藍色燃料提取過程
在天然氣生產之前是地質勘探的過程。它們使您可以準確地確定沉積物的數量和性質。目前，使用了幾種偵察方法。
重力 - 基於岩石質量的計算。含氣層的特點是密度顯著降低。
磁性 - 考慮到岩石的磁導率。通過航磁測量，可以獲得深達 7 公里的沉積物的完整圖像。
這種技術的目的
地震 - 使用通過腸道時反射的輻射。這種回波能夠捕捉到特殊的測量儀器。
地球化學 - 通過測定其中與氣田相關的物質的含量來研究地下水的成分。
鑽孔是最有效的方法，但同時也是所列方法中最昂貴的。因此，在使用之前，需要對岩石進行初步研究。
鑽井方法為 天然氣生產
在確定油田並估計初步儲量後，直接進行天然氣生產過程。井鑽到礦物層的深度。為了均勻分佈上升的藍色燃料的壓力，井是用梯子或伸縮式（如望遠鏡）製成的。
該井用套管加固並註水泥。為了均勻減壓和加快產氣過程，在一個油田同時鑽幾口井。通過井的氣體上升是以自然方式進行的——氣體移動到壓力較低的區域。
由於提取後的氣體中含有各種雜質，下一步就是對其進行提純。為確保這一過程，正在油田附近建造適當的氣體淨化和加工工業設施。
天然氣淨化系統
使用煤礦開採
煤層中含有大量甲烷，提取甲烷不僅可以獲得藍色燃料，而且可以保證煤礦企業的安全運營。這種方法在美國被廣泛使用。
甲烷的主要利用和加工方向
水力壓裂法
當通過這種方法生產氣體時，水或空氣流會通過井注入。因此，氣體被置換。
這種方法會引起破碎岩石的地震失穩，因此在某些州是被禁止的。
水下採礦的特點
在俄羅斯，Kirinskoye 氣田的天然氣生產首次使用水下生產綜合體進行
天然氣儲量存在，除了陸地和水下。我國擁有廣泛的水下礦床。使用重重力平台進行水下生產。它們位於海床上的底座上。鑽井是通過位於基座上的柱子進行的。儲罐放置在平台上以儲存提取的氣體。然後通過管道運輸到陸地。
這些平台提供了對綜合體進行維護的人員的持續存在。人數最多可達 100 人。這些設施配備了自主電源、直升機平台和員工宿舍。
當沉積物位於海岸附近時，鑽井是傾斜的。他們從陸地開始，將基地留在海架下。天然氣生產和運輸以標準方式進行。
天然氣產地：
天然氣的起源有兩種理論：生物成因（有機）理論和非生物成因（無機、礦物）理論。
1759 年，M.V. 首次提出了天然氣起源的生物成因理論。羅蒙諾索夫。在地球遙遠的地質歷史中，死去的生物體（植物和動物）沉入水體底部，形成粉質沉積物。由於各種化學過程，它們在不通風的空間中分解。由於地殼的運動，這些殘餘物越來越深，在高溫和高壓的影響下，它們變成了碳氫化合物：天然氣和石油。低分子量碳氫化合物（即天然氣本身）在較高的溫度和壓力下形成。高分子碳氫化合物——油——含量較小。碳氫化合物滲透到地殼的空隙中，形成了油氣田的沉積物。隨著時間的推移，這些有機沉積物和碳氫化合物沉積物深入到一公里到幾公里的深度——它們被沉積岩層覆蓋或受到地殼地質運動的影響。
1877 年，D.I. 提出了關於天然氣和石油起源的礦物學說。門捷列夫。他的出發點是，由於過熱蒸汽和熔融重金屬碳化物（主要是鐵）的相互作用，碳氫化合物可以在高溫和高壓下在地球內部形成。由於化學反應，形成了鐵和其他金屬的氧化物，以及氣態的各種碳氫化合物。在這種情況下，水通過地殼中的裂縫-斷層進入地球深處。生成的碳氫化合物處於氣態，然後通過相同的裂縫和斷層上升到壓力最小的區域，最終形成氣和油沉積物。這個過程，根據 D.I.門捷列夫和該假設的支持者，無時無刻不在發生。因此，石油和天然氣形式的碳氫化合物儲量的減少不會威脅到人類。
甲烷
此外，在煤礦中也發現了甲烷，由於其爆炸性，它對礦工構成嚴重威脅。甲烷也以沼澤中的排泄物形式——沼澤氣體而聞名。
根據甲烷和甲烷系列的其他（重）烴氣體的含量，氣體分為乾（貧）和脂肪（富）。
- 乾燥氣體包括主要由甲烷組成的氣體（高達 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（百分之幾）。它們更具有純天然氣礦床的特徵，其中作為石油一部分的重質成分沒有富集來源。
- 濕氣體是“重”氣體化合物含量高的氣體。除了甲烷之外，它們還含有百分之幾十的乙烷、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隨石油沉積的伴生氣的特徵。
在幾乎所有已知的沉積物中，可燃氣體是石油的常見和天然伴侶，即油氣由於其相關的化學成分（碳氫化合物）、共同的成因、運移條件以及在各類天然圈閉中的聚集，密不可分。
一個例外是所謂的“死油”。這些是靠近白天表面的油，由於不僅氣體的蒸發（揮發），而且油本身的輕餾分也完全脫氣。
這種油在俄羅斯的烏赫塔是眾所周知的。它是一種通過非常規採礦方法生產的重質、粘性、氧化、幾乎不流動的油。
純氣藏在世界範圍內廣泛存在，那裡沒有石油，天然氣被地層水覆蓋。在俄羅斯，西西伯利亞發現了超巨型氣田：Urengoyskoye，儲量達5萬億立方米。立方米，Yamburgskoye - 4.4 萬億。立方米，Zapolyarnoye - 2.5 萬億。 m3，Medvezhye - 1.5 萬億。立方米。
然而，石油和天然氣和油田是最廣泛的。與石油一起，天然氣出現在氣帽中，即過油，或溶解在油中的狀態。然後它被稱為溶解氣體。就其核心而言，溶解有氣體的石油類似於碳酸飲料。在高儲層壓力下，大量氣體溶解在油中，當生產過程中壓力降至大氣壓時，油被脫氣，即氣體從油氣混合物中迅速釋放出來。這種氣體稱為伴生氣。
碳氫化合物的天然伴侶是二氧化碳、硫化氫、氮氣和作為雜質存在於其中的惰性氣體（氦氣、氬氣、氪氣、氙氣）。
運輸
運輸用氣體準備
儘管在某些領域，天然氣具有異常高質量的成分，但一般來說，天然氣不是成品。除了目標組分水平（目標組分可能因最終用戶而異）外，氣體還含有雜質，使其難以運輸並且在使用中不受歡迎。
例如，水蒸氣會在管道中的各個地方凝結和積聚，最常見的是彎曲，從而乾擾氣體的運動。硫化氫是一種高度腐蝕劑，會對管道、相關設備和儲罐產生不利影響。
在這方面，在輸送到主要輸油管道或石油化工廠之前，氣體在氣體加工廠 (GPP) 進行製備程序。
準備的第一階段是清除不需要的雜質並乾燥。之後，氣體被壓縮——壓縮到加工所需的壓力。傳統上，天然氣被壓縮到 200-250 bar 的壓力，這導致佔用體積減少 200-250 倍。
接下來是頂部階段：在特殊裝置中，氣體被分離成不穩定的汽油和頂部氣體。被輸送到主要天然氣管道和石化生產的汽提氣體。
不穩定的天然汽油被送入氣體分餾廠，從中提取輕質烴：乙烷、丙烷、丁烷、戊烷。這些物質也是有價值的原材料，特別是用於生產聚合物。丁烷和丙烷的混合物是一種現成的產品，特別是用作家用燃料。
天然氣管道
天然氣輸送的主要方式是通過管道泵送。
燃氣主管道的標准直徑為 1.42 m，管道內的氣體在 75 atm 的壓力下被泵送。當它沿著管道移動時，氣體由於克服摩擦力而逐漸失去能量，以熱量的形式消散。在這方面，每隔一段時間，就會在輸氣管道上建設專門的抽氣壓縮機站。在它們上，氣體被壓縮到所需的壓力並冷卻。
為了直接向消費者輸送，較小直徑的管道從主要的天然氣管道 - 天然氣分配網絡轉移。
天然氣管道
液化天然氣運輸
遠離主要天然氣管道的難以到達的區域怎麼辦？在這些地區，氣體以液化狀態（液化天然氣，LNG）在特殊的低溫罐中通過海路和陸路運輸。
在海上，液化氣通過氣體運輸船（LNG 油輪）運輸，船上裝有等溫罐。
液化天然氣也通過陸路運輸，鐵路和公路運輸。為此，使用了特殊的雙壁罐，可以在一定時間內保持所需的溫度。
地球內部的氣體從何而來？
儘管人們在 200 多年前就學會了使用天然氣，但對於地球內部的天然氣從何而來，至今仍未達成共識。
主要起源理論
其起源有兩種主要理論：
- 礦物，解釋了通過從地球更深和更密集的層中脫氣碳氫化合物並將它們提升到壓力較低的區域來形成氣體的過程；
- 有機（生物），據此，氣體是在高壓、高溫和缺乏空氣的條件下生物體殘骸的分解產物。
在現場，天然氣可以是單獨的聚集體、氣頂、油或水中的溶液或天然氣水合物的形式。在後一種情況下，沉積物位於氣密粘土層之間的多孔岩石中。大多數情況下，這種岩石是壓實砂岩、碳酸鹽、石灰岩。
常規氣田的份額僅為0.8%。深層、煤和頁岩氣所佔的比例略大——從 1.4% 到 1.9%。最常見的沉積物類型是水溶氣體和水合物 - 比例大致相等（各佔 46.9%）
由於氣比油輕，水比油重，因此化石在儲層中的位置總是一樣的：氣在油上面，水從下面支撐著整個油氣田。
儲層中的氣體處於壓力之下。沉積物越深，它就越高。平均每10米，壓力增加0.1 MPa。有異常高壓的層。例如，在 Urengoyskoye 油田的 Achimov 礦床中，它在 3800 到 4500 m 的深度達到 600 個大氣壓或更高。
有趣的事實和假設
不久前，人們認為世界石油和天然氣儲量應該在 21 世紀初就已經枯竭。例如，權威的美國地球物理學家哈伯特在 1965 年就曾寫過這篇文章。
迄今為止，許多國家繼續加快天然氣生產步伐。沒有真正的跡象表明碳氫化合物儲量正在耗盡
根據地質和礦物學博士 V.V. Polevanov，這種誤解是由於石油和天然氣的有機起源理論仍然被普遍接受並擁有大多數科學家的頭腦。雖然 D.I.門捷列夫證實了石油的無機深層成因理論，然後被庫德里亞夫采夫和 V.R.拉林。
但許多事實都反對碳氫化合物的有機來源。
以下是其中一些：
- 在深度達 11 公里的結晶地基中發現了沉積物，有機物質的存在甚至無法從理論上講；
- 用有機理論，只能解釋10%的油氣儲量，剩下的90%是無法解釋的；
- 卡西尼號太空探測器於 2000 年在土星的衛星土衛六上發現了比地球上大幾個數量級的湖泊形式的巨大碳氫化合物資源。
拉林提出的原始氫化物地球假說通過氫與碳在地球深處的反應以及隨後的甲烷脫氣來解釋碳氫化合物的起源。
據她介紹，侏羅紀時期沒有古代沉積物。所有的石油和天然氣都可能在 1,000 到 15,000 年前形成。隨著儲量的撤出，可以逐漸補充，這在長期枯竭和廢棄的油田中可以看到。
分類和性質
天然氣分為三大類。它們由以下特徵描述：
- 排除存在超過 2 個碳化合物的碳氫化合物。它們被稱為乾的，僅在那些用於生產的地方獲得。
- 與初級原料一起生產液化和乾氣以及相互混合的氣態汽油。
- 它含有大量的重烴和乾氣。還有一小部分雜質。它是從凝析氣沉積物中提取的。
天然氣被認為是一種混合成分，其中有該物質的幾個亞種。正是由於這個原因，該組件沒有確切的公式。主要的一種是甲烷，其中含有90%以上。它是最耐高溫的。比空氣輕，微溶於水。在露天燃燒時，會產生藍色火焰。如果將甲烷與空氣以 1:10 的比例混合，則會發生最強烈的爆炸。如果一個人吸入大量這種元素，那麼他的健康可能會受到損害。
用作原料和工業燃料。它還積極用於獲得硝基甲烷、甲酸、氟利昂和氫氣。在電流和溫度的影響下烴鍵斷裂，得到工業上使用的乙炔。當氨被甲烷氧化時會形成氫氰酸。
天然氣的成分具有以下成分列表：
- 乙烷是一種無色氣態物質。燃燒時，它發出微弱的光。它實際上不溶於水，但在酒精中它可以以 3:2 的比例溶解。它沒有被用作燃料。主要用途是生產乙烯。
- 丙烷是一種廣泛使用的燃料，不溶於水。在燃燒過程中，會釋放大量熱量。
- 丁烷——具有特殊氣味，低毒。它對人體健康有負面影響：它會影響神經系統，導致心律失常和窒息。
- 氮氣可用於將鑽孔保持在適當的壓力下。要獲得這種元素，必須將空氣液化並通過蒸餾分離。用於製造氨。
- 二氧化碳 - 該化合物可以在大氣壓下從固態變為氣態。它存在於空氣和礦泉中，也可以在生物呼吸時釋放出來。它是一種食品添加劑。
- 硫化氫是一種相當有毒的元素。它會對人類神經系統的功能產生負面影響。它有臭雞蛋的氣味，回味甜美，無色。極易溶於乙醇。不與水反應。是生產亞硫酸鹽、硫酸和硫磺所必需的。
- 氦被認為是一種獨特的物質。它可以積聚在地殼中。它是通過冷凍包含它的氣體而獲得的。當處於氣態時，它不會向外表現出來，在液態時，它會影響活組織。它不能爆炸和點燃。但如果空氣中濃度很高，就會導致窒息。在處理金屬表面時，用於填充飛艇和氣球。
- 氬氣是一種沒有外在特性的氣體。它用於切割和焊接金屬部件，以及為了增加食品的保質期（由於這種物質，水和空氣被置換）。
自然資源的物理性質如下：自燃溫度為650攝氏度，天然氣的密度為0.68-0.85（氣態）和400公斤/立方米（液態）。當與空氣混合時，4.4-17% 的濃度被認為是爆炸性的。化石的辛烷值為120-130。它是根據可燃成分與壓縮過程中難以氧化的成分的比例計算的。熱值大約等於每1立方米1.2萬卡路里。天然氣和石油的熱導率相同。
當添加空氣時，自然來源可以迅速點燃。在國內條件下，它上升到天花板。這就是火災開始的地方。這是由於甲烷的輕質。但空氣比這個元素重約 2 倍。
天然氣加工方法
在向主輸氣管道供應天然氣之前，這種原料不需要進一步提純，這一優勢優於石油（在進入輸油管道之前必須經過初級處理），從而大大節省了運輸成本。
在獲得最終的化學品和生產成分之前，氣體混合物在化工廠進行二次處理，根據所使用的技術，二次處理分為主要氣體處理方法和二次氣體處理方法。
物理處理
這種方法基於體力和能量指標。開采的化石材料受到深度壓縮，並通過暴露在高溫下分離成碎片。
在從低溫到高溫的過渡過程中，原材料被徹底清除雜質。使用強大的壓縮機可以在氣體生產現場進行處理。當從含油地層抽氣時，使用相對便宜的油泵。
天然氣的性質
使用化學反應
在化學催化加工過程中，會發生與甲烷轉化為合成氣體相關的過程，然後進行加工。化學方法涉及使用兩種方法：
- 蒸汽、二氧化碳轉化；
- 部分氧化。
後一種方法最節能、最方便，因為部分氧化過程中的化學反應速率相當高，不需要使用額外的催化劑。
利用高溫和低溫作為影響化石原料的工具被稱為加工天然氣的熱化學方法。在溫度對這種原料的影響下，會形成乙烯、丙烯等化合物，這類加工的複雜性在於使用的設備能夠產生高達11000度的熱量，同時將壓力增加到1000度。三個大氣。
處理天然氣的現代技術使用甲烷的額外合成，這使得產生的氫氣量增加一倍成為可能。氫氣是從中分離出氨的天然原料，是生產硝酸、銨組分、苯胺等的原料。
