天然气分类

一、天然气分类原则

(1) 按组分划分：干气、湿气；烃类、非烃类。

(2) 按天然气来源划分：有机来源、无机来源。

    (3) 按生储盖组合划分：自生自储型、古生新储型和新生古储型。

    (4) 按天然气相态划分：游离气、溶解气、吸附气、固体气(气水化合物)。

    (5) 按有机母质类型划分：腐殖气(煤型气)、腐泥气(油型气)、腐殖腐泥气(陆源有机气)。

    (6) 按有机质演化阶段划分：生物气、生物一热催化过渡带气、热解气(热催气、热裂解气)、高温热裂解气等。

(7) 其他。

二、国内外学者对天然气类型划分

    20世纪五六十年代，前苏联的学者以气体的来源、化学成分、存在条件为基础划分天然气类型，对广义天然气研究起积极推动作用。

    七八十年代，欧美的地质学家，趋向于以狭义天然气为主的成因分类，并形成以有机来源和无机来源两大类天然气成因分类的轮廓，出现以有机质不同母质类型天然气划分的雏型，见表1-1-1。

    80年代，我国天然气地质学家发展了狭义天然气成因类型的划分，确定了天然气有机和无机两大基本来源，明确地提出有机成因气中的油型气和煤型气的基本类型，并以有机质的化学作用形式及演化特征，确定出微生物作用形成的生物气、热解作用形成的热催化气和热裂解气的概念，见表1-1-2。1989年戴金星院士等提出原始物质、化学作用形式及成熟度、组分、相态等不同天然气分类方案，见表1-1-3。

表1-1-1 国外学者对天然气的分类

作者	Козлов(1950)	Высодкий(1950)	Соколов(1965)	Tissot(1978)
天然气类型	在地壳中生成的气   生物化学成因气   自然化学反应生成气   变质成因气   放射性成因气   辐射化学成因气   核反应成因气 运移气   宇宙成因气   空气成因气   岩浆气或地下深处气	地壳中形成的气   生物化学气     菌解气     热解气   岩石化学气   放射性成因气 循环气   大气 残余宇宙气   宇宙气   地球古大气圈	地表气和水下沉积层气   土壤和母岩气   沼泽气和泥炭气   海洋水下沉积物气 沉积岩气   油田气、气田气   煤田气、地层水气   盐层气、分散气 变质岩气 花岗石圈和玄武岩气 火山气   岩浆气(来自溶岩湖)   喷气孔喷气 大气	有机成因气   生物气   早期成岩气   热解气   裂解气 无机来源气   浅层水中空气   火山地热气   放射性成因气
作者	Hunt(1979)	Tiratisoo(1979)	Schoell(1980,1988)	MacDonald(1983)
天然气类型	沉积有机质的微生物降解气 沉积有机质的热降解 煤层的成熟作用 储层石油和沥青的热转化 火成岩、变质岩的气体扩散 碳酸盐岩的热分解 沉积物捕获的大气	细菌气 与煤有关的天然气 与油有关的天然气 非烃气体 非生源气 地球原始大气甲烷	生物成因气 混合成因气 热成因气 非生物甲烷	沉积岩中有机质微生物降解 沉积岩中有机质降解 原油的热裂解 煤的变质作用 岩浆及火山岩高温反应 地幔原生甲烷的向外运移

表1-1-2 我国学者对天然气的分类

作者	韩跃文(1984)	熊寿生等(1984)	徐永昌等(1985)	包茨等(1988)
天然 气分类	生物成因气 热解成因气	厌氧细菌生化气 有机质热降解气 有机质热裂解气	生物气 油型气 煤型气	生物气 热解气 煤成气
	深源气	深源热分解气 岩浆脱气、火山喷气 围岩分解气、变质气 循环热液气	深源气	深源气
作者	张士亚等(1988)	黄汝昌(1988)	陈荣书(1988)	张厚福(1989)
天然气分类	生物气   腐泥生物气   腐殖生物气 热解气   油成气   煤成气	生物成因气 生物低温陆源成因混 相气 油型气(石油伴生气) 陆源有机气 煤成气	生物成因气 油型气 煤型气	有机成因气   生物气   热解气   油型气   煤型气   裂解气
	深源气		无机成因气	无机成因气   宇宙气、火山气   岩浆岩气   变质岩气   无机盐类分解气

表1-1-3 不同天然气分类方案(戴金星等，1989)

划分标准	原始物质		化学作用形式及成熟度	组分			相态
				湿度	非烃	氦/氩
类型	无机气		生物气 热解气 裂解气	干气	非烃型 贫非烃型	现代气 混合气 古代气	游离气 溶解气 吸附气 固体气
	有机气	油型气		湿气
		煤型气

    1994年，徐永昌教授以气态烃为主，以“多源复合、多阶连续”的天然气成因模式思想为横线提出了新的天然气成因分类系统。根据天然气物质来源、形成演化阶段及其地球化学特征将天然气来源分为两大系统。

    (1) 有机成因气(生物)

    根据有机母质地球化学特征，将有机成因气划分为：油型气(腐泥型母质)、煤型气(腐殖型母质)。

    根据有机质演化阶段划分为：生物成因气(细菌)、生物-热催化过渡带气、热解气、高温裂解气。

    (2) 无机成因气(非生物)

    划分为幔源气(深源气)、岩石化学反应气。

三、从矿场特点和化学组分来分类天然气

    1. 按矿场特点分类

    (1) 气藏气

    产白天然气藏中的天然气称气藏气。一般气藏气含有90%(体积分数)以上的甲烷，还含有少量乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体和CO₂、H₂S、N₂等非烃类气体。不与石油共生的纯气藏，又称非伴生气。

    (2) 凝析气藏气

    除含有大量的甲烷外，还含有乙烷、丙烷、丁烷，以及戊烷以上的烃类，即汽油、煤油组分。凝析气藏气和气藏气一样，均称非伴生气。

    (3) 油田气

    含溶解气和气顶气，伴随原油共生，又称伴生气。其特点是乙烷和乙烷以上的烃类含量比气田气高。

    2. 按天然气的化学成分分类

    (1) 烃类气

    甲烷和其重烃同系物的体积含量超过50%时称烃类气。按烃类气的湿度系数，将烃类气分为干气和湿气。一般将甲烷含量≥95%(C₂⁺/C₁＜5%)的天然气称为干气，甲烷含量小于95%( C₂⁺/C₁＞5%)的天然气称为湿气。

    (2) 含硫气

    H₂S作为天然气中的一种组分是较普遍存在的，但以主要气体组成成藏者并不多见。1976年我国渤海湾盆地冀中坳陷晋县凹陷东部断阶带发现的赵兰庄下第三系孔店组气藏H2S含量高达92%，在世界上也罕见。

    根据H₂S含量(按体积分数)的不同，行业标准把含硫气气藏分为：①微含硫气藏：＜0.0013%；②低含硫气謦：0.0013%～0.3%；③中含硫气藏：0.3%～2.0%；④高含硫气藏：2.0%～10.O%；⑤特高含硫气藏：10.0%～50.0%；⑥H₂S气藏：＞50.O%。

    (3) 二氧化碳类气

    在烃类气藏中有的CO₂共存，有的以CO₂为主，伴生有甲烷和氮气。根据CO₂含量(按体积分数)的不同，行业标准把拿CO₂气藏分为：①微含CO₂气藏：＜0.01%；②低含CO₂气藏：0.01%～2.0%；③中含C0₂气藏：2.0%～10.0%；④高含C0₂气藏：10.0%～50.0%；⑤特高含C0₂气藏：50.0%～70.0%；④CO₂气藏：＞70.0%。

目前世界上发现不少CO₂气藏，我国也在十几个地区和层位发现CO₂气藏。松辽盆地南部德惠断陷万金塔-农安背斜带北端万金塔下白垩统泉头组CO₂气藏，C0₂含量高达99.77%。

    (4) 氮类气

    天然气中N₂含量变化很大，从微量到以N₂为主。根据N₂含量(按体积分数)的不同，行业标准把含N₂气藏分为：①微含N₂气藏：＜2.0%；②低含N₂气藏：2.0%～5.0%；③中含N₂气藏：5.O%～10.0%；④高含N₂气藏：10.0%～50.0%；⑤特高含N₂气藏：50.0%～70.O%；⑥N₂气藏：＞70.0%。

    四川盆地威远气田震旦系气藏天然气含氮量在6%～8%，属于中含N₂气藏。鄂西和江汉等地区发现的N₂气藏，天然气中含氮量达80%～90%。