Природный газ.
Природный газ - это ископаемое топливо, которое естественным образом встречается в газообразной форме в пористых породах фундамента. Используемый в качестве источника энергии газ состоит из углеводородов: в основном метана (CH4), но также пропана (C3H8), бутана (C4H10), этана (C2H6) и пентана (C5H).
Он образуется в результате осаждения органических веществ, возраст которых составляет миллионы лет. Чаще всего органическое вещество, захороненное в недрах, сначала превращается в кероген под действием давления и температуры.
При повышении температуры (от 50 до 120 ° C) кероген разрушается. Это термическое разложение, называемое пиролизом, приводит к вытеснению двух углеводородов: природного газа и нефти, которые в непроницаемой породе образуют залежь. На глубине от 1,5 до 3 км газ и нефть присутствуют в одних и тех же отложениях.
Природный газ может быть различных видов: он считается термогенным, когда он возникает в результате преобразования органического вещества под действием давления и высоких температур в недрах нашей планеты, и считается биогенным, когда он образуется в результате ферментации бактерий, присутствующих в органических отложениях, например газ болотный.
В зависимости от глубины и типа залежей газ может быть традиционным или нетрадиционным. Например сланцевый газ.
От этого зависит сложность добычи и способы его дальнейшей эксплуатации (использования).
В отличие от обычных газов, заключенных в легкодоступные отложения, нетрадиционные газы трудно извлекать. Добытчики газа естественно на протяжении всей истории добычи и потребления газа предпочитали использование обычного газа, который гарантирует высокий коэффициент извлечения энергетических ресурсов, а именно - 80%, против 20% в среднем для нетрадиционного газа. Однако доля последних в последние годы резко возросла, особенно в США. Скорее всего из-за дефицита газа традиционного.
Обычные газы.
Газ, сконцентрированный в породах, естественным образом удерживается в земле под давлением сверху пластов земной коры и под непроницаемым покрытием, что и гарантирует существование газовой залежи, или как говорят - газового месторождения. Чтобы его добыть, надо бурить скважину.
Неассоциированный газ образуется и присутствует на месторождениях нефти, но не смешивается с нефтепродуктами.
Попутный газ присутствует в растворе в нефти и должен быть отделен во время нефтедобычи при бурении скважины. Ранее такие газы, считавшиеся нежелательными отходами, сжигались прямо на месте добычи нефти. А сейчас они либо повторно закачиваются в нефтяные пласты-месторождения для поддержания там давления, либо восстанавливаются до потребительских кондиций и поступают в местные газовые магистрали.
Сланцевый газ представляет собой газ, который содержится в глубинных горных породах, таких как сланец, мало пористых и очень мало водонепроницаемых.
Нетрадиционные газы.
Они представляют собой важные подземные запасы, эксплуатация которых остается пока достаточно сложной и очень от этого дорогостоящей.
Например такой, как угольный газ, который естественным образом присутствует в порах угля.
Компактные залежи угольного газа иногда скапливаются и задерживается в небольших и труднодоступных подземных резервуарах. Так они представляют опасность для рабочих-шахтёров. Порой взрывы угольного газа в шахте уносят жизни работающих в шахте людей.
К нетрадиционным газам можно отнести также гидраты метана, которые как в ловушке находятся под высоким давлением и при низкой температуре. Встречаются такие газы под океанами и в зонах вечной мерзлоты (на Аляске, и в России). В настоящее время нет никаких экономически выгодных технологий, которые бы позволили с выгодой разрабатывать эти месторождения.
Техническая или научная операция.
Добыча газа подразделяется на два этапа: 1 - Разведка, 2 - добыча и очистка.
Разведка заключается в поиске месторождений. У геологов на вооружении есть такие методы разведки месторождений газа как методы картирования и сейсмографии. Они позволяют определить технические и экономические перспективы газового месторождения, а также эксплуатационные потенциалы данного запаса газа в конкретном месторождении.
Разведочное бурение подтверждает или опровергает наличие газовой залежи и определяет ее возможный экономический потенциал.
После фазы разведки наступает этап добыча газа, что требует создания сложной инфраструктуры. Однако не все так страшно, порой после бурения месторождения найденный там обычный газ, находящийся под естественным давлением пластов Земли, легко сам поднимается на поверхность. Затем его приходится только обрабатывать и очищать (удаление соединений серы и CO2). Таким он готов для продажи потребителям.
Транспортировка газа.
По наземным или подводным трубопроводам газ транспортируется между странами-производителями и странами-потребителями. Они могут простираться на несколько тысяч километров, например, те, которые связывают Россию с Европейским Союзом. Компрессорные станции установлены вдоль на всем протяжении трубопроводной сети.
Компрессонные станции очень сильно сжимают под давлением газ, что позволяет ему направляться-циркулировать с достаточно высокой скоростью по тубопроводу.
Как например в газопроводе "Северный поток" , что построен по дну Балтийского моря между Россией и странами Европейского Союза. Расход энергии, потребляемой при транспортировке по трубопроводам, составляет от 10 до 15% всей той энергии, что имеет сам весь содержащийся в трубах газ.
Когда трубопроводная транспортировка слишком дорога или невозможна, газ транспортируют в жидком виде на судах (танкерах-газовозах). Фактически, при температуре около -161 ° C газ можно транспортировать в жидкой форме: это называется сжиженным природным газом (СПГ).
Этот метод представляет собой альтернативу газопроводам, которые представляют собой стационарные транспортные инфраструктуры.
Это и есть еще один вид транспортировки - в виде сжиженного газа. На специальных заводах по сжижению газа при температуре около -161 ° C газ превращается в жидкое состояние и может транспортироваться в жидком виде на специальных транспортных средствах.