加拿大天然气净化工业

目前加拿大是仅次于美国和苏联的主要天然气生产国家,年产量约1000亿米~3,占世界总产气量的6%.所产天然气的50%输往美国.据估计,20年以后天然气资源可能枯竭,因而现在正大力开发煤和油砂等其它的可燃矿物资源. 加拿大生产的天然气中,有近65%是含硫天然气,其产地集中于阿尔伯达省西部,     

气改煤应算环保账

7月10日,国家发改委发布上调非居民天然气价格后,有媒体认为“以天然气为原料的化工企业再次面临生死抉择”。“在以天然气为原料的化工企业中,天然气成本超过了总成本的一半。因此,天然气涨价对气头化工企业来说等于直接割肉”。新世纪以来,这是第三次较大的天然气提价,继续以气为原料很难再有盈利的可能,“气改煤似乎成为了气头化工企业的唯一选择”,“不改煤就只有等死了”。     

徐家围子断陷深层天然气地球化学特征及成因

以试气井段为单位对徐家围子断陷深层天然气进行分析,探索各气藏天然气组成及碳同位素的分布规律。研究表明:乙烷碳同位素在平面上存在明显差异,断陷边部乙烷碳同位素较重,具有煤型气特征,断陷中部乙烷碳同位素较轻,达到油型气标准;天然气C_5以上的重烃碳同位素异常轻,可能来源于原油裂解;碳同位素反序的天然气不一定是无机成因,复杂的碳同位素序列可能是油型气和煤型气混合造成;无机成因烃气数量甚微,不可能单独成藏。     

识别天然气源的地化指标

天然气,石油和煤是现代工业能源的三大支柱.它们分别占总能源量的17%、42%及27%.1981年世界天然气、石油和煤的产量折算成石油量之比是1:1.9:1.4.我国1981年的产量折算比是1:8.9:35.4,显然天然气的产量太低.利用天然气组分标志是识别天然气来源的一种方法.根据天然气源再结合不同成因气的生成、运移、聚积地区.就有助于寻找新的天然气资源.天然气源可分为油型气、煤成气、微生物成因气及深源气和化石气等四大类.油型气是指与石油有关的气,包括油田伴生气(油溶气、气顶气及重力分异的游离气)及非伴生气(包括气田气、凝析气、水溶气)两类.     

天然气汞含量作为煤型气和油型气判识指标的探讨

天然气汞含量作为判识煤型气和油型气的一项重要指标已经被很多学者所接受,但在勘探实践中应用的并不多,究其原因是对该指标的认识还不够深入.探讨该指标的前提是搞清天然气中汞的形成机制,通过对美国和中国不同产煤区煤中汞含量和不同煤阶下煤的产气率进行统计分析,认为煤系有机质具备形成高含汞天然气的物质基础.但很多检测数据显示并不是所有的煤型气均具有较高的汞含量,有的甚至接近于0.为解释这一现象,开展了煤的吸汞和热释汞实验,发现煤在低温下不仅不能够释汞反而会从周围环境中吸收汞,只有当温度升高到一定程度煤中的汞才会在热力的作用下大量释放出来,因此说气源岩类型和地层温度共同决定了天然气汞含量的高低.全国八大盆地500多口气井的汞含量数据统计分析表明,当天然气汞含量大于30 000ng/m3时,可基本判断该天然气类型为煤型气.当天然气汞含量介于10 000～30 000ng/m3之间时,其为煤型气的几率较大,在结合其他地质资料的情况下也可比较容易得出合理的结论.但当天然气汞含量介于5 000～10 000ng/m3之间甚至更低时,天然气汞含量只能作为判识煤型气和油型气的辅助参数.     

中国煤制天然气产业的发展现状及建议

中国富煤少气的能源特点决定了发展煤制天然气是获取天然气资源、缓解我国天然气供需矛盾的重要途径之一。开展煤制天然气项目能够合理利用我国劣质煤炭资源,调整煤炭消费结构,实现煤炭的清洁利用,缓解天然气供应紧张的状况,保障我国能源安全。文章从煤制天然气的产业流程着手,梳理了国家对于煤制天然气的行业政策及现状,分析了国内发展煤制天然气的必要性及经济性,剖析了煤制天然气发展过程中出现的主要问题,同时为煤制天然气产业的健康发展提出了切实可行的建议。     

合成天然气(SNG)产品中氢气含量控制手段的研究

煤制天然气的合成天然气(SNG)产品与常规天然气最大的不同在于其H_2含量高,可能对燃气电厂等用户有较大影响,需要在设计阶段做好控制方案。控制SNG中H_2含量的工艺手段主要有调节氢碳比、调整反应温度和调节分水量等。采用ASPEN PLUS对国内某煤制天然气项目甲烷化工艺流程进行模拟,分析几种工艺调节手段对H_2含量控制的敏感性,结果显示氢碳比和第二辅甲烷化(最后一级甲烷化)入口温度对SNG中H_2含量和产品品质影响较大,适合作为H_2含量控制的主要调控手段。     

辽河坳陷天然气中汞的成因及地球化学意义

汞是天然气中常见的非烃气态组分,含量变化范围很大。前人研究认为,天然气中的汞含量主要受气源岩母质类型影响,煤型气汞含量相对较高,油型气汞含量相对较低,因而将其作为判识天然气类型的一种地球化学指标。但在辽河坳陷,东部凹陷部分地区和西部凹陷油型气的汞含量(14.4～1930μg/m3)明显高于东部凹陷煤型气的汞含量(25.2～52.5μg/m3),同时其天然气比我国产自稳定克拉通盆地的天然气要异常富集汞。对此进行的研究表明:天然气(尤其是油型气)中汞含量明显受盆地构造背景和深部地质过程的影响,与源岩母质类型没有明显相关性;天然气中汞含量与稀有气体3He/4He比值具有明显的正相关关系,表明天然气中一部分汞可能是来自地球深部的挥发分或与深部地质过程有关。图2表1参6(王孝陵摘)     

西湖凹陷天然气成因及来源分析

东海盆地西湖凹陷天然气资源丰富,但其成因与来源一直存在较大争议。综合分析天然气组分、碳同位素组成、轻烃指纹以及天然气伴生凝析油地球化学特征,对西湖凹陷天然气的成因、热演化程度与族群划分进行了探讨,在此基础上利用不同烃源岩热模拟产物碳同位素特征与伴生凝析油特征进行了气源分析。西湖凹陷天然气为煤型气,形成于中等成熟—高成熟热演化阶段,对应的R_o值约为1.16%～1.87%。西胡凹陷天然气可以划分为4个族群,其中A、B与C类天然气分别分布于平湖斜坡、黄岩构造带和宁波构造带,D类天然气零星分布于平湖斜坡。西湖凹陷A类天然气主要来源于平湖组煤,B类天然气主要来源于平湖组泥岩,C类天然气主要来源于高热演化阶段的平湖组煤,D类天然气中有3个样品来源于平湖组炭质泥岩,1个气样可能有中下始新统烃源岩贡献。本文研究结果可为西湖凹陷的天然气勘探提供理论依据和技术支持。     

鄂尔多斯盆地富县古生界天然气成因及气源综合识别

近年来,鄂尔多斯盆地南部（简称鄂南）古生界天然气勘探取得重要进展,展示了良好的勘探前景,但鄂南古生界天然气成因及气源研究相对薄弱,直接制约了下一步的勘探部署。为此通过系统开展富县古生界天然气组分、烷烃气碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析,查明了鄂南富县古生界天然气中甲烷占绝对优势,含有一定量的重烃,非烃气CO₂、N₂含量相对较高,显示其为过成熟阶段生成的干气。鄂南富县古生界天然气以典型油型气为主,煤型气为辅,甲烷和乙烷的碳同位素组成存在倒转现象可能为油型气与煤型气的混合造成,上古生界天然气烷烃气碳同位素组成普遍比下古生界天然气偏重,可能混有相对较多的煤型气。综合运用烃源岩干酪根碳同位素—岩石脱附气碳同位素—天然气乙烷碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年等综合地球化学手段,推断出鄂南富县古生界天然气可能主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。     

中国寻找大气田的前景及方向

从生气母质、生气的窗口、聚集环境和流体的活动性等方面比较,天然气比石油具更广泛的成藏条件。中国大陆和海域的盆地特征、丰富的煤炭资源、发现的古隆起和圈闭类型,中国具有形成大气田的地质条件。但由于晚古生代以来中国板块构造复杂的演变,带来了储层物性不好和保藏条件欠佳两个不利因素,故中国至今尚未发现一些大气田。在今后的勘探工作中,作者提出(1)勘探稳定型盆地要与勘探活动型盆地兼顾;(2)选择层位上要注意石炭系和二叠系;(3)选择构造上要重视古隆起和其它圈闭的叠合部位;(4)注意深层中发现储层物性变好的地质和物理条件;(5)适当注意非烃气藏的勘探工作等5个方面为寻找气田的方向。     

吐哈盆地雁木西油田天然气成因分析

雁木西油田所产天然气在吐哈盆地有一定的特殊性，主要表现为含有一定量的硫化氢气体，部分样品的氮气含量高、甲烷含量低、烃类碳同位素值较重，并且重烃碳同位素值发生了倒转。探讨这些特殊性有助于全面认识吐哈盆地的天然气来源、成因与分布规律等，为此在天然气地球化学特征分析的基础上，结合具体的地质条件对天然气的来源、成因进行了系统地分析并取得了如下认识：①雁木西油田的原油溶解气分布在鄯善群和白垩系油藏中，成因上为腐殖型天然气，由烃类和非烃类组成；②烃类气体由甲烷和重烃组成，不同组分的含量与干燥系数均在较宽的范围内变化，但都表现为湿气特征；③非烃类气体主要由N₂、H₂S、CO₂等组成，其中CO₂含量普遍较低；④烃类气体、部分非烃气体及其伴生的原油主要来自侏罗系烃源岩，部分高含量的氮气为大气来源，硫化氢与深部石炭系海相碳酸盐岩有关；⑤部分天然气遭受了次生变化，烃类碳同位素值偏重、重烃碳同位素值倒转均与细菌的生物降解作用有关。     

鄂尔多斯盆地多种能源矿产共存特征及其相关性

鄂尔多斯盆地蕴藏着丰富的石油、天然气、煤炭、煤层气、砂岩型铀矿等能源矿产,其分布具有南油北气、上油下气、煤层分布广、盆缘有含铀矿化及富集煤层气的特点。物质"来源"研究表明,石油主要源自中生界湖相源岩;天然气除了上古生界煤系源岩外,海相灰岩对成藏也有贡献;煤层气主要由聚煤中心煤化作用形成;铀源可能有中酸性花岗岩的贡献,也含有赋存层位的铀质来源。成矿年代及形成机理表明,它们之间存在着一定的内在成因联系,特别是侏罗系煤层不能形成大型油藏、煤系作为天然气的主力贡献、煤层气区对深盆气的形成补充以及天然气对铀矿化的还原作用等方面表现均较为显著。      

吐哈盆地煤成油气的地质地球化学研究

本文提出了煤成油气首要的地质、地球化学条件为有利成油的煤相—流水沼泽相。煤中所富含的早期生烃组分(基质镜质体、木栓质体和树脂体等),在R。值为0.35％时即开始生烃,0.6％时已达高峰,0.7％～0.8％时生烃结束;计算表明,煤中微孔对烃类的吸附阀值为86mg/g,煤生烃必需大于该值才有烃类排出;通过对煤的孔隙分布及其对烃类吸附的研究表明,煤成烃最有利的排驱时期在R。为0.8％以前;早期构造、油源断层及区域性盖层是形成煤成油藏的必要条件。     

中国南方中、古生界油气勘探的思路

中国南方改造型盆地的特点,决定了其油气成藏的复杂性和多样性.以成藏的基础、关键、归宿特殊性的分析、论证为基点,根据:(1)现今油气藏的定位不决定于原型盆地,而与晚期改造,再分配烃源控制的空间有关;(2)主导成藏模式应为早期聚集晚期成藏、晚期聚集晚期成藏两种类型;(3)油气的高演化和晚期成藏的特点,决定了南方应以找气为主;(4)晚期重建整体封存体系的优劣是能否成藏并保存的关键,其核心是建造与改造的统一;(5)南方天然气的储集以多层系、多类型为特点,应坚持"有主要目的层,而不唯主要目的层”,多层兼顾,立体勘探和"二次生烃,多层储集、动态成藏,整体封存”的勘探思路.     

淮南潘集、张集煤矿次生生物气地球化学特征

研究淮南煤田不同矿区煤层气的成因类型对于整个煤田煤层气的勘探开发意义重大。为此，利用地质和地球化学相结合的方法，对淮南煤田主要矿区--潘集煤矿和张集煤矿煤层气的成因类型进行了深入研究。结果表明：该区煤层气组分表现出了甲烷含量高、重烃和二氧化碳含量低的干燥气体的特征，与国内外含次生生物成因煤层气的组分特征一致。虽然该区煤岩的热演化程度已处于热成因气的生成阶段，但煤层气的δ¹³C₁值的总体分布范围为-56.7‰～-67.9‰，仍属于生物成因气的分布范围。煤层气的δ¹³C₂值主要分布在-22‰～-29‰，反映了乙烷的热成因特征，指示了该区的煤层气为热成因乙烷和微生物成因甲烷的混合。淮南煤田具有适合的煤阶、区域强烈隆升使煤层被抬升到浅部、地表水渗入煤层、生物气生成的最佳温度等次生生物成因煤层气生成的有利地质条件。因此，有利的地质条件、煤层气的组分与同位素显示的特征，相互印证了淮南煤田煤层气中有次生生物气存在的事实。     

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文章通过对长焰煤、气煤、焦煤和无烟煤分别吸附CH₄、N₂和CO₂单组分气体的研究,探讨了不同煤级煤吸附3种单组分气体的特征以及相互间的差异性,发现CO₂/CH₄和CH₄/N₂值随煤级和平衡压力的变化而变化,并非简单的2倍关系。之后评价了几种常用吸附模型模拟煤吸附不同气体的效果,所选模型包括Langmuir方程、BET方程、D—A方程和D—R方程,优选出了更适合于描述煤吸附气体行为的吸附模型。研究结果表明,n=1时的D—A方程更适合于描述煤吸附CH4行为,Frendulich方程和Henry方程则适合于描述低煤级煤吸附N₂行为,而所选用的模型都不能合理解释无烟煤吸附CO₂的等温线在高压时出现的上翘现象。研究成果在煤层气的资源评价、产能预测、注气提高煤层气采收率技术以及CO₂在煤层中的封存技术等领域具有一定的科学意义。     

中国煤层气分布特征及高产富集因素

预测了中国煤层气远景资源量约 25～35万亿m³,分布于 39个含煤盆地或 68个聚煤单元的八套含煤层系中;探讨了煤层气不同于常规石油天然气或固体煤的勘探特性;划分了压力封闭气藏、承压水封堵气藏、顶板水网络状微渗滤封堵气藏和构造圈闭气藏四大类煤层气气藏类型;分析了煤层气高产富集的基本条件,特别是从煤的区域热变质、区域压实变质和构造应力变质上,论述了对煤层气高产富集的控制作用,进一步指出了热变质压力封闭及承压水封堵区、应力-热变质承压水封堵区和轻压实变质、后期抬升的承压水封堵区是煤层气高产富集最有利的地区.     

致密砂岩气区气田水液态轻烃的类型特征及其地质意义——以四川盆地上三叠统须家河组气藏为例

前人的研究成果认为,天然气聚集区地层水中主要是以甲烷为主的轻烃与少量苯类及酚类化合物。然而,利用吸附丝色谱技术对四川盆地上三叠统须家河组气藏56个气田水样品开展分析后却发现,该区致密砂岩气区气田水中具有丰富的液态轻烃(C4~C16)信息,可分为富烃类与贫烃类两大类、6个亚类共16种类型。为此,进一步分析了气田水轻烃发育特征与烃类的关系,取得了以下主要认识:1气田水中液态轻烃的广泛发育,显示须家河组气源岩多处于热演化生湿气—大量生气早期阶段,苯系物与萘系物的广泛存在,展示其液态轻烃为煤系烃源岩所生成;2气田水中轻烃类型的差异证明储层的非均质性较强、连通性差,烃类的聚集形成于储层致密化同期或致密化以后;3须家河组气藏中不同区域天然气的聚集存在期次与类型上的差异,大量富烃类气田水的存在,证实四川盆地须家河组还未经历原油热裂解成气阶段,天然气仍以干酪根热裂解气为特征。对气田水中液态轻烃的分类与特征进行归纳总结,为致密砂岩气区天然气藏的形成与演化规律研究提供了新方法,对气层的压裂改造与天然气的开采也具有重要的地质意义。     

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在油气成因理论研究以及新型能源的研制和开发领域中,氢气都占有极其重要的地位。在含油气盆地、构造活动带、地热区和火山岩区都已经发现富含氢气的天然气藏。研究表明,这些天然气中氢气含量极不均一,而且其同位素D值远远高出一般天然气中烷烃的氢同位素D值;这些氢气主要来源于幔源氢气、高温下H₂S或CH₄的分解、水岩反应和水在辐射作用下的分解等。由于其较强的还原性,深部的氢气在上升的过程中也可以与盆地的流体或岩石发生反应,促进烃源岩生烃或者改善已形成油气的品质。氢气也可以作为工业原料或新型燃料直接应用。