این گازها از مخلوط شدن گازهای گوناگون مانند CO2 ، He ، H2S ، N2 با هیدروکربنها تشکیل میشوند. هیدروکربنها معمولا ازنوع متان و دیگر پارافینهای ردیف پایین هستند. فشار و دما ، ترکیبات گاز در فازهای مختلف را معین میسازد. درنتیجه کاهش فشار ، اکثر هیدروکربنهای ردیف بالا تغییرحالت میدهند، یعنی گازهای مرطوب درست میشوند. درصورتی که تمام گازهای خشک تقریبا از متان درست میشوند.
گازهای مرطوب شامل متان و مقدار قابل توجهی از آلکانها با تعداد کربن بالا هستند.
هیدروکربنهای گازی متعلق به سری نفتهای پارافینی
گازهای خشک (Dry Gases)
این گازها حاوی مقدارزیادی متان میباشند (64 الی 96 درصد) و این گازها به سختی تبدیل به مایع میشوند. در کانسارهای زغال سنگ و مناطق مردابی نیز گازهای خشک بوفور یافت میشوند که قسمت عمده آنها از متان بوجود آمده است. گاز متان در حرارت و فشار موجود در منابع زیرزمینی قابل تراکم نیست. بنابراین همیشه بصورت گاز در کانسارها وجود دارد و فقط در نتیجه فشارهای زیاد میتواند در نفت حل شود.
گازهای مرطوب (Wet Gases)
این گازها تقریبا به سهولت میتوانند به مایع تبدیل شوند و دارای مقدار زیادی از پارافینهای ردیف بالا مانند اتان ، پروپان ، هگزان و هپتان میباشند. این گازها را میتوان تحت فشار و حرارت زیاد به مایع تبدیل کرد. لذا نسبت به شرایطی که در کانسار حاکم است، این گازها به شکل فاز مایع یا فاز بخار در آنجا وجود دارند.
لایههای مخازن نفت و گاز
گازهای طبیعی در کانسارهای نفت
بنابر آنچه گذشت، گازهای طبیعی ممکن است همراه با نفت و یا به صورت مجزا تشکیل کانسار دهند که هر دو نوع آن ، از نظر اقتصادی خیلی با ارزش میباشد. در کانسارهای نفت ، امکان دارد که گازهای طبیعی به حالتهای مختلف دیده شوند. غالبا این گازها قسمت فوقانی منابع را اشغال کرده ، چون وزن مخصوص کمتری دارند، در نتیجه یا بر روی نفت و یا بر روی آب قرار دارند. ولی بعضی اوقات در کانسارهای نفت حاوی گاز ، درصد قابل ملاحظهای از گازها به صورت محلول قرار میگیرد که نسبت آن وابسته به اختصاصات فیزیکی نفت و گاز و همچنین حرارت و فشار منبع یا مخزن است.
گاهی ممکن است دریک مخزن ، درصد قابل ملاحظهای از گازهای طبیعی محلول در آب باشند. در اعماق بیش از دو هزار متری نیز ، تحت شرایط فشار و حرارت زیاد ، گازهای مخلوط در نفت از نظر فیزیکی غیر قابل تشخیص میباشند.
گازهای ترش و شیرین
گازهایی که دارای CO2 و گوگرد هستند، به نام گازهای ترش و گازهای دارای گوگرد کمتر را گازهای شیرین گویند.
کانسارهای گازهای طبیعی
گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار میدهند. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل میشوند و درصورت رسیدن به درجه اشباع ، تجزیه شده ، در قسمتهای بالای افقهای نفتی به شکل گنبدهای گازی قرار میگیرند.
مهار گازهای طبیعی
اگرچه هنگام استخراج نفت ، سعی میشود برای نگهداری انرژی کانسار از استخراج آن جلوگیری شود، باز این گاز حل شده در نفت در هنگام استخراج به همراه آن خارج میشوند. درسالهای گذشته این گازها را آتش میزدند. ولی امروزه از آنها به عنوان مواد خام شیمیایی و ماده سوختنی با ارزش استفاده میکنند.
ترکیب گازهای طبیعی
دربعضی جاها ، گازهای زیرزمینی دارای نیتروژن بیشتر (کانزاس) یا CO2 بیشتر (مجارستان ، کلرادو) درخود هستند. بخشی از CO2 ، از محصولات تشکیلات نفتی و بخشی نیز با منشاء آتشفشانی بوجود میآید. مقدار جزئی هیدروژن نیز در اکثر مواقع پیدا شده است. گازهای ازتدار میتوانند تا 2.5 درصد حجمی هلیوم داشته باشند (مانند ایالات متحده امریکا). از شکسته شدن عناصر رادیواکتیو درون سنگهای ساحلی هلیوم بوجود میآید. گازهای دارای سنگ مخزن کربناته ، دارای مقدار زیادی H2S هستند.
رسیدن گازهای طبیعی به سطح زمین
بیرون آمدن گازهای طبیعی زیرزمینی به سطح زمین ، همانند بروز نفت به سطح زمین ، از پدیدههای مهم بوده ، توسط میزان بیرون آمدن گازطبیعی میتوان در مورد پتانسیل کانسارهای هیدروکربنی ، اطلاعات با ارزش و مهمی بدست آورد. ولی تشخیص و تفکیک این گازها خیلی ساده نیست تا بدانیم آیا این گاز مربوط به گاز مردابی یا گاز زغال سنگ و یا گاز مربوط به نفت است. از وجود هیدروکربنهای ردیف بالا ، میتوان گفت که این گاز از نوع زیرزمینی است.
گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ
این نوع گازها تا 6 درصد حاوی هیدروکربنهای ردیف بالا هستند. گازهایی که منشاء آنها مربوط به زغال سنگ است، خیلی کمیاب هستند (مانند گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ هلند) و علت آن را چنین توجیه میکنند که این نوع گازهای حاصل در مرحله زغال شدگی برای خودشان سنگ مخزن خوبی پیدا نمیکنند تا جمع شوند.
تفکیک گازهای طبیعی ازنفت
گازی که همراه نفت است، باید از آن جدا شود تا نفت خالص بدست آید. اگر نفت و گازی که باهم از چاه خارج میگردند، پیش از آنکه از هم جدا شوند، مستقیما به مخازن نفت هدایت گردند، گاز چون سبک و فرار است، مقداری از آن ، از منافذ فوقانی مخزن به هوا میرود و در ضمن ، مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج میکند. از این رو ، نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن بفرستیم، به درون دستگاه تفکیک که نفت و گاز را از هم جدا میسازد، هدایت میکنیم.
دستگاه تفکیک نفت و گاز
این دستگاه به شکل یک استوانه قائم است که در آن ، ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط میگردد و در این ضمن ، از سرعت آن نیز کاسته میشود. وقتی فشار و سرعت گاز ، خیلی کم شد، مقدار زیادی از آن ، از نفت جدا میگردد. آنگاه آن را توسط لوله به درون ظرفی هدایت کرده ، از آن استفاده میکنند.
گازهای طبیعی تفکیک شده
گازی که از دستگاه جدا کننده خارج میگردد، غالبا از نوع گاز تر است و مقدار زیادی بنزین سبک همراه دارد. این بنزین طبیعی ، بسیار مفید و قیمتی است. از این رو ، نباید آن را به هدر داد. در اوایل پیدایش صنعت نفت ، از این ماده گرانبها استفادهای به عمل نمیآمد و آن را همراه با سایر اجزای گاز به هدر میدادند. اما رفته رفته که به اهمیت و فواید این گاز پی بردند، سعی شد که بنزین طبیعی آن را استخراج نموده ، از بقیه اجزای آن نیز به انواع گوناگون استفاده شود.