ブルー燃料抽出プロセス
ガス生産の前は、地質探査のプロセスです。それらはあなたが預金の発生の量と性質を正確に決定することを可能にします。現在、偵察のいくつかの方法が使用されています。
重力-岩の質量の計算に基づいています。ガス含有層は、密度が大幅に低いという特徴があります。
磁気-岩の透磁率を考慮に入れます。航空磁気測量により、深さ7kmまでの堆積物の全体像を取得することができます。
このテクニックの目的
地震-腸を通過するときに反射される放射線を使用します。このエコーは、特殊な測定器を捕らえることができます。
地球化学的-地下水の組成は、ガス田に関連する物質の含有量を決定することで研究されます。
掘削は最も効果的な方法ですが、同時にリストされている方法の中で最も高価です。したがって、使用する前に、岩石の予備調査が必要です。
のためのよく掘削方法 天然ガス生産
フィールドが特定され、堆積物の予備量が推定された後、ガス生産のプロセスが直接進行します。井戸は鉱物層の深さまで掘削されます。上昇する青い燃料の圧力を均等に分散させるために、井戸ははしごで、または望遠鏡で（望遠鏡のように）作られています。
井戸はケーシングパイプで補強され、セメントで固められています。圧力を均等に下げ、ガス生産のプロセスをスピードアップするために、1つのフィールドに一度に複数の坑井が掘削されます。坑井を通るガスの上昇は自然な方法で実行されます-ガスはより低い圧力のゾーンに移動します。
ガスには抽出後にさまざまな不純物が含まれているため、次のステップはその精製です。このプロセスを確実にするために、ガスの精製と処理のための適切な産業施設がフィールドの近くに建設されています。
天然ガス浄化システム
採炭を利用した採掘
石炭の継ぎ目には大量のメタンが含まれており、その抽出によって青い燃料が得られるだけでなく、採炭企業の安全な操業が保証されます。この方法は、米国で広く使用されています。
メタンの使用と処理の主な方向
水圧破砕法
この方法でガスを生成する場合、水または空気の流れが井戸から注入されます。したがって、ガスは置換されます。
この方法は、砕石の地震不安定を引き起こす可能性があるため、一部の州では禁止されています。
水中生産の特徴
ロシアで初めて、キリンスコエ油田でのガス生産は、水中生産施設を使用して行われます。
ガス埋蔵量は、陸地と水中を除いて存在します。私たちの国には、広範囲にわたる水中堆積物があります。水中生産は、重重力プラットフォームを使用して実行されます。それらは海底にある基地にあります。坑井掘削は、ベースに配置された柱を使用して実行されます。抽出されたガスを貯蔵するために、タンクがプラットフォームに配置されます。その後、パイプラインを介して陸地に輸送されます。
これらのプラットフォームは、複合施設のメンテナンスを実行する人々の絶え間ない存在を提供します。人数は最大100人まで可能です。これらの施設には、自律型電源、ヘリコプター用のプラットフォーム、およびスタッフ用の部屋が装備されています。
堆積物が海岸近くにある場合、井戸は斜めに実行されます。彼らは陸地から始まり、海棚の下に基地を残します。ガスの生産と輸送は標準的な方法で行われます。
天然ガスの起源：
天然ガスの起源には、生体（有機）理論と非生物（無機、鉱物）理論の2つの理論があります。
天然ガスの起源に関する生体理論は、1759年にM.V.によって初めて表現されました。ロモノソフ。地球の遠い地質学的過去では、死んだ生物（植物や動物）が水域の底に沈み、シルト質の堆積物を形成していました。さまざまな化学プロセスの結果、それらは空気のない空間で分解しました。地殻の動きにより、これらの残骸はますます深く沈み、高温高圧の影響下で、天然ガスと石油という炭化水素に変化しました。低分子量の炭化水素（つまり、天然ガスが適切）は、より高い温度と圧力で形成されました。高分子炭化水素-石油-小さい。炭化水素は、地球の地殻の空隙に浸透し、油田とガス田の堆積物を形成しました。時間が経つにつれて、これらの有機堆積物と炭化水素堆積物は、1キロメートルから数キロメートルの深さまで深くなりました-それらは堆積岩の層で覆われているか、地球の地殻の地質学的動きの影響下にありました。
天然ガスと石油の起源に関する鉱物理論は、1877年にD.I.によって策定されました。メンデレーエフ。彼は、過熱蒸気と溶融した重金属炭化物（主に鉄）の相互作用の結果として、高温高圧で地球の腸内に炭化水素が形成される可能性があるという事実から進んだ。化学反応の結果として、鉄や他の金属の酸化物、および気体状態のさまざまな炭化水素が形成されます。この場合、水は地殻の割れ目-断層を通って地球の腸の奥深くに入ります。結果として生じる炭化水素は、ガス状態にあり、同じ亀裂と断層を通って最も圧力の低いゾーンまで上昇し、最終的にガスと石油の堆積物を形成します。 D.I.によると、このプロセスはメンデレーエフと仮説の支持者は、常に起こります。したがって、石油やガスの形での炭化水素埋蔵量の削減は、人類を脅かすことはありません。
メタン
さらに、メタンは炭鉱にも見られ、爆発性のため、鉱夫に深刻な脅威をもたらします。メタンは、沼地での排泄物、つまり沼地ガスの形でも知られています。
メタンおよびメタン系列の他の（重い）炭化水素ガスの含有量に応じて、ガスは乾燥（貧しい）と脂肪（豊富）に分けられます。
- 乾燥ガスには、主にメタン組成（最大95〜96％）のガスが含まれ、他の同族体（エタン、プロパン、ブタン、ペンタン）の含有量はわずかです（パーセントの割合）。それらは純粋なガス鉱床のより特徴的であり、石油の一部であるそれらの重い成分に濃縮の源がありません。
- ウェットガスは、「重い」ガス化合物を多く含むガスです。メタンに加えて、それらは数十パーセントのエタン、プロパン、およびヘキサンまでの高分子量化合物を含んでいます。脂肪の多い混合物は、石油の堆積物に伴う関連ガスの特徴です。
可燃性ガスは、ほとんどすべての既知の鉱床に含まれる一般的で自然な石油の伴侶です。石油とガスは、関連する化学組成（炭化水素）、共通の起源、さまざまな種類の自然トラップでの移動と蓄積の条件のために分離できません。
例外は、いわゆる「デッド」オイルです。これらは日表面に近いオイルであり、ガスだけでなくオイル自体のごく一部の蒸発（揮発）により完全に脱気されます。
そのような油はロシアのウフタで知られています。これは、従来にない採掘方法で生産された、重く、粘性があり、酸化された、ほとんど流れない油です。
石油がなく、ガスが地層水に覆われている純粋なガス鉱床は、世界中に広く分布しています。ロシアでは、西シベリアで超巨大ガス田が発見されました。5兆立方メートルの埋蔵量を持つUrengoyskoyeです。 m3、ヤムブルグスコエ-4.4兆。 m3、Zapolyarnoye-2.5兆。 m3、Medvezhye-1.5兆。 m3。
ただし、油田、ガス田、油田が最も普及しています。石油と一緒に、ガスはガスキャップのいずれかで発生します。油の上、または油に溶けた状態。それからそれは溶存ガスと呼ばれます。基本的に、ガスが溶け込んだオイルは炭酸飲料に似ています。高い貯留層圧力では、かなりの量のガスがオイルに溶解し、製造プロセス中に圧力が大気圧に低下すると、オイルは脱気されます。ガスはガスとオイルの混合物から急速に放出されます。このようなガスは関連ガスと呼ばれます。
炭化水素の自然な伴侶は、二酸化炭素、硫化水素、窒素、および不純物として存在する不活性ガス（ヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノン）です。
交通手段
輸送用ガスの準備
一部の分野ではガスが非常に高品質の組成を持っているという事実にもかかわらず、一般に、天然ガスは完成品ではありません。対象成分のレベル（対象成分はエンドユーザーによって異なる場合があります）に加えて、ガスには輸送を困難にし、使用に望ましくない不純物が含まれています。
たとえば、水蒸気はパイプラインのさまざまな場所で凝縮して蓄積する可能性があり、ほとんどの場合、曲がってガスの移動を妨げます。硫化水素は腐食性の高い物質であり、パイプライン、関連機器、貯蔵タンクに悪影響を及ぼします。
この点で、ガスは主要な石油パイプラインまたは石油化学プラントに送られる前に、ガス処理プラント（GPP）で準備の手順を経ます。
準備の最初の段階は、不要な不純物を取り除き、乾燥させることです。その後、ガスは圧縮されます-処理に必要な圧力に圧縮されます。従来、天然ガスは200〜250バールの圧力に圧縮されており、その結果、占有体積が200〜250分の1に減少します。
次はトッピング段階です。特別な設備では、ガスは不安定な天然ガソリンとストリッピングガスに分離されます。主なガスパイプラインと石油化学製品に送られるのは、ストリッピングされたガスです。
不安定な天然ガソリンはガス分留プラントに供給され、そこで軽質炭化水素が抽出されます：エタン、プロパン、ブタン、ペンタン。これらの物質は、特にポリマーの製造にとっても貴重な原料です。そして、ブタンとプロパンの混合物は、特に家庭用燃料として使用される既製の製品です。
ガスパイプライン
天然ガス輸送の主なタイプは、パイプラインを介したポンプ輸送です。
メインガスパイプラインのパイプの標準直径は1.42mです。パイプライン内のガスは、75気圧の圧力で圧送されます。ガスはパイプに沿って移動するときに、摩擦力に打ち勝つために徐々にエネルギーを失い、熱の形で放散されます。この点で、一定の間隔で、特別なポンプコンプレッサーステーションがガスパイプライン上に建設されています。それらの上で、ガスは必要な圧力に圧縮され、冷却されます。
消費者に直接配送するために、より小さな直径のパイプが主要なガスパイプライン（ガス分配ネットワーク）から迂回されます。
ガスパイプライン
LNG輸送
主要な主要ガスパイプラインから遠く離れた到達困難な地域をどうするか？このような地域では、ガスは液化状態（液化天然ガス、LNG）で特殊な極低温タンク内を海上および陸路で輸送されます。
海上では、液化ガスは等温タンクを備えた船であるガス運搬船（LNGタンカー）で輸送されます。
LNGは、鉄道と道路の両方の陸上輸送でも輸送されます。このために、必要な温度を一定時間維持できる特殊な二重壁タンクが使用されています。
地球の腸内のガスはどこから来るのですか？
人々は200年以上前にガスの使用を学びましたが、地球の腸内のガスがどこから来ているのかについてはまだコンセンサスがありません。
主要な起源理論
その起源の2つの主要な理論があります：
- 鉱物、地球のより深くより密度の高い層から炭化水素を脱気し、それらをより低い圧力のゾーンに上げるプロセスによるガスの形成を説明します。
- 有機（生体）、これによると、ガスは、高圧、高温、および空気の欠如の条件下での生物の残骸の分解生成物です。
現場では、ガスは、別個の蓄積、ガスキャップ、油または水の溶液、またはガスハイドレートの形をとることができます。後者の場合、堆積物は気密粘土層の間の多孔質岩石にあります。ほとんどの場合、そのような岩石は圧縮された砂岩、炭酸塩、石灰岩です。
従来のガス田のシェアはわずか0.8％です。わずかに大きい割合は、深部、石炭、シェールガスによって占められています-1.4から1.9％。最も一般的なタイプの堆積物は、水に溶解したガスとハイドレートです-ほぼ等しい割合（それぞれ46.9％）
ガスは石油よりも軽く、水は重いため、貯留層内の化石の位置は常に同じです。ガスは石油の上にあり、水は石油とガス田全体を下から支えています。
リザーバー内のガスに圧力がかかっています。デポジットが深いほど、高くなります。平均して、10メートルごとの圧力上昇は0.1MPaです。異常に高い圧力の層があります。たとえば、UrengoyskoyeフィールドのAchimov鉱床では、3800〜4500mの深さで600気圧以上に達します。
興味深い事実と仮説
少し前までは、世界の石油とガスの埋蔵量は21世紀の初めにすでに使い果たされているはずだと信じられていました。たとえば、権威あるアメリカの地球物理学者ハバートは、1965年にこれについて書いています。
今日まで、多くの国がガス生産のペースを上げ続けています。炭化水素の埋蔵量が不足しているという本当の兆候はありません
地質学および鉱物学の医師によると、V.V。ポレバノフ、そのような誤解は、石油とガスの有機起源の理論がまだ一般的に受け入れられており、ほとんどの科学者の心を所有しているという事実によって引き起こされます。 D.I.メンデレーエフは石油の無機深部起源の理論を実証し、それはクドリャフツェフとV.R.によって証明されました。ラリン。
しかし、多くの事実が炭化水素の有機起源に反対しています。
それらのいくつかを次に示します。
- 堆積物は、有機物の存在が理論的でさえあり得ない結晶質の基盤で、最大11kmの深さで発見されました。
- 有機理論を使用すると、炭化水素埋蔵量の10％しか説明できず、残りの90％は説明できません。
- カッシーニ宇宙探査機は、2000年に土星の衛星タイタンの巨大な炭化水素資源で、地球上の湖よりも数桁大きい湖の形で発見されました。
ラリンによって提唱された元々水素化物である地球の仮説は、地球の深部での水素と炭素の反応とそれに続くメタンの脱ガスによる炭化水素の起源を説明しています。
彼女によると、ジュラ紀の古代の堆積物はありません。すべての石油とガスは、1、000年から15、000年前に形成された可能性があります。埋蔵量が撤回されると、徐々に補充することができます。これは、長く枯渇して放棄された油田で見られます。
分類とプロパティ
天然ガスは主に3つのカテゴリーに分けられます。それらは、次の特性によって記述されます。
- 2つ以上の炭素化合物を含む炭化水素の存在を除外します。それらはドライと呼ばれ、抽出を目的とした場所でのみ得られます。
- 一次原料とともに、液化・乾燥ガスとガス状ガソリンを混合して製造しています。
- 重質炭化水素と乾燥ガスを多く含んでいます。不純物の割合もわずかです。コンデンセートタイプの鉱床から抽出されます。
天然ガスは、物質のいくつかの亜種が存在する混合組成物と見なされます。このため、コンポーネントの正確な式はありません。主なものはメタンで、90％以上含まれています。それは温度に対して最も耐性があります。空気より軽く、水にわずかに溶ける。野外で燃やすと青い炎が発生します。最も強力な爆発は、メタンと空気を1:10の比率で組み合わせると発生します。人がこの元素を大量に吸入すると、健康に害を及ぼす可能性があります。
原料や工業用燃料として使用されています。また、ニトロメタン、ギ酸、フレオン、水素の取得にも積極的に使用されています。電流と温度の影響下での炭化水素結合の破壊により、産業で使用されるアセチレンが得られます。シアン化水素酸は、アンモニアがメタンで酸化されるときに生成されます。
天然ガスの組成には、次の成分リストがあります。
- エタンは無色の気体物質です。燃えるとき、それは弱く照らします。それは実際には水に溶解しませんが、アルコールでは3：2の比率で溶解することができます。燃料としては使用されていません。使用の主な目的はエチレンの生産です。
- プロパンは、水に溶けないよく使われるタイプの燃料です。燃焼時には大量の熱が放出されます。
- ブタン-特定の臭いがあり、毒性が低い。人間の健康に悪影響を及ぼします。神経系に影響を及ぼし、不整脈や窒息を引き起こす可能性があります。
- 窒素を使用して、ボアホールを適切な圧力に保つことができます。この元素を得るには、空気を液化し、蒸留して分離する必要があります。アンモニアの製造に使用されます。
- 二酸化炭素-化合物は、大気圧で固体状態から気体状態になる可能性があります。それは空気中や鉱物の泉に見られ、生き物が呼吸したときにも放出されます。食品添加物です。
- 硫化水素はかなり有毒な元素です。それは人間の神経系の機能に悪影響を与える可能性があります。腐った卵の匂いがし、後味は甘く、無色です。エタノールに非常に溶けます。水と反応しません。亜硫酸塩、硫酸、硫黄の生産に必要です。
- ヘリウムはユニークな物質と考えられています。それは地殻に蓄積する可能性があります。それはそれが含まれているガスを凍結することによって得られます。気体状態では外向きには現れず、液体状態では生体組織に影響を与える可能性があります。爆発して発火することはできません。しかし、空気中に高濃度であると、窒息につながる可能性があります。金属表面で作業するときに、飛行船や気球を埋めるために使用されます。
- アルゴンは外部特性のないガスです。金属部品の切断や溶接、食品の貯蔵寿命を延ばすために使用されます（この物質により、水と空気が移動します）。
天然資源の物性は次のとおりです。自発燃焼温度は650℃、天然ガスの密度は0.68〜0.85（気体状態）、400 kg / m3（液体）です。空気と混合した場合、4.4〜17％の濃度は爆発性と見なされます。化石のオクタン価は120-130です。可燃性成分と圧縮時に酸化しにくい成分との比率で算出しています。発熱量は、1立方メートルあたり約12,000カロリーに相当します。ガスと石油の熱伝導率は同じです。
空気を加えると、自然の発生源がすぐに発火する可能性があります。国内の状況では、それは天井まで上昇します。そこから火が始まります。これはメタンの軽さによるものです。しかし、空気はこの元素の約2倍重いです。
天然ガス処理方法
天然ガスを主要ガスパイプラインに供給する前に、この原材料をさらに精製する必要はありません。この利点は、石油（石油パイプラインに供給される前に一次処理を行う必要がある）よりも優れているため、輸送コストを大幅に節約できます。
最終的な化学組成と製造組成を取得する前に、ガス混合物は化学工業プラントで二次処理されます。これは、使用される技術に応じて、主ガス処理方法と二次ガス処理方法に分けられます。
物理的なリサイクル
この方法は、物理的およびエネルギー指標に基づいています。採掘された化石材料は深い圧縮を受け、高温にさらされることによって画分に分離されます。
低温から高温への移行中に、原材料から不純物が徹底的に除去されます。強力なコンプレッサーを使用することで、ガス生産現場での処理が可能になります。含油層からガスを圧送する場合、比較的安価なオイルポンプが使用されます。
天然ガスの性質
化学反応の使用
化学触媒処理中に、メタンの合成ガスへの変換とそれに続く処理に関連するプロセスが発生します。化学的方法には、次の2つの方法があります。
- 蒸気、二酸化炭素変換;
- 部分酸化。
後者の方法は、部分酸化中の化学反応の速度が非常に速く、追加の触媒を使用する必要がないため、最も省エネで便利です。
化石原料に影響を与えるためのツールとして高温と低温を使用することは、天然ガスを処理する熱化学的方法と呼ばれます。この原料の温度の影響で、エチレンやプロピレンなどの化合物が生成されます。このタイプの処理の複雑さは、圧力を最大11,000度まで上昇させながら最大11,000度の熱を生成できる装置の使用にあります。 3つの雰囲気。
天然ガスを処理するための最新の技術は、生成される水素の量を2倍にするメタンの追加合成を使用します。水素は、硝酸、アンモニウム成分、アニリンなどを製造するための材料である、アンモニアが分離される天然原料です。
