在我們生活的地球上，有一種神奇的能源正默默地為人類的發(fā)展貢獻(xiàn)著巨大力量，它就是天然氣?；蛟S你每天使用燃?xì)庾鲲垥r(shí)，并未過多留意它，但天然氣卻與我們的生活息息相關(guān)。今天，就讓我們一起深入了解天然氣，揭開它神秘的面紗。

一、天然氣從何而來

天然氣的形成是一個(gè)極其漫長且復(fù)雜的過程，歷經(jīng)數(shù)億年的時(shí)光雕琢。在遠(yuǎn)古時(shí)代，大量的動(dòng)植物死亡后，遺體被層層掩埋在地下深處。隨著時(shí)間推移，這些有機(jī)物質(zhì)在缺氧、高溫和高壓的環(huán)境下，逐漸發(fā)生了一系列奇妙的化學(xué)變化。

從成因機(jī)理來看，天然氣主要分為無機(jī)成因和有機(jī)成因兩大類。無機(jī)成因天然氣源于各種無機(jī)因素，比如巖石或地殼內(nèi)部物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)、核反應(yīng)，地幔巖漿活動(dòng)以及宇宙空間的放射性反應(yīng)等。像宇宙氣，是地球在形成星球過程中從宇宙空間捕獲的氣體資源，主要賦存于地幔深處；幔源氣，又稱深源氣，存在于地幔中或從地幔上升到沉積圈 。

而有機(jī)成因天然氣則是沉積巖中的有機(jī)質(zhì)或者有機(jī)可燃礦產(chǎn)在微生物作用下形成的。依據(jù)有機(jī)質(zhì)母質(zhì)類型，它又可劃分為腐泥型天然氣（對(duì)應(yīng)于 Ⅰ、Ⅱ 型干酪根降解，也稱為油型氣）和腐殖型天然氣（對(duì)應(yīng)煤、Ⅲ 型干酪根降解，或煤成氣） ；按照有機(jī)質(zhì)的熱演化程度，還能分為生物降解成因氣（未成熟階段）、熱解氣（成熟階段）、裂解氣（過熟階段）。此外，還有一些混合成因天然氣，是生物化學(xué)作用、放射性作用等生成的氣體混合物 。

二、天然氣的獨(dú)特組成

天然氣并非單一的氣體，而是一個(gè)復(fù)雜的混合大家庭。其主要成分是甲烷，通常含量占比相當(dāng)高。除了甲烷，還包括少量的多碳烷烴，像乙烷、丙烷等（主要是 C2 - C6 的烷烴，C7 及以上的烷烴含量極少） 。在一些天然氣中，還存在極少量的烯烴類物質(zhì)，如乙烯、丙烯和丁烯，不過部分產(chǎn)地的天然氣甚至檢測(cè)不到烯烴 。另外，還有微量級(jí)的芳香烴，像苯、甲苯、二甲苯和三甲苯，別看它們含量少，對(duì)天然氣的加工處理影響可不小 。

除了烴類物質(zhì)，天然氣中還有各種非烴類氣體，這與產(chǎn)地有很大關(guān)系。常見的非烴類氣體有氮?dú)?、二氧化碳、硫化氫、氫氣、氦氣、氬氣以及水蒸?。同時(shí)，還包含一些非氣體物質(zhì)，例如多硫化氫、有機(jī)硫化物（硫醇、硫醚、硫化羰、二硫化碳等）和氣溶膠狀的瀝青質(zhì) 。不同地區(qū)甚至不同時(shí)間開采出來的天然氣，組成成分都有很大差異，但基本都涵蓋了上述這些物質(zhì)類別 。

三、認(rèn)識(shí)天然氣的特性

天然氣給人的第一印象就是無色、無味、無毒且無腐蝕性，并且它比空氣輕。你知道嗎？當(dāng)天然氣泄漏時(shí)，它會(huì)迅速向上飄散，這一特性在一定程度上增加了它的安全性 。不過，天然氣的熱值非常高，這意味著它蘊(yùn)含著巨大的能量，能為我們提供高效的能源供應(yīng) 。但高能量也伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)，它易燃易爆，當(dāng)空氣中天然氣含量達(dá)到 5% - 15% 時(shí)，一旦遇到火源，就會(huì)引發(fā)燃燒爆炸，所以在使用天然氣時(shí)，安全問題絕對(duì)不容忽視 。

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣田天然氣的相對(duì)密度一般為 0.58 - 0.62，石油伴生氣的相對(duì)密度一般為 0.7 - 0.85，沸點(diǎn)在 - 166℃ - - 157℃之間，爆炸極限在 5% - 15%（體積分?jǐn)?shù)） 。這些物理化學(xué)性質(zhì)，決定了天然氣在開采、運(yùn)輸和使用過程中的各種規(guī)范和要求 。

四、天然氣的開采利用歷史

人類與天然氣的緣分由來已久。早在公元前兩千年前，伊朗人就率先發(fā)現(xiàn)了天然氣 。而我國，更是最早應(yīng)用天然氣的國家，歷史可以追溯到公元前 250 年以前 。據(jù)《華陽國志?蜀志》記載，公元前 256 - 251 年，李冰父子在臨邛（今邛崍）的鹽井中發(fā)現(xiàn)了天然氣，當(dāng)時(shí)稱之為 “火井” 。從公元前 200 年起，邛崍境內(nèi)就開始用天然氣熬制鹽巴 。《漢書?地理志》也記載了 “西河郡鴻門縣有天封苑火井祠，火從地出” 。西漢宣帝神爵元年（公元前 61 年），在陜西省神木縣和翰林縣一帶也發(fā)現(xiàn)了天然氣井 。北宋仁宋、慶歷、皇佑年間（1041 - 1053 年），中國的鉆井技術(shù)出現(xiàn)大革新，“卓筒井” 的出現(xiàn)促進(jìn)了天然氣的開發(fā)利用，天然氣業(yè)也開始從鹽業(yè)中獨(dú)立出來 。

在國外，公元前一千年左右，在俄國巴庫，人們發(fā)現(xiàn)有氣體從巖石縫隙中噴出并意外燃燒，當(dāng)時(shí)被視為 “圣火” 和 “長明之火” 。歐洲地區(qū)最早發(fā)現(xiàn)并使用天然氣的是英國，1659 年開啟了歐洲認(rèn)識(shí)天然氣的大門 。自 1790 年起，歐洲人開始利用管道傳輸天然氣，作為熱能和光源使用 。19 世紀(jì) 20 年代，隨著管道技術(shù)的迅速發(fā)展，天然氣得以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸 。20 世紀(jì)初期，美國發(fā)現(xiàn)了第一口氣井，并實(shí)現(xiàn)了天然氣的大規(guī)模工業(yè)化使用和商品生產(chǎn) 。