LNG品种手册：天然气的产业基础(上)

研究院能源化工组 内容摘要 研究员 潘翔0755-82767160panxiang@htfc.com从业资格号：F3023104投资咨询号：Z0013188 ■天然气的定义与分类 天然气是一种以甲烷为主的化石能源，因燃烧效率高、污染物排放低，被视为最清洁的化石燃料之一。根据成分，天然气可分为干气（低液烃含量）和湿气（高液烃含量），以及贫气与富气。按酸性气体含量，可分为酸性气（需净化）和洁净气。按储运方式，可分为管道天然气（PNG）、液化天然气（LNG）和压缩天然气（CNG）。其中，LNG因便于长途运输，已成为国际贸易的主要形式之一，推动天然气市场全球化发展。 康远宁0755-23991175kangyuanning@htfc.com从业资格号：F3049404投资咨询号：Z0015842 ■全球天然气储量分布 2024年，全球天然气探明储量约197.35万亿立方米，主要集中在中东（38.6%）、独联体国家（28.7%），俄罗斯、伊朗、卡塔尔三国合计占近50%。北美和亚太地区储量次之，而欧洲储量仅占1.7%。中东储产比最高（100年以上），而北美、欧洲储量相对较低，储产比仅15-20年。 投资咨询业务资格： 证监许可【2011】1289号 ■常规与非常规天然气的储量构成 天然气按气藏分为常规和非常规天然气。估算全球常规气（如气藏气、凝析气、伴生气）资源量432万亿立方米，集中在中东和欧亚大陆，开采经济性较好。非常规天然气储量365万亿立方米，主要包括页岩气、致密气和煤层气，分布于北美和亚洲。随着勘探开发的深入，陆上常规天然气的新增探明储量逐步减少，新资源开发的重点正在向深海及极地区域拓展。 目录 核心观点.............................................................................................................................................................错误!未定义书签。天然气的定义与分类.........................................................................................................................................................................3天然气的质量指标与计量单位.........................................................................................................................................................8天然气的储量分布..........................................................................................................................................................................10天然气的开采工艺与加工工艺..........................................................................................................................错误!未定义书签。 图表 图1:天然气液组分............................................................................................................................................................................3图2:天然气的分类............................................................................................................................................................................4图3:各类天然气藏的示意图............................................................................................................................................................6图4:天然气国家标准（2018）........................................................................................................................................................9图5:液化天然气国家标准（2020）................................................................................................................................................9图6:各地区天然气剩余探明可采储量占比..................................................................................................................................10图7:各地区天然气剩余探明可采储量|万亿立方米....................................................................................................................10图8:2022年不同类型天然气剩余技术可采储量同比.................................................................................................................12图9:2022年海域常规油气剩余技术可采储量类型.....................................................................................................................12表1:国外一些气田的天然气组分|%（体积分数）......................................................................................................................7表2:国内一些气田的天然气组分|%（体积分数）......................................................................................................................8表3:天然气和液化天然气单位换算表............................................................................................................................................9表4:全球常规和非常规天然气剩余技术可采资源量|单位：万亿立方米................................................................................11表5:1900-2020各年所发现全球油气田个数和储量海陆分布....................................................................................................11 天然气的定义与分类 天然气是一种通常存在于油田和天然气田中的气态化石燃料。从化学角度来看，天然气是由烃类化合物和非烃类化合物组成的混合物，无色无味无毒性。其中烃类化合物以甲烷为主要成分，包含乙烷、丙烷等杂质。含碳数较高的烃沸点较低，开采到地面后会以液态的形式存在，包括天然汽油（Natural gasoline）、石脑油（Naphtha）和天然气凝析液（Condensate）。非碳氢化合物气体包括氮气、二氧化碳、硫化氢和水等。 目前天然气的用途主要包括家用燃料、工业燃料、交通燃料，部分应用于化工生产，如合成氨、甲醇。天然气具有低碳排放、低污染物产生和高燃烧效率等优势，所以被视为最清洁的化石燃料之一，是全球能源转型时期的重要过渡能源。 资料来源：《图解天然气》，华泰期货研究所 液化天然气和天然气液 液化天然气（LNG）和天然气液（NGLs）是一对容易混淆的概念。液化天然气是指将天然气冷却至-162°C以下，转变为液态的形式，目的是便于运输。液化天然气中甲烷占比在80%以上，此外还含有乙烷、丙烷及其他成分。 天然气液是指从天然气中分离出的液态烃类化合物，这些烃类在地下气藏中以气态形式存在，但通过加压或冷却处理后可以液化为液态，是天然气开采、处理和加工过程中产生的重要高附加值副产品。天然气液包含的乙烷、丙烷、丁烷和凝析油是制取乙烯的主要原料，也是输送及储存方便、硫含量低的民用燃料。 天然气的分类 天然气通常根据化学成分，储运方式和气藏方式分类。 按组分不同，天然气可以划分为干气和湿气、富气与贫气。 ⚫干气和湿气：以C5界定法划分，在20℃、101千帕的参比条件下，1立方米天然气中戊烷（C5＋）以上液烃含量小于13.5立方厘米为干气，多于此含量为湿气。 ⚫贫气与富气：以C3界定法划分，1立方米天然气中丙烷（C3＋）以上液烃含量按液态计小于100立方厘米的天然气为贫气，大于100立方厘米则为富气。习惯上也会将回收天然气凝液前的天然气称为富气，回收凝液后的天然气称为贫气。 这两对概念之间的划分并不是十分严格，有时会将干气与贫气，湿气与富气相提并论。总的来说湿气与富气含有更多碳数较高的烃，因此密度更大，热值更高。 天然气还可以按酸性气体(二氧化碳和硫化物)含量的多少来分类，可分为酸气和洁气： ⚫酸气：含有显著的硫化氢和二氧化碳等酸性气体，需要进行净化处理才能达到管输标准；一般情况下，把硫含量20毫克/立方米作为界定的指标：硫含量高于这一数值的为酸性天然气，否则为洁气。这一标准参考我国2018版天然气国标对进入长输管道的天然气的要求。例如表2中海南崖城13-1气田产气的H2S含量为70 mg/m3，二氧化碳体积分数为7.65%，需要额外的脱硫脱酸处理。 ⚫洁气：指硫化氢和二氧化碳含量低，不再需要进行净化处理即可外输或利用的天然气。也会被称为“甜气”。 资料来源：华泰期货研究所 天然气按储运方式可以分为液化天然气（LNG），管道天然气（PNG）和压缩天然气（CNG）。 ⚫液化天然气是指将天然气经过冷却至-162°C以下，转变为液