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  【天然气的开采】 天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中,有些和原 油储藏在同一层位,有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天 然气,会伴随原油一起开采出来。对于只有单相气存在的,我们称之 为气藏,其开采方法既与原油的开采方法十分相似,又有其特殊的地 方。 由于天然气密度小,为 0.75~0.8 千克/立方米,井筒气柱对井底 的压力小;天然气粘度小,在地层和管道中的流动阻力也小;又由于 膨胀系数大, 其弹性能量也大。 因此天然气开采时一般采用自喷方式。 这和自喷采油方式基本一样。不过因为气井压力一般较高加上天然气 属于易燃易爆气体,对采气井口装置的承压能力和密封性能比对采油 井口装置的要求要高的多。 天然气开采也有其自身特点。首先天然气和原油一样与底水或边 水常常是一个储藏体系。伴随天然气的开采进程,水体的弹性能量会 驱使水沿高渗透带窜入气藏。在这种情况下,由于岩石本身的亲水性 和毛细管压力的作用,水的侵入不是有效地驱替气体,而是封闭缝缝 洞洞或空隙中未排出的气体,形成死气区。这部分被圈闭在水侵带的 高压气,数量可以高达岩石孔隙体积的 30%~50%,从而大大地降低 了气藏的最终采收率。其次气井产水后,气流入井底的渗流阻力会增 加,气液两相沿油井向上的管流总能量消耗将显著增大。随着水侵影 响的日益加剧,气藏的采气速度下降,气井的自喷能 力减弱,单井产 量迅速递减,直至井底严重积水而停产。目前治理气藏水患主要从两 方面入手,一是排水,一是堵水。堵水就是采用机械卡堵、化学封堵 等方法将产气层和产水层分隔开或是在油藏内建立阻水屏障。目前排 水办法较多,主要原理是排除井筒积水,专业术语叫排水采气法。 小油管排水采气法是利用在一定的产气量下,油管直径越小,则 气流速度越大,携液能力越强的原理,如果油管直径选择合理,就不 会形成井底积水。这种方法适应于产水初期,地层压力高,产水量较 少的气井。 泡沫排水采气方法就是将发泡剂通过油管或套管加入井中,发泡 剂溶入井底积水与水作用形成气泡,不但可以降低积液相对密度,还 能将地层中产出的水随气流带出地面。这种方法适应于地层压力高, 产水量相对较少的气井。 柱塞气举排水采气方法就是在油管内下入一个柱塞。下入时柱塞 中的流道处于打开状态,柱塞在其自重的作用下向下运动。当到达油 管底部时柱塞中的流道自动关闭,由于作用在柱塞底部的压力大于作 用在其顶部的压力,柱塞开始向上运动并将柱塞以上的积水排到地 面。当其到达油管顶部时柱塞中的流道又被自动打开,又转为向下运 动。通过柱塞的往复运动,就可不断将积液排出。这种方法适用于地 层压力比较充足,产水量又较大的气井。 深井泵排水采气方法是利用下入井中的深井泵、抽油杆和地面抽 油机,通过油管抽水,套管采气的方式控制井底压力。这种方法适用 于地层压力较低的气井,特别是产水气井的中后期开采,但是运行费 用相对较高。 【天然气的分布】 天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统 称。包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等。主要 成分为甲烷,通常占 85-95%;其次为乙烷、丙烷、丁烷等。它是优 质燃料和化工原料。其中伴生气通常是原油的挥发性部分,以气的形 式存在于含油层之上,凡有原油的地层中都有,只是油、气量比例不 同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们由不 同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。若为非伴生 气,则与液态集聚无关,可能产生于植物物质。世界天然气产量中, 主要是气田气和油田气。对煤层气的开采,现已日益受到重视。 中国沉积岩分布面积广,陆相盆地多,形成优越的多种天然气储 藏的地质条件。根据 1993 年全国天然气远景资源量的预测,中国天 然气总资源量达 38 万亿 m3, 陆上天然气主要分布在中部和西部地区, 分别占陆上资源量的 43.2%和 39.0%。 中国天然气资源的层系分布 以新生界第 3 系和古生界地层为主, 在总资源量中, 新生界占 37.3%, 中生界 11.1%,上古生界 25.5%,下古生界 26.1%。天然气资源的成 因类型是,高成熟的裂解气和煤层气占主导地位,分别占总资源量的 28.3%和 20.6%,油田伴生气占 18.8%,煤层吸附气占 27.6%,生物 气占 4.7%。中国天然气探明储量集中在 10 个大型盆地,依次为:渤 海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达木、吐-哈、塔里 木、渤海、鄂尔多斯。中国气田以中小型为主,大多数气田的地质构 造比较复杂,勘探开发难度大。1991-1995 年间,中国天然气产量从 160.73 亿 m3 增加到 179.47 亿 m3,平均年增长速度为 2.33%。 我国天然气资源量区域主要分布在我国的中西盆地。同时,我国 还具有主要富集于华北地区非常规的煤层气远景资源。 经过十几年的艰苦勘探, 成果已清晰地展现在世人面前。 它表明, 在我国 960 万平方公里的土地和 300 多万平方公里的管辖海域下, 蕴 藏着十分丰富的天然气资源。 专家预测,资源总量可达 40-60 多万亿立方米,是一个天然气 资源大国。勘探领域广阔,潜力巨大,前景十分美好。 近几年,祖国的东南西北中天然气勘探喜讯频传,初步为我们描 绘出了 21 世纪天然气发展的轮廓。 天然气的开采】 天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中,有些和原 油储藏在同一层位,有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天 然气,会伴随原油一起开采出来。对于只有单相气存在的,我们称之 为气藏,其开采方法既与原油的开采方法十分相似,又有其特殊的地 方。 由于天然气密度小,为 0.75~0.8 千克/立方米,井筒气柱对井底 的压力小;天然气粘度小,在地层和管道中的流动阻力也小;又由于 膨胀系数大, 其弹性能量也大。 因此天然气开采时一般采用自喷方式。 这和自喷采油方式基本一样。不过因为气井压力一般较高加上天然气 属于易燃易爆气体,对采气井口装置的承压能力和密封性能比对采油 井口装置的要求要高的多。 天然气开采也有其自身特点。首先天然气和原油一样与底水或边 水常常是一个储藏体系。伴随天然气的开采进程,水体的弹性能量会 驱使水沿高渗透带窜入气藏。在这种情况下,由于岩石本身的亲水性 和毛细管压力的作用,水的侵入不是有效地驱替气体,而是封闭缝缝 洞洞或空隙中未排出的气体,形成死气区。这部分被圈闭在水侵带的 高压气,数量可以高达岩石孔隙体积的 30%~50%,从而大大地降低 了气藏的最终采收率。其次气井产水后,气流入井底的渗流阻力会增 加,气液两相沿油井向上的管流总能量消耗将显著增大。随着水侵影 响的日益加剧,气藏的采气速度下降,气井的自喷能力减弱,单井产 量迅速递减,直至井底严重积水而停产。目前治理气藏水患主要从两 方面入手,一是排水,一是堵水。堵水就是采用机械卡堵、化学封堵 等方法将产气层和产水层分隔开或是在油藏内建立阻水屏障。目前排 水办法较多,主要原理是排除井筒积水,专业术语叫排水采气法。 小油管排水采气法是利用在一定的产气量下,油管直径越小,则 气流速度越大,携液能力越强的原理,如果油管直径选择合理,就不 会形成井底积水。这种方法适应于产水初期,地层压力高,产水量较 少的气井。 泡沫排水采气方法就是将发泡剂通过油管或套管加入井中,发泡 剂溶入井底积水与水作用形成气泡,不但可以降低积液相对密度,还 能将地层中产出的水随气流带出地面。这种方法适应于地层压力高, 产水量相对较少的气井。 柱塞气举排水采气方法就是在油管内下入一个柱塞。下入时柱塞 中的流道处于打开状态,柱塞在其自重的作用下向下运动。当到达油 管底部时柱塞中的流道自动关闭,由于作用在柱塞底部的压力大于作 用在其顶部的压力,柱塞开始向上运动并将柱塞以上的积水排到地 面。当其到达油管顶部时柱塞中的流道又被自动打开,又转为向下运 动。通过柱塞的往复运动,就可不断将积液排出。这种方法适用于地 层压力比较充足,产水量又较大的气井。 深井泵排水采气方法是利用下入井中的深井泵、抽油杆和地面抽 油机,通过油管抽水,套管采气的方式控制井底压力。这种方法适用 于地层压力较低的气井,特别是产水气井的中后期开采,但是运行费 用相对较高。 【天然气的分类】 在石油地质学中,通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主, 并含有非烃气体。广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体,包 括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。按天然气在 地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有 游离态的天然气经聚集形成天然气藏,才可开发利用。天然气主要用 途是作燃料,可制造炭黑、化学药品和液化石油气,由天然气生产的 丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。天然气主要由气态低分子烃和非 烃气体混合组成。 (1) 液化天然气(LNG) 天然气与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱。天然 气的蕴藏量和开采量都很大,其基本成分是甲烷。它除了是廉价的化 工原料外,主要作为燃料使用,它不仅作为居民的生活燃料,而且还 被用作汽车、船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于天然气热值高, 燃烧产物对环境污染少,被认为是优质洁净燃料。 (2) 液化石油气(LPG) 液化石油气是石油产品之一。英 文名称 liquefied petroleum gas,简称 LPG。是由炼厂气或天然气(包 括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼 厂气所得的液化石油气,主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同时 含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的 液化气的 成分基本不含烯烃。 (3) 液化煤层气( HCL) 我国是世界煤炭生产大国,煤层气相应的储藏量也很大,储藏量 和天然气基本一样。 其基本成分是甲烷。 它除了是廉价的化工原料外, 主要作为燃料使用, 它不仅作为居民的生活燃料, 而且还被用作汽车、 船舶、飞机等交通运输工具的燃料。由于煤层气热值高,燃烧产物对 环境污染少,被认为是优质洁净燃料。 煤层气液化设备和天然气液化设备基本一样,只是由于大多数煤 层气中氧、氮的含量比天然气略高,需要增加一套精馏系统。乐投体育网址

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