作????者 | 陳德春 編 | ISBN | 9787563623075 |
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頁(yè)????數(shù) | 158 | 定????價(jià) | 15.00元 |
出版時(shí)間 | 2007-12 |
《高等學(xué)校教材·中國(guó)石油大學(xué)(華東)規(guī)劃教材:天然氣開采工程基礎(chǔ)》以油藏工程和采油工程的知識(shí)背景為基礎(chǔ),以天然氣開采工藝過(guò)程為主線,系統(tǒng)地介紹了天然氣開采工程的基本原理、工藝技術(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。全書共分8章,內(nèi)容包括:天然氣基礎(chǔ)知識(shí)、氣井完井、氣井產(chǎn)能分析、氣井生產(chǎn)系統(tǒng)分析、排水采氣工藝、氣井井場(chǎng)工藝、氣井增產(chǎn)措施和采氣工程方案設(shè)計(jì)等。授課教師使用時(shí)可根據(jù)教學(xué)的具體要求進(jìn)行取舍。
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頁(yè)數(shù): 11頁(yè)
評(píng)分: 4.3
第 1 頁(yè) 共 11 頁(yè) 天然氣基礎(chǔ)知識(shí) 第一部分 天 然 氣 基 本 性 質(zhì) 一、概述 天然氣是從地下開采出來(lái)的一種可燃性氣體 ,它是埋藏在地殼下面的生 物有機(jī)體 ,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代和復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程而形成的。 我國(guó)利用天然氣有著悠久的歷史,它是氣體燃料中出類拔萃的新秀,具 有清潔、無(wú)毒、熱值高、使用調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于各行各業(yè),如熬鹽、 化工、化肥、冶煉、碳黑生產(chǎn), CNG汽車和城市民用等。 隨著城市建設(shè)發(fā)展,城市天然氣事業(yè)迅速壯大,公用、民用氣用戶大量 增加,為減輕環(huán)境污染,天然氣在各行各業(yè)不斷受到重視,它是二十一世紀(jì) 一種清潔、高效、優(yōu)質(zhì)的環(huán)保能源。 二、天然氣的種類 1、氣田氣 熱值一般為 34.69MJ/Nm3(8300KCAL/Nm3) 2、油田伴生氣 熱值一般為 45.47MJ/Nm3(10878KCAL/Nm3) 3、凝析氣田氣 熱值一般為 48.36MJ/Nm3(1
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頁(yè)數(shù): 27頁(yè)
評(píng)分: 4.3
1 管道標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容:有管道附件、管子的直徑、連接尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸、以及壓力的標(biāo)準(zhǔn)。 天然氣知識(shí)題庫(kù) 一、天然氣基礎(chǔ)知識(shí) 1. 天然氣在常壓下的液化溫度為 -162℃ 。 2. 燃燒三要素包括可燃物、助燃物和著火點(diǎn)。 3. 目前國(guó)內(nèi)天然氣計(jì)量單位均采用 Nm3。精品文檔,超值下載 4.天然氣是指從自然界中開采出來(lái)的,以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值目扇細(xì)怏w混合物。 5.天然氣的熱值為 3.5×107J/m3。 6. 大多數(shù)天然氣中,甲烷的含量是 70%-90%。 7.天然氣中的硫化氫是一種比空氣重,可燃、有毒,有臭鴨蛋氣味的氣體。 8.天然氣比液化石油氣安全,主要是因?yàn)樘烊粴饷芏缺瓤諝庑?、爆炸極限下限較高。 9.液化石油氣的爆炸極限是 1.5-9.5% 。 10.溶解氣體是指在一定壓力下,溶解于氣瓶?jī)?nèi)溶劑中的氣體。 11.燃燒和爆炸本質(zhì)上都是可燃物質(zhì)的氧化反應(yīng)。 12.乙炔瓶、氧氣瓶距離火源的距離
天然氣也同原油一樣埋藏在地下封閉的地質(zhì)構(gòu)造之中,有些和原油儲(chǔ)藏在同一層位,有些單獨(dú)存在。對(duì)于和原油儲(chǔ)藏在同一層位的天然氣,會(huì)伴隨原油一起開采出來(lái)。
對(duì)于只有單相氣存在的,我們稱之為氣藏,其開采方法既與原油的開采方法十分相似,又有其特殊的地方。由于天然氣密度小,為0.75~0.8千克/立方米,井筒氣柱對(duì)井底的壓力??;天然氣粘度小,在地層和管道中的流動(dòng)阻力也小;又由于膨脹系數(shù)大,其彈性能量也大。
因此天然氣開采時(shí)一般采用自噴方式。這和自噴采油方式基本一樣。不過(guò)因?yàn)闅饩畨毫σ话爿^高加上天然氣屬于易燃易爆氣體,對(duì)采氣井口裝置的承壓能力和密封性能比對(duì)采油井口裝置的要求要高的多。
天然氣開采也有其自身特點(diǎn)。首先天然氣和原油一樣與底水或邊水常常是一個(gè)儲(chǔ)藏體系。伴隨天然氣的開采進(jìn)程,水體的彈性能量會(huì)驅(qū)使水沿高滲透帶竄入氣藏。在這種情況下,由于巖石本身的親水性和毛細(xì)管壓力的作用,水的侵入不是有效地驅(qū)替氣體,而是封閉縫縫洞洞或空隙中未排出的氣體,形成死氣區(qū)。
這部分被圈閉在水侵帶的高壓氣,數(shù)量可以高達(dá)巖石孔隙體積的30%~50%,從而大大地降低了氣藏的最終采收率。其次氣井產(chǎn)水后,氣流入井底的滲流阻力會(huì)增加,氣液兩相沿油井向上的管流總能量消耗將顯著增大。隨著水侵影響的日益加劇,氣藏的采氣速度下降,氣井的自噴能力減弱,單井產(chǎn)量迅速遞減,直至井底嚴(yán)重積水而停產(chǎn)。治理氣藏水患主要從兩方面入手,一是排水,一是堵水。堵水就是采用機(jī)械卡堵、化學(xué)封堵等方法將產(chǎn)氣層和產(chǎn)水層分隔開或是在油藏內(nèi)建立阻水屏障。
辦法較多,主要原理是排除井筒積水,專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫排水采氣法。小油管排水采氣法是利用在一定的產(chǎn)氣量下,油管直徑越小,則氣流速度越大,攜液能力越強(qiáng)的原理,如果油管直徑選擇合理,就不會(huì)形成井底積水。這種方法適應(yīng)于產(chǎn)水初期,地層壓力高,產(chǎn)水量較少的氣井。
泡沫排水采氣方法就是將發(fā)泡劑通過(guò)油管或套管加入井中,發(fā)泡劑溶入井底積水與水作用形成氣泡,不但可以降低積液相對(duì)密度,還能將地層中產(chǎn)出的水隨氣流帶出地面。這種方法適應(yīng)于地層壓力高,產(chǎn)水量相對(duì)較少的氣井。
柱塞氣舉排水采氣方法就是在油管內(nèi)下入一個(gè)柱塞。下入時(shí)柱塞中的流道處于打開狀態(tài),柱塞在其自重的作用下向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)油管底部時(shí)柱塞中的流道自動(dòng)關(guān)閉,由于作用在柱塞底部的壓力大于作用在其頂部的壓力,柱塞開始向上運(yùn)動(dòng)并將柱塞以上的積水排到地面。當(dāng)其到達(dá)油管頂部時(shí)柱塞中的流道又被自動(dòng)打開,又轉(zhuǎn)為向下運(yùn)動(dòng)。通過(guò)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),就可不斷將積液排出。這種方法適用于地層壓力比較充足,產(chǎn)水量又較大的氣井。
深井泵排水采氣方法是利用下入井中的深井泵、抽油桿和地面抽油機(jī),通過(guò)油管抽水,套管采氣的方式控制井底壓力。這種方法適用于地層壓力較低的氣井,特別是產(chǎn)水氣井的中后期開采,但是運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。
中國(guó)是世界上最早開發(fā)和利用天然氣的國(guó)家。據(jù)記載,宋代開始較大規(guī)模地開發(fā)和利用天然氣。明清時(shí)期,天然氣的開發(fā)和利用已頗具規(guī)模。位于四川自貢市、富順縣和榮縣境內(nèi)的自流井氣田,史稱自流井場(chǎng),是當(dāng)時(shí)世界上最大的天然氣田 。
世界上有天然氣田26,000個(gè),探明儲(chǔ)量142萬(wàn)億立方米,最大的氣田是俄羅斯的烏連戈伊氣田,儲(chǔ)量為8.1萬(wàn)億立方米。第二號(hào)大氣田是亞姆堡,儲(chǔ)量4.76萬(wàn)億立方米,它們都分布在西西伯利亞盆地。該盆地儲(chǔ)量超過(guò)l萬(wàn)億立方米的超巨型氣田有8個(gè),其中包括世界上排前四位的四個(gè)儲(chǔ)量最大的氣田,所以說(shuō),西西伯利亞盆地是世界上天然氣富集程度最高的盆地。
據(jù)美國(guó)能源信息署(EIA)網(wǎng)站的最新數(shù)據(jù)顯示,截止2010年1月1日,全球探明天然氣儲(chǔ)量大國(guó)分別為:俄羅斯(1690萬(wàn)億立方英尺);伊朗(1045.7萬(wàn)億立方英尺);卡塔爾(899.3萬(wàn)億立方英尺);沙特阿拉伯(263萬(wàn)億立方英尺);美國(guó)(244.7萬(wàn)億立方英尺);阿聯(lián)酋(214.4萬(wàn)億立方英尺);尼日利亞(185.3萬(wàn)億立方英尺);委內(nèi)瑞拉(176萬(wàn)億立方英尺);阿爾及利亞(159萬(wàn)億立方英尺)。
(1) 熱激發(fā)開采法 熱激發(fā)開采法是直接對(duì)天然氣水合物層進(jìn)行加熱,使天然氣水合物層的溫度超過(guò)其平衡溫度,從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣的開采方法。這種方法經(jīng)歷了直接向天然氣水合物層中注入熱流體加熱、火驅(qū)法加熱、井下電磁加熱以及微波加熱等發(fā)展歷程。熱激發(fā)開采法可實(shí)現(xiàn)循環(huán)注熱,且作用方式較快。加熱方式的不斷改進(jìn),促進(jìn)了熱激發(fā)開采法的發(fā)展。但這種方法尚未很好地解決熱利用效率較低的問題,而且只能進(jìn)行局部加熱,因此該方法尚有待進(jìn)一步完善。
(2) 減壓開采法 減壓開采法是一種通過(guò)降低壓力促使天然氣水合物分解的開采方法。減壓途徑主要有兩種: ①采用低密度泥漿鉆井達(dá)到減壓目的;②當(dāng)天然氣水合物層下方存在游離氣或其他流體時(shí),通過(guò)泵出天然氣水合物層下方的游離氣或其他流體來(lái)降低天然氣水合物層的壓力。減壓開采法不需要連續(xù)激發(fā),成本較低,適合大面積開采,尤其適用于存在下伏游離氣層的天然氣水合物藏的開采,是天然氣水合物傳統(tǒng)開采方法中最有前景的一種技術(shù)。但它對(duì)天然氣水合物藏的性質(zhì)有特殊的要求,只有當(dāng)天然氣水合物藏位于溫壓平衡邊界附近時(shí),減壓開采法才具有經(jīng)濟(jì)可行性。
(3) 化學(xué)試劑注入開采法 化學(xué)試劑注入開采法通過(guò)向天然氣水合物層中注入某些化學(xué)試劑,如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等,破壞天然氣水合物藏的相平衡條件,促使天然氣水合物分解。這種方法雖然可降低初期能量輸入,但缺陷卻很明顯,它所需的化學(xué)試劑費(fèi)用昂貴,對(duì)天然氣水合物層的作用緩慢,而且還會(huì)帶來(lái)一些環(huán)境問題,所以,對(duì)這種方法投入的研究相對(duì)較少。
(1) CO2置換開采法。這種方法首先由日本研究者提出,方法依據(jù)的仍然是天然氣水合物穩(wěn)定帶的壓力條件。在一定的溫度條件下,天然氣水合物保持穩(wěn)定需要的壓力比CO2水合物更高。因此在某一特定的壓力范圍內(nèi),天然氣水合物會(huì)分解,而CO2水合物則易于形成并保持穩(wěn)定。如果此時(shí)向天然氣水合物藏內(nèi)注入CO2氣體,CO2氣體就可能與天然氣水合物分解出的水生成CO2水合物。這種作用釋放出的熱量可使天然氣水合物的分解反應(yīng)得以持續(xù)地進(jìn)行下去。
(2)固體開采法。固體開采法最初是直接采集海底固態(tài)天然氣水合物,將天然氣水合物拖至淺水區(qū)進(jìn)行控制性分解。這種方法進(jìn)而演化為混合開采法或稱礦泥漿開采法。該方法的具體步驟是,首先促使天然氣水合物在原地分解為氣液混合相,采集混有氣、液、固體水合物的混合泥漿,然后將這種混合泥漿導(dǎo)入海面作業(yè)船或生產(chǎn)平臺(tái)進(jìn)行處理,促使天然氣水合物徹底分解,從而獲取天然氣。