дрейк пробурил там нефтяную скважину глубиной 25 м и обнаружил в ней помимо нефти природный газ. Не растерявшись, он построил трубопровод диаметром 5 см и длиной порядка 9 км до ближайшего города Тайтесвиль, где газ начали использовать для освещения и приготовления пищи.

• Самый длинный в мире подводный газопровод проложен между Норвегией и Великобританией по дну Северного моря. Называется он «Лангелед». Его длина составляет 1200 км.

• Самый длинный в мире наземный газопровод находится в России. Длина газопровода «Уренгой – Помары – Ужгород» составляет 4451 км, построен он в 1983 г.

• Самые крупные газопроводы (они называются магистральными) имеют диаметр 1,42 метра – это соответствует среднему росту пятиклассника.

• Длина самого большого в мире танкера для перевозки сжиженного природного газа составляет 345 метров – это в три с половиной раза длиннее, чем футбольное поле.

 

Кто умеет «вынюхивать» природный газ?

Найти газ очень нелегко, ведь он находится под землей и его совсем не видно! К счастью, исследователям иногда попадаются подсказки – бывает, что газ прячется не очень глубоко и небольшая его часть просачивается наружу. К сожалению, ни собаки, ни другие животные не умеют находить природный газ по запаху. Но у геологов – ученых, занимающихся поиском полезных ископаемых, есть специальные приборы, которые «нюхают» воздух и верхние слои земли и могут почувствовать следы природного газа. Кроме того, природный газ часто обнаруживается во время поисков или добычи нефти, только обычно он находится под землей несколько глубже.

Одних косвенных признаков того, что где-то рядом есть природный газ, недостаточно. Чтобы добывать его, нужно точно знать, в каком месте бурить скважину. Тогда на помощь приходит сейсморазведка. Ученые посылают звуковые волны на огромную глубину в толщу земли и смотрят, как те возвращаются обратно. Они как бы «прослушивают» землю, ведь каждый слой земной коры отличается от других своими свойствами и своим «голосом». По «голосу» геологи могут понять, какие полезные ископаемые или минералы можно найти в этом месте под землей. Если результат говорит о том, что здесь может быть природный газ, бурят поисковую скважину – на пробу. Если ученые не промахнулись и действительно нашли месторождение, его начинают разрабатывать – бурят там промысловые скважины для регулярной добычи.

 

А знаешь ли ты…

• Природный газ не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Но ведь газ пахнет тухлыми яйцами, это все знают – возразишь ты! На самом деле это происходит потому, что уже после добычи в него добавляют специальное вещество – одорант, запах которого как раз и напоминает тухлые яйца. Одорант необходим, чтобы предупредить человека об утечке – ведь газ взрывоопасен и ядовит для людей.

 

Как природный газ помогает беречь природу?

Природный газ – самое экологически чистое минеральное топливо. Ты наверняка знаешь, что ежедневно человечество сжигает очень много нефти и угля для получения энергии. Эти вещества приносят огромную пользу, но, к сожалению, при их сгорании в воздух попадает большое количество углекислого газа CO2, который еще называется парниковым газом. Из-за чрезмерного скопления парниковых газов температура нижних слоев атмосферы повышается. Это похоже на то, как нагревается воздух в парнике – отсюда и название явления – парниковый эффект. Если температура на нашей планете будет повышаться, это может привести к катастрофическим последствиям. Климат изменится, часть арктических льдов растает, и часть суши окажется затопленной под водой, зато в других местах начнется сильнейшая засуха. Большинство животных не сможет приспособиться к новым условиям жизни и умрет. Нелегко придется и человеку – из-за изменения климата на планете будут постоянно бушевать смерчи, ураганы и цунами, и многие города будут уничтожены.

К счастью, люди знают об этой проблеме и ищут способы уменьшить количество парниковых газов в атмосфере. Один из таких способов – использовать природный газ вместо нефти и угля. При сжигании природного газа в воздух попадает гораздо меньше CO2.

 

А знаешь ли ты…

• Сам по себе парниковый эффект необходим для нормальной жизни на Земле – именно парниковые газы позволяют «удерживать» тепло, исходящее от Солнца. Без естественного парникового эффекта средняя температура на нашей планете была бы около 18-20 градусов ниже нуля, вода бы замерзла и жизнь в привычных формах не могла бы существовать. Тем не менее если парниковых газов накопится слишком много, это приведет к глобальному потеплению и непоправимому изменению климата.

• Метан, из которого, как ты знаешь, в основном и состоит природный газ, тоже является парниковым газом. Поэтому надо заботиться о том, чтобы он не утекал просто так в атмосферу. Но самые вредные парниковые газы – это пары воды и СО2.

Общие сведения о природном газе. Обзор природного газа.

Общие сведения о природном газе. Обзор природного газа.

Природный газ – общая информация

Природный газ, он же газ натуральный  – это наиболее экологически чистый и экономически эффективный энергоноситель современности, не имеющей ни цвета, ни запаха. Характерный аромат бытового газа придается ему искусственно с целью возможности предотвращения его утечки и дальнейших неприятных последствий, связанных с взрывоопасностью данного вещества. Операция по введению в газ пахучих веществ называется одоризацией, а вводимое вещество – одорантом — В РФ это тиолы, в частности, этантиол = этилмеркаптан, часто просто «меркаптан».

Две основные концепции происхождения – биогенная и минеральная – утверждают разные причины образования углеводородных полезных ископаемых в недрах Земли:

• Минеральная теория. Образование полезных ископаемых в пластах горных пород – часть процесса дегазации Земли. Из-за внутренней динамики Земли углеводороды, находящиеся на больших глубинах, поднимаются в зону наименьшего давления, образуя в результате газовые залежи.
• Биогенная теория. Живые организмы, погибшие и опустившиеся на дно водоемов, разлагались в безвоздушном пространстве. Опускаясь все глубже из-за геологических движений, остатки разложившейся органики превратились под воздействием термобарических факторов (температуры и давления) в углеводородные полезные ископаемые, в том числе – в природный газ.

Природный газ может существовать:

• в виде газовых залежей, находящихся в пластах некоторых горных пород,
• в виде газовых шапок (над нефтью),
• в растворенном или кристаллическом виде,
• а также природный газ может находиться в виде газогидратов (гидраты природных газов – это газовые гидраты или клатраты – кристаллические соединения, образующиеся при определенных термобарических условиях из воды и газа).

Природный газ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива и сырья:

• стоимость добычи природного газа значительно ниже, чем других видов топлива; производительность труда при его добыче выше, чем при добыче нефти и угля;
• при газовом отоплении городов и населенных пунктов гораздо меньше загрязняется воздушный бассейн;
• при работе на природном газе обеспечивается возможность автоматизации процессов горения, достигаются высокие КПД;
• высокие температуры в процессе горения (более 2000°С) и удельная теплота сгорания позволяют эффективно применять природный газ в качестве энергетического и технологического топлива.

Химический состав (подробнее про природный газ — тут)

Химический состав природного газа достаточно прост. Основную часть этого вида газа составляет метан (Ch5) – простейший углеводород (органическое соединение, состоящее из атомов углерода и водорода), его доля в среднем 92%.

В зависимости от содержания метана выделяются две основные группы природного газа:

• Природный газ группы H (Н–газ, т.е. высококалорийный газ) в связи с высоким содержанием метана (от 87% до 99%) является самым высококачественным. Российский природный газ относится к группе Н и отличается высокой теплотворной способностью. Ввиду высокого содержания метана (~ 98%) он является самым высококачественным природным газом мира.
• Природный газ группы L (L–газ, т.е. низкокалорийный газ) – это природный газ с менее высоким содержанием метана – от 80% до 87%. Если требования по качеству не выполняются (11,1 кВт-ч/куб.м), то часто газ нельзя поставлять непосредственно конечному потребителю без дополнительной переработки.

Помимо метана в состав природного газа могут входить более тяжелые углеводороды, гомологи метана: этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4h20) и некоторые неуглеводородные примеси. В то же время важно, что состав природного газа не постоянен и меняется от месторождения к месторождению.

Физические свойства (подробнее про природный газ — тут)

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава):

• Плотность: от 0,7 до 1,0 кг/м3 (сухой газообразный, при нормальных условиях) либо 400 кг/м3 (жидкий).
• Температура возгорания: t = 650°C.
• Теплота сгорания одного м3 природного газа в газообразном состоянии при н.у.: 28-46 МДж, или 6,7-11,0 Мкал.
• Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120-130.
• Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Добыча газа и нефти

Как добывают природный газ

В 2020 году «Газпром» добыл (без учета доли в добыче организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции):

• 453,5 млрд куб. м природного и попутного газа;
• 16,3 млн т газового конденсата;
• 41,6 млн т нефти.

Стратегия в добыче газа

Месторождения

В своей стратегии ПАО «Газпром» придерживается принципа добычи такого объема газа, который обеспечен спросом.

Стратегическими регионами добычи газа на долгосрочную перспективу являются полуостров Ямал, Восточная Сибирь и Дальний Восток, континентальный шельф России.

В основе стратегии «Газпрома» в освоении перспективных месторождений лежит экономическая эффективность, определяемая синхронным развитием мощностей по добыче газа и возможностей его транспортировки, комплексной переработки и хранения.

Стратегия в добыче нефти

Развитие нефтяного бизнеса является одной из стратегических задач «Газпрома». Основу нефтедобычи в Группе «Газпром» составляет ПАО «Газпром нефть».

Ключевая задача ПАО «Газпром нефть» до 2030 года — выстроить компанию нового поколения, стать ориентиром для других компаний мировой нефтяной отрасли по эффективности, технологичности и безопасности.

Для достижения этих целей «Газпром нефть» будет стремиться к максимально рентабельному извлечению остаточных запасов на текущей ресурсной базе за счет распространения применяемых лучших практик оптимизации разработки, снижения себестоимости опробованных технологий, а также привлечения и массового внедрения новых технологий.

Производственные мощности Группы «Газпром» на территории России

По состоянию на 31 декабря 2020 года на территории России Группой «Газпром» разрабатывалось 147 месторождения углеводородов. Основным центром добычи газа «Газпромом» остается Надым-Пур-Тазовский нефтегазоносный район в ЯНАО. Деятельность по освоению нефтяных запасов Группы ведется преимущественно на территории ЯНАО и ХМАО-Югры, а также в Томской, Омской, Оренбургской и Иркутской областях, в Печорском море.

Мощности Группы «Газпром» в добыче углеводородов на территории России по состоянию на 31 декабря 2020 г. (без учета компаний, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции)

	2016	2017	2018	2019	2020
Разрабатываемые месторождения, ед.	136	136	138	144	147
Действующие газовые эксплуатационные скважины, ед.	7441	7438	7418	7438	7494
Действующие нефтяные эксплуатационные скважины, ед.	8681	7358	8489	7752	8519

Показатели добычи газа, конденсата и нефти

На долю «Газпрома» приходится 66% российского объема добычи газа и 11% всего добываемого в мире газа.

В 2020 году Группой «Газпром» (без учета доли в добыче организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции) добыто 453,5 млрд куб. м природного и попутного газа.

По итогам 2020 года «Газпромом» (без учета доли в добыче организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции) добыто 41,6 млн т нефти и 16,3 млн т газового конденсата.

С учетом доли Группы «Газпром» в объемах добычи организаций, инвестиции в которые классифицированы как совместные операции (1 млрд куб. м природного и попутного газа и 5,5 млн т нефти), добыча углеводородов Группой составила 454,5 млрд куб. м природного и попутного газа, 16,3 млн т газового конденсата и 47,1 млн т нефти.

Освоение углеводородных ресурсов за рубежом

На территории зарубежных стран Группа «Газпром» ведет поиск и разведку месторождений углеводородов, участвует в ряде нефтегазовых проектов, вошедших в стадию добычи, а также оказывает сервисные услуги, связанные со строительством скважин. Работа ведется на территории стран бывшего Советского Союза, государств Европы, Юго-Восточной Азии, Африки, Ближнего Востока и Южной Америки.

 

СПГ

Маркетинговая стратегия Группы «Газпром» предусматривает диверсификацию источников экспортной выручки за счет расширения присутствия на перспективных рынках газа.

В частности, среди приоритетов — наращивание объемов сжиженного природного газа (СПГ) в экспортном портфеле Группы.

Реализация сжиженного природного газа

Что такое сжиженный природный газ

В 2020 году объем реализации крупнотоннажного СПГ Группой «Газпром» составил 7,44 млн т (10,92 млрд м³).

Объем продаж СПГ Группой «Газпром»

	За год, закончившийся 31 декабря
	2016	2017	2018	2019	2020
трлн БТЕ
Аргентина	19,7	—	—	—	—
Бельгия	—	—	—	—	3,8
Великобритания		—	—	21,4	32,8
Греция		—	—	—	3,2
Египет	3,4			—	—
Индия	22,7	9,9	36,1	39,9	94,7
Испания	—	6,5	2,9	10,9	25,5
Китай	3,4	29,4	29,2	41,4	26,5
Кувейт	3,3	16,9	20,1	—	3,1
Нидерланды	—	—	—		50,7
Мексика	6,5	—	—	—	—
ОАЭ	6,5	3,1	—	—	—
Южная Корея	3,3	13,2	26,4	20,2	30,2
Сингапур	—	—	—	—	3,3
Таиланд	—	3,3	—	—	3,1
Тайвань (Китай)	26,0	19,8	19,3	3,3	14,0
Франция	—	—	—	—	24,8
Япония	78,5	56,9	29,7	19,6	16,7
Поставки на условиях FOB	3,0	—	21,4	23,5	50,8
Всего*	176,5	159,2	185,0	180,1	383,3
в т. ч. продажи СПГ с проекта «Сахалин-2»	59,4	72,9	70,1	60,1	69,9
Всего, млн т	3,71	3,34	3,88	3,78	7,44
Всего, млрд куб. м	4,94	4,46	5,18	5,04	10,92

^* Итоговые значения могут отличаться от сумм слагаемых в результате округлений

Общая информация — Московская Биржа

История

Природный газ – это наиболее экологически чистый и экономически эффективный энергоноситель, не имеющий ни цвета, ни запаха.

Человечество знает о существовании природного газа давно. По самым осторожным оценкам, природный газ использовался в Китае для отопления и освещения уже к IV веку до н.э. Для его получения бурили скважины, а трубопроводы делались из бамбука. Кроме того, долгое время яркое пламя, не оставляющее пепла, являлось предметом мистического и религиозного культа для некоторых народов.

Природный газ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива и сырья:

• стоимость добычи природного газа значительно ниже, чем других видов топлива; производительность труда при его добыче выше, чем при добыче нефти и угля;
• отсутствие в природных газах оксида углерода предотвращает возможность отравления людей при утечках газа;
• при газовом отоплении городов и населенных пунктов гораздо меньше загрязняется окружающая среда;
• при работе на природном газе обеспечивается возможность автоматизации процессов горения, достигаются высокие КПД;
• высокие температуры в процессе горения (более 2000°С) и удельная теплота сгорания позволяют эффективно применять природный газ в качестве энергетического и технологического топлива.

Газ — более молодое топливо чем нефть. Эпоха природного газа началась с открытия в 1959 г. месторождения Гронинген в Нидерландах и последовавших за этим открытий газовых запасов Великобританией в южном бассейне Северного моря в середине 60-х гг.

В прогнозном исследовании по развитию Мировой энергетики до 2030 года говорится, что природный газ будет самым быстрорастущим видом топлива в ближайшие 25 лет. При этом эксперты Международного энергетического агентства считают, что доля газа в мировом энергобалансе к 2035 году увеличится с 21% до 25%, газ станет вторым после нефти энергоносителем, сместив на третье место уголь.

Добыча этого углеводородного сырья осуществляется во многих государствах, в том числе в США, России, Иране, Катаре, Индонезии, Канаде, Китае, Норвегии, Саудовской Аравии, Алжире, Туркменистане – именно эти страны являются крупнейшими по объёмам добытого природного газа по данным ОПЕК.

Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава):

• Плотность: от 0,7 до 1,0 кг/м3 (сухой газообразный, при нормальных условиях) либо 400 кг/м3 (жидкий).
• Температура возгорания: t = 650°C.
• Теплота сгорания одного м3 природного газа в газообразном состоянии: 28-46 МДж, или 6,7-11,0 Мкал.
• Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120-130.
• Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх.

Природный Газ относится к группе важнейших сырьевых ресурсов планеты, а кроме того, является одним из ключевых активов товарного рынка.

Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое природный газ?

Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый крупный компонент природного газа — это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5). Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар.Мы используем природный газ в качестве топлива, а также для производства материалов и химикатов.

Как образовался природный газ?

От миллионов до сотен миллионов лет назад и в течение долгих периодов времени останки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовывали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. . Со временем эти слои оказались погребенными под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого богатого углеродом и водородом материала в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

Где находится природный газ?

В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащей породы. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют обычным природным газом . В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ упоминается как сланцевый газ или плотный газ , а иногда его называют нетрадиционным природным газом .Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана. Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Операторы готовят отверстие для зарядов взрывчатого вещества, используемых при сейсморазведке

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как мы находим природный газ?

Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих структуру и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

Геологи часто используют сейсмические исследования на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения скважин на природный газ и нефть. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, пробурена и испытана разведочная скважина. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

Если результаты испытательной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх по скважинам на поверхность.

В США и некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных горных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь к скважинам и подниматься на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на заводы по переработке природного газа.

Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество, пахнущее тухлыми яйцами.

Переработка природного газа для продажи и потребления

Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что, наряду с метаном, он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется сжиженными газами завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или трубопроводного качества природным газом.Часть устьевого природного газа достаточно сухая и удовлетворяет стандартам транспортировки по трубопроводам без обработки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добытого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Откуда поступает наш природный газ

В настоящее время Соединенные Штаты производят почти весь потребляемый природный газ

Добыча сухого природного газа в США в 2020 году составила около 33,4 триллиона кубических футов (триллионов кубических футов), что в среднем составляет около 91,4 миллиарда кубических футов в день и является вторым по величине зарегистрированным годовым объемом. ¹ Большая часть увеличения добычи с 2005 года является результатом горизонтального бурения и методов гидроразрыва пласта, особенно в сланцах, песчаниках, карбонатах и ​​других плотных геологических формациях.Природный газ добывается из наземных и морских газовых и нефтяных скважин, а также из угольных пластов. В 2020 году производство сухого природного газа в США было примерно на 10% больше, чем общее потребление природного газа в США.

Добыча сухого природного газа в США в 2020 году была на 0,5 трлн фут3 меньше, чем в 2019 году из-за снижения объемов бурения, связанного с низкими ценами на природный газ и нефть, что в значительной степени было результатом падения спроса в результате реакции на COVID-19. пандемии, а также увеличения добычи жидких углеводородов на заводах по производству природного газа из продаваемого природного газа.

На пять из 35 штатов, добывающих природный газ, приходилось около 69% от общего объема добычи сухого природного газа в США в 2019 году. ²

• Техас 23,9%
• Пенсильвания 20,0%
• Луизиана 9,3%
• Оклахома 8,5%
• Огайо 7,7%

Метан угольных пластов и дополнительное газообразное топливо

Метан угольных пластов, , который представляет собой метан, полученный из угольных пластов, или пластов , является источником метана, который добавляется к U.S. Поставка природного газа. В 2019 году добыча метана из угольных пластов в США составила около 3% от общей добычи сухого природного газа в США. ²

Дополнительными источниками углеводородных газов, которые включены в производство и потребление природного газа в США, являются дополнительных газообразных видов топлива, которые включают доменный газ, нефтеперерабатывающий газ, газ биомассы, пропановоздушные смеси и синтетический природный газ (природный газ, полученный из нефти. углеводороды или из угля). Эти дополнительные газообразные топлива были равны примерно 0.2% потребления природного газа в США в 2020 году. ¹ Крупнейшим источником синтетического природного газа является завод Great Plains Synfuels в Беуле, Северная Дакота, где уголь перерабатывается в природный газ трубопроводного качества.

Добыча природного газа на шельфе

Хотя большинство газовых и нефтяных скважин в Соединенных Штатах находится на суше, некоторые скважины пробурены на дно океана в водах у побережья Соединенных Штатов. В 2019 году общая морская добыча сухого природного газа составила около 1 триллиона кубических футов, из которых 89% приходилось на федеральные воды в Мексиканском заливе. ² Добыча в Федеральном Мексиканском заливе составила около 3% от общей добычи сухого природного газа в США. Морская добыча из океанических вод, находящихся в ведении Алабамы, Аляски, Калифорнии, Луизианы и Техаса, составила около 0,3% от общей добычи сухого природного газа в США.

Что такое сланец?

Сланец — это мелкозернистая осадочная порода, которая образуется при уплотнении ила и минеральных частиц размером с глину, и легко разбивается на тонкие параллельные слои.Черный сланец содержит органический материал, который может генерировать нефть и природный газ, который задерживается в порах породы.

Где находятся ресурсы сланцевого газа?

Ресурсы сланцевого природного газа находятся в сланцевых пластах, которые содержат значительные скопления природного газа и / или нефти. Эти ресурсы, или пьес, находятся примерно в 30 штатах. Сланец Барнетт в Техасе добывает природный газ более десяти лет. Информация, полученная при разработке Barnett Shale, послужила исходной технологической моделью для разработки других сланцевых месторождений в Соединенных Штатах.Роль сланцевого месторождения Барнетт со временем уменьшилась по мере того, как разрабатывались другие месторождения. В настоящее время месторождение сланцев Marcellus в Аппалачском бассейне, охватывающем Огайо, Пенсильванию и Западную Вирджинию, является крупнейшим источником природного газа из сланцев.

Сланцевый газ и плотный газ

• Сланцевый природный газ
• Газ природный газ

Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения

Сланцевый природный газ

Крупномасштабная добыча природного газа из сланца началась примерно в 2000 году, когда добыча сланцевого газа стала коммерческой реальностью на сланце Барнетт, расположенном в северо-центральной части Техаса.Первопроходцем в области добычи природного газа Barnett Shale была корпорация Mitchell Energy and Development. В течение 1980-х и 1990-х годов Mitchell Energy экспериментировала с альтернативными методами гидравлического разрыва пласта Barnett Shale. К 2000 году компания разработала технологию гидроразрыва пласта, позволившую добыть промышленные объемы сланцевого газа. Когда коммерческий успех месторождения Barnett Shale стал очевиден, другие компании начали бурение скважин в этом пласте, и к 2005 году на Barnett Shale было добыто почти полтриллиона кубических футов (триллиона кубических футов) природного газа в год.По мере того, как производители природного газа обрели уверенность в своих способностях рентабельно добывать природный газ на сланце Барнетт и увидели подтвержденные результаты на сланце Фейетвилл в северном Арканзасе, производители начали разработку других сланцевых пластов. Эти новые образования включали Хейнсвилл в восточном Техасе и северной Луизиане, Вудфорд в Оклахоме, Игл Форд в южном Техасе и сланцы Марселлус и Ютика в северных Аппалачах.

Нажмите для увеличения | Больше данных

Газ природный газ

Природный газ из плотных пластов впервые был выделен в отдельную категорию добычи природного газа с принятием Закона 1978 года о политике в области природного газа (NGPA).NGPA установило природный газ в плотных породах в качестве отдельной ценовой категории устьевого природного газа, по которой могут быть установлены нерегулируемые рыночные цены. Категория плотного природного газа дала производителям стимул для производства дорогостоящих ресурсов природного газа, когда ресурсы природного газа в США считались все более дефицитными.

В результате стимулирования жестких цен на природный газ на NGPA эти ресурсы эксплуатируются с начала 1980-х годов, в основном из песчаников с низкой проницаемостью и карбонатных пластов, а также из небольшого объема добычи сланцевых отложений восточного девона.После полного дерегулирования цен на устьевой природный газ и отмены соответствующих правил Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), газ в плотных газах больше не имеет конкретного определения, но в целом он по-прежнему относится к природному газу, добытому из песчаника и карбоната с низкой проницаемостью. водохранилища.

Известные плотные пласты природного газа включают, но не ограничиваются:

• Образования Клинтон, Медина и Тускарора в Аппалачах
• Песчаник Береа в Мичигане
• Боссье, Хлопковая долина, Олмос, Виксбург и Уилкокс Лобо на побережье Мексиканского залива
• Гранитная насыпь и формации Атока на Среднем континенте
• Образование каньона в Пермском бассейне
• Образования Месаверде и Ниобрара в нескольких бассейнах Скалистых гор

Планируется, что ресурсы сланцев и плотного газа станут крупнейшими источниками U.S. Добыча природного газа

Соединенные Штаты имеют доступ к значительным ресурсам природного газа. В ежегодном энергетическом прогнозе на 2021 год (AEO2021) Управление энергетической информации США прогнозирует, что большая часть добычи сухого природного газа в США до 2050 года будет производиться за счет ресурсов сланцевого и плотного газа.

¹ Предварительные данные за 2020 год из Natural Gas Monthly , февраль 2021 года.
² Последние доступные годовые данные из Natural Gas Annual , сентябрь 2020 г.

Последнее обновление страницы 20 мая 2021 г .; Ежемесячный график добычи сухого сланцевого газа обновлен 14 июля 2021 г.

Природный газ и окружающая среда

Природный газ обладает многими качествами, которые делают его эффективным, относительно чистым и экономичным источником энергии. Однако при производстве и использовании природного газа необходимо учитывать некоторые проблемы, связанные с окружающей средой и безопасностью.

Природный газ — относительно чистое горючее ископаемое

Сжигание природного газа для получения энергии приводит к меньшим выбросам почти всех типов загрязнителей воздуха и углекислого газа (CO2), чем сжигание угля или нефтепродуктов для производства равного количества энергии.Около 117 фунтов диоксида углерода производится на миллион британских тепловых единиц (MMBtu) эквивалента природного газа по сравнению с более чем 200 фунтами CO2 на MMBtu угля и более 160 фунтами на MMBtu дистиллятного мазута. Свойства чистого горения природного газа способствовали увеличению использования природного газа для производства электроэнергии и в качестве транспортного топлива для транспортных средств в Соединенных Штатах.

Природный газ — это в основном метан — сильный парниковый газ

Некоторые утечки природного газа в атмосферу из нефтяных и газовых скважин, резервуаров для хранения, трубопроводов и перерабатывающих предприятий.По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, в 2018 году выбросы метана из систем природного газа и нефти, а также из заброшенных нефтяных и газовых скважин составили около 29% от общих выбросов метана в США и около 3% от общих выбросов парниковых газов в США ¹ . Нефтяная и газовая промышленность принимает меры для предотвращения утечек природного газа.

Разведка, бурение и добыча природного газа влияют на окружающую среду

Когда геологи исследуют месторождения природного газа на суше, они могут нарушать растительность и почву своими транспортными средствами.Бурение скважины на природный газ на суше может потребовать расчистки и выравнивания территории вокруг буровой площадки. Бурение скважин приводит к загрязнению воздуха и может беспокоить людей, дикую природу и водные ресурсы. Прокладка трубопроводов, по которым природный газ поступает из скважин, обычно требует расчистки земли для заглубления трубы. При добыче природного газа также могут образовываться большие объемы загрязненной воды. Эта вода требует надлежащего обращения, хранения и обработки, чтобы она не загрязняла землю и другие воды. Скважины и трубопроводы природного газа часто имеют двигатели для запуска оборудования и компрессоры, которые производят загрязнители воздуха и шум.

В районах, где природный газ добывается из нефтяных скважин, но его неэкономично транспортировать для продажи или он содержит высокие концентрации сероводорода (токсичный газ), он сжигается (сжигается) на скважинах. При сжигании природного газа на факелах образуется CO2, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота и многие другие соединения, в зависимости от химического состава природного газа и от того, насколько хорошо природный газ сгорает на факеле. Однако сжигание на факеле безопаснее, чем выброс природного газа в воздух, и приводит к снижению общих выбросов парниковых газов, поскольку CO2 не является таким сильным парниковым газом, как метан.

Бурение скважин на природный газ

Источник: Бюро землепользования (общественное достояние)

Передовые технологии, такие как спутники, системы глобального позиционирования, устройства дистанционного зондирования, а также трехмерные и четырехмерные сейсмические технологии, позволяют обнаруживать запасы природного газа при бурении меньшего числа скважин.

Развитие технологий бурения и добычи оказывает положительное и отрицательное влияние на окружающую среду

Новые технологии бурения и добычи природного газа значительно сокращают площадь земель, нарушенных для разработки нефтегазовых ресурсов.Методы горизонтального и направленного бурения позволяют добывать больше природного газа из одной скважины, чем в прошлом, поэтому для разработки месторождения природного газа требуется меньше скважин.

• Для гидроразрыва скважин требуется большое количество воды. В некоторых районах страны значительное использование воды для гидроразрыва пласта может повлиять на водную среду обитания и доступность воды для других целей.
• При неправильном обращении жидкость для гидроразрыва пласта, которая может содержать потенциально опасные химические вещества, может быть выброшена через разливы, утечки, дефектную конструкцию скважины или другие пути воздействия.Эти выбросы могут загрязнить прилегающие территории.
• Гидравлический разрыв пласта приводит к образованию большого количества сточных вод на поверхности, которые могут содержать растворенные химические вещества и другие загрязнители, которые требуют обработки перед утилизацией или повторным использованием. Из-за количества производимой воды и сложностей, связанных с обработкой некоторых компонентов сточных вод, важны надлежащая очистка и удаление сточных вод.
• По данным Геологической службы США, гидроразрыв пласта «…. вызывает небольшие землетрясения, но они почти всегда слишком малы, чтобы представлять угрозу безопасности. Помимо природного газа на поверхность возвращаются жидкости гидроразрыва и пластовые воды. Эти сточные воды часто сбрасываются путем закачки в глубокие скважины. Закачка сточных вод в недра может вызвать землетрясения, которые достаточно сильны, чтобы их можно было почувствовать, и может нанести ущерб ».
• Природный газ может быть выброшен в атмосферу во время и после бурения скважины, и количество этих выбросов изучается.

Добыча, транспортировка, распределение и хранение природного газа требуют строгих правил и стандартов безопасности

Поскольку утечка природного газа может вызвать взрыв, действуют строгие правительственные постановления и отраслевые стандарты, обеспечивающие безопасную транспортировку, хранение, распределение и использование природного газа. Поскольку переработанный природный газ не имеет запаха, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют в природный газ меркаптан с сильным запахом, напоминающим запах тухлых яиц, чтобы люди могли почувствовать запах утечек.

Последнее обновление: 24 сентября 2020 г.

Данные и статистика по природному газу

Статистика природного газа

Данные по США за 2019 год, если не указано иное. Физические объемы (объемы) указаны в миллионах кубических футов (MMcf), а цены указаны в долларах за тысячу кубических футов (Mcf).

Производство в США (сухой газ)	33 967 557 млн. Куб. Футов
U.С. расход	31 099 061 млн. Куб. Футов
Импорт США	2,741,717 млн. Куб. Футов
Экспорт США	4 656 324 млн фут3
Импорт сжиженного природного газа (СПГ)	52 903 млн куб. Футов
Средняя цена citygate	3,81 долл. США за Mcf
Средняя цена доставки потребителям
Жилая	10 долларов США.51 за Mcf
Коммерческие	7,61 долл. США за Mcf
Промышленное	3,90 долл. США за тысячу кубометров
Электроэнергия	2,99 доллара за тысячу кубометров
Рейтинг государственных цен на жилье
Самый высокий — Гавайи	44,14 доллара за тысячу кубометров
Самый низкий — Нью-Мексико	$ 6.40 за Mcf
Потребление природного газа конечным потребителем	Сумма	Доля в общей сумме
Электроэнергия	11 307 426 млн. Куб. Футов	36%
Промышленное	8,421,655 млн. Куб. Футов	27%
Жилая	5 015 603 млн. Куб. Футов	16%
Коммерческие	3 512 607 млн. Куб. Футов	11%
Аренда и топливо для предприятий по переработке	1,846,355 млн. Куб. Футов	6%
Транспорт (трубопроводное и автомобильное топливо)	995 415 млн. Куб. Футов	3%
Количество добывающих скважин природного газа	491 205
Доля природного газа в выработке электроэнергии коммунальными предприятиями	38%
Доля природного газа в генерирующих мощностях коммунальных предприятий (2018)	43%
Состояние добычи верхнего сухого природного газа	Техас
Сухой природный газ в мире
Производство (2017)	130 018 000 млн. Куб. Футов
Потребление (2017)	132 110 000 млн. Куб. Футов

Последнее обновление: 6 октября 2020 г.

Что такое природный газ? | Американская газовая ассоциация

Что такое природный газ?

Природный газ — это самое чистое ископаемое топливо на Земле, в своем естественном состоянии он не имеет цвета и запаха.Он состоит из четырех атомов углерода и одного атома углерода (Ch5 или метана).

Истоки

Большая часть природного газа, который мы находим и используем сегодня, возникла в виде микроскопических растений и животных, обитавших в мелководной морской среде миллионы лет назад. Как живые организмы, они поглощали энергию солнца, которая хранилась в их телах в виде молекул углерода. Когда они умерли, они опустились на дно моря и были покрыты слоем осадка. По мере того, как это органическое сырье все глубже погружалось в землю, тепло в сочетании с давлением уплотнения преобразовало часть биоматериала в природный газ.

Миграция

После того, как природный газ был произведен в природе, он имеет тенденцию мигрировать в отложениях и породах, в которых он был образован, используя поровое пространство, трещины и трещины, которые естественным образом возникают в недрах. Некоторый природный газ действительно выходит на поверхность и обнаруживается в просачиваемых материалах, в то время как молекулы других газов перемещаются, пока не будут захвачены или задержаны непроницаемыми слоями породы, сланца, соли или глины. Эти захваченные отложения являются резервуарами, в которых сегодня находится природный газ.

Самое чистое ископаемое топливо на Земле

Природный газ состоит из четырех атомов водорода и одного атома углерода (Ch5 или метана). Не имеющий цвета и запаха в своем естественном состоянии природный газ является самым чистым горючим ископаемым топливом. При горении природный газ выделяет в основном углекислый газ, водяной пар и небольшое количество оксидов азота.

Где мы его находим?

Технологический прогресс, доступные и богатые внутренние ресурсы, а также самая обширная и надежная инфраструктура поставок в мире привели к фундаментальному сдвигу на рынке природного газа, предоставив возможность удовлетворить значительный новый спрос по доступным ценам в будущем.В 2017 году Комитет по потенциальному газу (Колорадская горная школа) в сотрудничестве с Американской газовой ассоциацией (AGA) опубликовал двухгодичный отчет на конец 2016 года: Потенциальные поставки природного газа в США, который обнаружил, что Соединенные Штаты обладают технически извлекаемыми ресурсами природного газа в размере 2 817 триллионов кубических футов (триллионов кубических футов), которые еще предстоит открыть. Это самая высокая оценка ресурсов за 52-летнюю историю Комитета — на 12 процентов больше по сравнению с предыдущей высокой оценкой на конец 2014 года.

Долгая история многих применений

Первое использование энергии газа в Соединенных Штатах произошло в 1816 году, когда газовые фонари осветили улицы Балтимора, штат Мэриленд. К 1900 году природный газ был обнаружен в 17 штатах. В годы, последовавшие за Второй мировой войной, произошло расширение обширной межгосударственной сети трубопроводов, в результате чего услуги природного газа стали доступны потребителям по всей стране.

Сегодня природный газ широко используется в жилых, коммерческих и промышленных целях.Это основная энергия, используемая для отопления домов: чуть более половины американских домов используют газ. Все чаще природный газ используется и для выработки электроэнергии.

Немного идет долгий путь

Природный газ, как и другие виды тепловой энергии, измеряется в британских тепловых единицах или британских тепловых единицах. Одна британская тепловая единица эквивалентна теплу, необходимому для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. В кубическом футе природного газа содержится много энергии, около 1032 британских тепловых единиц. Единица, которую вы видите в счете за отопление, имеет еще большую мощность: в большинстве счетов за природный газ газ измеряется в термах, которые представляют собой единицу тепла, равную 103 200 БТЕ.Это много горячей воды! Фактически, термостата достаточно, чтобы обеспечить дом горячей водой почти на 2,5 дня; а два термы могут согреть ваш дом на сутки.

Десяти термов природного газа достаточно для удовлетворения потребностей среднего дома в природном газе — отопления помещений, нагрева воды, приготовления пищи и т. Д. — в течение пяти дней.

Природный газ | Национальное географическое общество

Природный газ — это ископаемое топливо. Как и другие ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, природный газ образуется из растений, животных и микроорганизмов, которые жили миллионы лет назад.

Существует несколько различных теорий, объясняющих, как образуются ископаемые виды топлива. Наиболее распространенная теория заключается в том, что они образуются под землей в интенсивных условиях. По мере разложения растений, животных и микроорганизмов они постепенно покрываются слоями почвы, отложений, а иногда и горных пород. За миллионы лет органическое вещество сжимается. По мере того, как органическое вещество продвигается все глубже в земную кору, оно сталкивается с все более высокими температурами.

Сочетание сжатия и высокой температуры вызывает разрушение углеродных связей в органическом веществе.Этот молекулярный распад производит термогенный метан — природный газ. Метан, вероятно, самое распространенное органическое соединение на Земле, состоит из углерода и водорода (Глава 5).

Месторождения природного газа часто находятся рядом с нефтяными месторождениями. Месторождения природного газа, расположенные близко к поверхности Земли, обычно затмеваются близлежащими месторождениями нефти. Более глубокие месторождения, образующиеся при более высоких температурах и более высоком давлении, содержат больше природного газа, чем нефти. Самые глубокие месторождения могут состоять из чистого природного газа.

Однако природный газ не обязательно должен образовываться глубоко под землей.Он также может быть образован крошечными микроорганизмами, называемыми метаногенами. Метаногены обитают в кишечнике животных (включая человека) и в районах с низким содержанием кислорода у поверхности Земли. Например, свалки заполнены разлагающимся веществом, которое метаногены распадаются на тип метана, называемый биогенным метаном. Процесс образования метаногенов в природном газе (метане) называется метаногенезом.

Хотя большая часть биогенного метана улетучивается в атмосферу, создаются новые технологии для удержания и сбора этого потенциального источника энергии.

Термогенный метан — природный газ, образующийся глубоко под поверхностью Земли — также может улетучиваться в атмосферу. Часть газа может подниматься через проницаемые вещества, такие как пористые породы, и в конечном итоге рассеиваться в атмосфере.

Однако большая часть термогенного метана, поднимающегося к поверхности, встречает геологические образования, которые слишком непроницаемы для его выхода. Эти скальные образования называются осадочными бассейнами.

Осадочные бассейны задерживают огромные резервуары природного газа.Чтобы получить доступ к этим резервуарам природного газа, в породе необходимо просверлить отверстие (иногда называемое скважиной), чтобы газ мог выйти и быть собран.

Осадочные бассейны, богатые природным газом, встречаются по всему миру. Пустыни Саудовской Аравии, влажные тропики Венесуэлы и ледяная Арктика американского штата Аляска — все это источники природного газа. В Соединенных Штатах за пределами Аляски бассейны в основном расположены вокруг штатов, граничащих с Мексиканским заливом, включая Техас и Луизиану.Недавно в северных штатах Северная Дакота, Южная Дакота и Монтана были созданы значительные сооружения для бурения осадочных бассейнов.

Типы природного газа

Природный газ, добыча которого экономична и легкодоступна, считается «традиционным». Обычный газ задерживается проницаемым материалом под непроницаемой породой.

Природный газ, обнаруженный в других геологических условиях, не всегда так просто и практично добыть. Этот газ называют «нетрадиционным».«Постоянно разрабатываются новые технологии и процессы, чтобы сделать этот нетрадиционный газ более доступным и экономически выгодным. Со временем газ, считавшийся «нетрадиционным», может стать обычным.

Биогаз — это газ, который образуется при разложении органических веществ в отсутствие кислорода. Этот процесс называется анаэробным разложением и происходит на свалках или там, где разлагаются такие органические материалы, как отходы животноводства, сточные воды или побочные продукты производства.

Биогаз — это биологическое вещество, которое поступает от растений или животных, которые могут быть живыми или неживыми. Этот материал, такой как лесные остатки, можно сжигать для создания возобновляемого источника энергии.

Биогаз содержит меньше метана, чем природный газ, но его можно очищать и использовать в качестве источника энергии.

Глубинный природный газ
Глубоководный природный газ — нетрадиционный газ. В то время как самый обычный газ находится всего на глубине нескольких тысяч метров, природный газ находится на глубине не менее 4500 метров (15000 футов) ниже поверхности Земли.Бурение глубокого месторождения природного газа не всегда экономически целесообразно, хотя методы его добычи были разработаны и усовершенствованы.

Сланцы
Сланцевый газ — еще один вид нетрадиционных месторождений. Сланец — это мелкозернистая осадочная порода, не разрушающаяся в воде. Некоторые ученые говорят, что сланец настолько непроницаем, что мрамор по сравнению с ним считается «губчатым». Толстые листы этой непроницаемой породы могут «прослоить» между собой слой природного газа.

Сланцевый газ считается нетрадиционным источником из-за сложных процессов, необходимых для доступа к нему: гидроразрыва пласта (также известного как гидроразрыв) и горизонтального бурения. Фрекинг — это процедура, при которой открытая порода раскалывается струей воды под высоким давлением, а затем «подпирается» крошечными песчинками, стеклом или кремнеземом. Это позволяет газу более свободно вытекать из скважины. Горизонтальное бурение — это процесс бурения прямо в землю, а затем бурение сбоку или параллельно поверхности Земли.

Плотный газ
Плотный газ — это нетрадиционный природный газ, уловленный под землей в непроницаемой горной породе, что делает его чрезвычайно трудным для добычи. Для извлечения газа из «плотных» горных пород обычно требуются дорогие и сложные методы, такие как гидроразрыв и кислотная обработка.

Окисление аналогично гидроразрыву. Кислота (обычно соляная кислота) закачивается в скважину с природным газом. Кислота растворяет плотную породу, которая блокирует поток газа.

Метан угольных пластов
Метан угольных пластов — еще один вид нетрадиционного природного газа. Как следует из названия, метан угольных пластов обычно находится в угольных пластах, которые проходят под землей. Исторически сложилось так, что при добыче угля природный газ намеренно выбрасывался из шахты в атмосферу как отходы. Сегодня метан угольных пластов собирается и является популярным источником энергии.

Газ в зонах с избыточным давлением
Еще один источник нетрадиционного природного газа — это зоны с избыточным давлением.Зоны с избыточным давлением составляют 3 000-7 600 метров (10 000-25 000 футов) ниже поверхности Земли.

Эти зоны образуются, когда слои глины быстро накапливаются и уплотняются поверх более пористого материала, такого как песок или ил. Поскольку природный газ вытесняется из сжатой глины, он откладывается под очень высоким давлением в песке, иле или другом абсорбирующем материале под ним.

Зоны с избыточным давлением очень трудно добывать, но они могут содержать очень большое количество природного газа.В Соединенных Штатах большинство зон с повышенным давлением обнаружено в районе побережья Мексиканского залива.

Гидраты метана
Гидраты метана — еще один вид нетрадиционного природного газа. Метаногидраты были обнаружены совсем недавно в океанских отложениях и в районах вечной мерзлоты Арктики. Гидраты метана образуются при низких температурах (около 0 ° C или 32 ° F) и под высоким давлением. При изменении условий окружающей среды в атмосферу выбрасываются гидраты метана.

По оценкам Геологической службы США (USGS), гидраты метана могут содержать в два раза больше углерода, чем весь уголь, нефть и обычный природный газ в мире вместе взятые.

В океанических отложениях на континентальном склоне образуются гидраты метана, когда бактерии и другие микроорганизмы опускаются на дно океана и разлагаются в иле. Метан, заключенный в отложениях, обладает способностью «цементировать» рыхлые отложения на месте и поддерживать стабильность континентального шельфа. Однако, если вода становится теплее, гидраты метана разрушаются. Это вызывает подводные оползни и выделяет природный газ.

В экосистемах вечной мерзлоты гидраты метана образуются при замерзании водоемов, и молекулы воды создают отдельные «клетки» вокруг каждой молекулы метана.Газ, заключенный в замороженной решетке воды, имеет гораздо более высокую плотность, чем в газообразном состоянии. Когда ледяные клетки тают, метан улетучивается.

Глобальное потепление, текущий период изменения климата, влияет на высвобождение гидратов метана как из слоев вечной мерзлоты, так и из слоев океанических отложений.

В гидратах метана хранится огромное количество потенциальной энергии. Однако, поскольку это такие хрупкие геологические образования, способные разрушать и нарушать окружающие условия окружающей среды, методы их извлечения разрабатываются с особой осторожностью.

Бурение и транспортировка

Природный газ измеряется в кубических метрах или стандартных кубических футах. В 2009 году Управление энергетической информации США (EIA) подсчитало, что доказанные мировые запасы природного газа составляют около 6 289 триллионов кубических футов (триллионов кубических футов).

Большая часть запасов находится на Ближнем Востоке, 2 686 триллионов кубических футов в 2011 году, или 40 процентов от общих мировых запасов. Россия занимает второе место по размеру доказанных запасов, составив 1680 трлн фут3 в 2011 году.В Соединенных Штатах сосредоточено чуть более 4 процентов мировых запасов природного газа. <

Согласно EIA, общее мировое потребление сухого природного газа в 2010 году составило 112 920 миллиардов кубических футов (bcf). В том году Соединенные Штаты потребили немногим более 24 000 млрд куб. Футов — больше, чем любая другая страна.

Природный газ чаще всего добывается вертикальным бурением от поверхности Земли. При одиночном вертикальном бурении скважина ограничивается запасами газа, с которыми она сталкивается.

Гидравлический разрыв пласта, горизонтальное бурение и кислотная обработка — это процессы, позволяющие увеличить объем газа, к которому скважина может получить доступ, и, таким образом, повысить ее продуктивность.Однако такая практика может иметь негативные экологические последствия.

Гидравлический разрыв пласта или гидроразрыв — это процесс, при котором открытые горные породы разделяются потоками воды, химикатов и песка под высоким давлением. Песочные подпорки открывают скалы, что позволяет газу улетучиваться и храниться или транспортироваться. Однако для гидроразрыва требуется огромное количество воды, что может радикально снизить уровень грунтовых вод в районе и отрицательно повлиять на водную среду обитания. В результате этого процесса образуются высокотоксичные и часто радиоактивные сточные воды, которые при неправильном обращении могут протекать и загрязнять подземные источники воды, используемые для питья, гигиены, промышленного и сельскохозяйственного использования.

Кроме того, гидроразрыв может вызвать микроземлетрясения. Большинство из этих образований слишком малы, чтобы их можно было почувствовать на поверхности, но некоторые геологи и защитники окружающей среды предупреждают, что землетрясения могут вызвать структурные повреждения зданий или подземных сетей труб и кабелей.

Из-за этих негативных воздействий на окружающую среду гидроразрыв был подвергнут критике и запрещен в некоторых регионах. В других областях гидроразрыв — это прибыльная экономическая возможность и надежный источник энергии.

Горизонтальное бурение — это способ увеличения площади скважины без создания множества дорогостоящих и экологически чистых буровых площадок.После бурения прямо с поверхности Земли бурение можно направить в сторону — горизонтально. Это увеличивает продуктивность скважины, не требуя множества буровых площадок на поверхности.

Подкисление — это процесс растворения кислотных компонентов и их помещения в скважину с природным газом, при котором растворяется порода, которая может блокировать поток газа.

После добычи природного газа его чаще всего транспортируют по трубопроводам диаметром от 2 до 60 дюймов.

В континентальной части Соединенных Штатов имеется более 210 трубопроводных систем, состоящих из 490 850 километров (305 000 миль) магистральных трубопроводов, по которым газ транспортируется во все 48 штатов. Для этой системы требуется более 1400 компрессорных станций, чтобы газ продолжал свой путь, 400 подземных хранилищ, 11000 пунктов доставки газа и 5000 пунктов приема газа.

Природный газ также можно охладить до температуры около -162 ° C (-260 ° F) и преобразовать в сжиженный природный газ или СПГ.В жидкой форме природный газ занимает лишь 1/600 объема своего газообразного состояния. Его легко хранить и транспортировать в места, где нет трубопроводов.

СПГ транспортируется на специализированном изотермическом танкере, в котором СПГ поддерживается при температуре кипения. Если какой-либо из СПГ испаряется, он сбрасывается из зоны хранения и используется для питания транспортного судна. Соединенные Штаты импортируют СПГ из других стран, включая Тринидад и Тобаго и Катар. Однако в настоящее время США наращивают производство СПГ внутри страны.

Потребление природного газа

Хотя для разработки природного газа требуются миллионы лет, его энергия использовалась только в течение последних нескольких тысяч лет. Около 500 г. до н.э. китайские инженеры использовали природный газ, выходящий из Земли, построив бамбуковые трубопроводы. Эти трубы транспортируют газ для нагрева воды. В конце 1700-х годов британские компании поставляли природный газ для освещения уличных фонарей и домов.

Сегодня природный газ используется бесчисленными способами в промышленных, коммерческих, жилых и транспортных целях.По оценкам Министерства энергетики США (DOE), природный газ может быть на 68 процентов дешевле, чем электричество.

В жилых домах природный газ наиболее часто используется для отопления и приготовления пищи. Он используется для питания бытовой техники, такой как печи, кондиционеры, обогреватели, наружное освещение, обогреватели для гаражей и сушилки для одежды.

Природный газ также используется в более крупных масштабах. В коммерческих помещениях, таких как рестораны и торговые центры, это чрезвычайно эффективный и экономичный способ питания водонагревателей, обогревателей, сушилок и печей.

Природный газ также используется для обогрева, охлаждения и приготовления пищи в промышленных условиях. Однако он также используется в различных процессах, таких как обработка отходов, пищевая промышленность и очистка металлов, камня, глины и нефти.

Природный газ также можно использовать в качестве альтернативного топлива для автомобилей, автобусов, грузовиков и других транспортных средств. В настоящее время в мире насчитывается более 5 миллионов автомобилей, работающих на природном газе (NGV), и более 150 000 автомобилей в США.

Хотя изначально газомоторные автомобили стоят дороже, чем автомобили, работающие на газе, их дешевле заправлять топливом, и они являются самыми экологически чистыми автомобилями в мире.Транспортные средства с бензиновыми и дизельными двигателями выделяют вредные и токсичные вещества, включая мышьяк, никель и оксиды азота. Напротив, газовые двигатели могут выделять незначительное количество пропана или бутана, но выделять в атмосферу на 70 процентов меньше окиси углерода.

Используя новую технологию топливных элементов, энергия природного газа также используется для производства электроэнергии. Вместо сжигания природного газа для получения энергии топливные элементы вырабатывают электричество с помощью электрохимических реакций. Эти реакции производят воду, тепло и электричество без каких-либо других побочных продуктов или выбросов.Ученые все еще исследуют этот метод производства электричества, чтобы по доступной цене применять его в электрических продуктах.

Природный газ и окружающая среда

Природный газ обычно необходимо переработать, прежде чем его можно будет использовать. При добыче природный газ может содержать множество элементов и соединений, кроме метана. Вода, этан, бутан, пропан, пентаны, сероводород, диоксид углерода, водяной пар и иногда гелий и азот могут присутствовать в скважине с природным газом.Чтобы использовать его для получения энергии, метан обрабатывается и отделяется от других компонентов. Газ, который используется для получения энергии в наших домах, представляет собой почти чистый метан.

Как и другие ископаемые виды топлива, природный газ можно сжигать для получения энергии. Фактически, это топливо с наиболее чистым сгоранием, то есть при нем выделяется очень мало побочных продуктов.

При сжигании ископаемого топлива они могут выделять (или выделять) различные элементы, соединения и твердые частицы. Уголь и нефть представляют собой ископаемое топливо с очень сложными молекулярными образованиями и содержат большое количество углерода, азота и серы.Когда они сгорают, они выделяют большое количество вредных выбросов, включая оксиды азота, диоксид серы и частицы, которые уносятся в атмосферу и способствуют загрязнению воздуха.

Напротив, метан в природном газе имеет простую молекулярную структуру: Ch5. Когда он горит, он выделяет только углекислый газ и водяной пар. Когда мы дышим, люди выдыхают те же два компонента.

Двуокись углерода и водяной пар, а также другие газы, такие как озон и закись азота, известны как парниковые газы.Увеличение количества парниковых газов в атмосфере связано с глобальным потеплением и может иметь катастрофические экологические последствия.

Хотя при сжигании природного газа по-прежнему выделяются парниковые газы, он выделяет почти на 30 процентов меньше CO2, чем нефть, и на 45 процентов меньше, чем уголь.

Безопасность

Как и при любой другой добыче, бурение на природный газ может привести к утечкам. Если буровая установка попадает в неожиданный карман с высоким давлением природного газа, или если скважина повреждена или разрывается, утечка может быть немедленно опасной.

Поскольку природный газ так быстро растворяется в воздухе, он не всегда вызывает взрыв или возгорание. Однако утечки представляют собой опасность для окружающей среды, которая также приводит к утечке грязи и масла в прилегающие районы.

Если для расширения скважины использовался гидроразрыв, химические вещества, полученные в результате этого процесса, могут загрязнить местные водные среды обитания и питьевую воду высокорадиоактивными материалами. Выбрасываемый в воздух неконтролируемый метан также может вынудить людей временно покинуть территорию.

Утечки также могут происходить медленно с течением времени. До 1950-х годов чугун был популярным выбором для распределительных трубопроводов, но он позволял выходить большому количеству природного газа. Чугунные трубы становятся негерметичными после долгих лет циклов замерзания-оттаивания, интенсивного движения по воздуху и нагрузок из-за естественного смещения грунта. Утечки метана из этих распределительных трубопроводов составляют более 30 процентов выбросов метана в секторе распределения природного газа США. Сегодня трубопроводы изготавливаются из различных металлов и пластмасс, чтобы уменьшить утечки.

API | Что такое природный газ?

Чтобы дать определение природному газу, мы должны понимать, из чего он состоит, помимо понимания того, что он исходит от природы. Природный газ состоит из смеси четырех газов природного происхождения, каждый из которых имеет разную молекулярную структуру. Эта смесь состоит в основном из метана, который составляет 70-90% природного газа вместе с этаном, бутаном и пропаном. Эти газы являются результатом сжатого тепла и давления умерших животных, похороненных глубоко под поверхностью Земли на протяжении миллионов лет.

Природный газ добывается из недр Земли путем бурения скважин на природный газ и нефтяных скважин. После извлечения газ объединяется с жидкостью, называемой сырой нефтью — так мы можем преобразовать природный газ в повседневную энергию.

Зачем нужен природный газ?

Природный газ — полезный источник естественной энергии, обладающий преимуществами по сравнению с другими источниками энергии, такими как:

• меньше примесей
• менее химически сложный
• сгорание приводит к меньшему загрязнению
• производит меньше углекислого газа (который является основным парниковым газом), диоксида серы (первичный предшественник кислотных дождей), оксидов азота (первичный предшественник смога) и твердых частиц (влияет на здоровье и видимость), чем другие источники энергии
• доступный
• надежен, то есть доступен для извлечения.

Природный газ также является более чистым источником энергии:

• внесение удобрений для этанола
• Электроэнергия для дома и бизнеса
• Перевозка по суше и по морю
• производство электроэнергии
• производство водорода из метана
• используется в большинстве наших производственных продуктов.

Где природный газ?

Внутренняя добыча природного газа за последние несколько лет выросла более чем на 20%, и в настоящее время Америка является ведущим производителем газа в мире.Подсчитано, что у Америки есть запасы природного газа как минимум на 100 лет. Больше всего природного газа в штатах, включая Техас, Пенсильванию и Оклахому.

Интересные факты о природном газе

• Природный газ не имеет запаха, цвета, огнеопасен и нетоксичен.
• Природный газ был впервые обнаружен, когда от молнии загорелся газ, который просачивался из-под земли на Ближнем Востоке между 6000 и 2000 годами до нашей эры.

  No related posts.