天然气概述.ppt

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤层气采气工岗前培训计划,一、天然气概述（,1,）,二、煤层气概述：（,1,）,1,定义、成因、种类、性质,2,煤层气储量，国际国内开采现状，以及未来发展前景，,3,中石油目前开发现状,三、煤层气开采模式概述（,1,）,1.,井下抽采,2,地面抽采,四、钻井（定向井）（,0.5,）,五、完井，井身结构，井筒状况，井下工具（,2,）,煤层气采气工岗前培训计划,六、开采流程与设备：,1,井口装置（,0.5,）,2.,抽油机,组成，原理，抽油机的保养（,3,）,3.,燃气发电机（,0.5,）,4.,管式泵及辅助设备（,2,）,5,螺杆泵装置（,1,）,七、井场地面流程,气；水（,0.5,）,八、集气站流程与设备：（,3,）,1,集气站功用,2,集气站流程,3.,空气压缩机,4.,分离器,5,汇管,十、煤层气的计量，处理，（,2,）,十一、数字化管理（,1,）,第一部分天然气概述,天然气是指从油气藏中开采出来以碳氢化合物主要组分的，具有可燃性的混合气体。,一般情况（常温常压）下烷烃,C1-C4,呈气态，是天然气的主要成分。,C6-C16,呈液态，是石油的主要成分，,C17,以上的碳氢化合物大都呈固态。戊烷无论是石油还是天然气中都由它的踪影。,天然气的组成,（,1,）烃类成分，主要是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。大约占,70%90%,。还有部分,C5-C10,的烷烃，这部分在常温下呈液态，少量的烯烃、炔烃（小于,1%,）及环烷烃、芳香烃等。,（,2,）非烃类组分，如氮气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、水汽、氧、氢和微量惰性气体等。,天然气的分类,（,1,）,气田气、凝析气、伴生气,气田气：产自气田的天然气，开采中没有或少有天然汽油凝析出来，甲烷含量,80%,以上。,凝析气田气：产自凝析气田的天然气，烃类在气藏中呈气相,开采中有较多的天然汽油凝析出来，与天然气同时采出。,石油伴生气：产自油田的天然气，气与油一起开采出来，主要是,C2-C6,的烷烃组分。,天然气的分类,（,2,）,干气和湿气,按照天然气中凝析油的含量来划分的，,戊烷以上可凝结成分含量低于,100g/m,3,干气,，一般甲烷含量在,90%,以上。,戊烷以上可凝结成分含量高于,100g/m,3,的为,湿气,，一般甲烷含量小于,80%,。,（,3,）,酸气和洁气,含有显著的硫化氢和二氧化碳等酸性气体，需要净化处理才能达到管输标准的天然气称为酸气。,硫化氢和二氧化碳含量甚微，不需要净化处理即可管输的称为洁气。,天然气的密度与相对密度,密度,：单位体积天然气的质量叫密度,.,气体的密度与压力、温度有关，在低温高压下同时和压缩因子有关。,相对密度,：,相同温度压力下天然气的密度与空气密度的比值叫相对密度。,相对密度计算,:=M,气,/M,空气,天然气的粘度（一）,天然气的粘度是指气体的内摩擦力,。当气体内部有相对运动时，就会因内摩擦力而产生内部阻力，气体粘度越大，阻力就越大，气体流动就越困难。,粘度分,动力粘度,和,运动粘度,，,动力粘度,的单位是,帕,.,秒,，,动力粘度除以流体密度就是运动粘度，它的单位时,平方米,/,秒,。,天然气的粘度和,压力温度及组分含量,都有关系。而且低压和高压下变化规律不一样,.,天然气粘度变化规律：,低压下（,0.98MPa,）,:,（,1,）,几乎与压力无关；,（,2,）随温度升高而增大；,（,3,）随分子量的增大而减小；,（,4,）非烃类气体比烃类气体的粘度高。,高压下（,6.86MPa,）,:,（,1,）,随压力增大而增加；,（,2,）随温度的增高而降低；,（,3,）随分子量的增加而增加,天然气的临界状态,气体的临界状态是气体转化为液体的一个特定状态。,在低温高压下，任何气体都可以转化为液体。温度越低，使气体变为液体的压力越低；温度越高，必须相应地提高压力才能使气体液化。但当温度高到某一定值后（不同气体有不同的值），无论加多大的压力也不能使气体液化,.,这种由气体转化为液体所允许的最高温度叫做该气体的,临界温度,，在临界温度时气液转化所需的最低压力叫做,临界压力,。由临界温度和临界压力所决定的气体状态叫临界状态。,天然气是混合气体，区别于单组分气体，把天然气的临界温度和临界压力分别称为视临界温度和视临界压力。,天然气的含水量,天然气 的含水量,：单位体积天然气中含有水蒸气的数量称为天然气的含水量。,天然气的含水量用湿度来表示。,湿度有绝对湿度和相对湿度之分。,每,1,立方米天然气中所含有的水蒸气的质量叫做天然气的,绝对湿度,。,用,e,表示。,天然气的饱和含水量：,一定压力、温度下，每立方米天然气中含有的最大水蒸气克数，称为天然气的,饱和含水量,，用,e,s,表示。,如果,e,e,s,天然气未被水蒸气饱和；如果,e=,e,s,，,天然气刚好被水蒸气饱和。在地层条件下，一般,e=,e,s,饱和水蒸气和天然气经过脱水装置脱水后，,e,井底流动压力,套压,油压,计量前分离器压力,流量计静压,输气压力,不同情况下气井油套压的关系,油管生产 油压,套压,开井 油套合采 油压套压,油管生产 油压,套压,气水同产井 套管生产 油压,套压,油套合采 油压套压,关井 井筒无液柱 油压,=,套压,（压力稳定后,）,油管液柱高于环空液柱,油压,套压,温度：,1,),地层温度,：气层中部的温度，称为地层温度。地层温度是气井关井后用井底温度计下至气层中部测得。地层温度在气藏开发过程中可以近似认为不变。,(2),井口温度,：,1),关井井口温度,：气井关井后在井口测得的天然气温度。关井井口温度变数，初关井时温度高，随关井时间延长温度降低，最后等于大气温度，并随大气温度的变化而变化。,2),井口流动温度,：气井采气时在井口测得的天然气温度。,(3),井筒平均温度,：气井井口温度与井底温度的算术平均值,井筒平均温度,=,（井口温度,+,井底温度）,/2.,流量,产量,:,单位时间内从气井产出的气态或液态物质的数量。常用,m,3,/d,表示。,(,标准状态,),绝对无阻流量,：在气井井底流压等于,0.1MPa,时气井的产量，它是气井的最大理论产量。实际气井不可能按它进行生产。,无阻流量,：是指气井井口压力等于,0.1MPa,时气井的产量。,第三部分气井的钻井完井和井身结构,一钻井,二完井,三井身结构,四井口装置,钻井,为了开采地下的天然气资源，从勘探到气田开发的各个阶段都必须钻井，由于钻井的目的的不同，气井又分为资料井、探井、生产井。,资料井,：在勘探阶段，为了研究某地区的地层情况、沉积特点、构造形态所钻的井。,探井,：为了进一步探明气田构造、储气层的性质、含水、气的边界等综合资料而钻的井。,生产井：,在已探明的气田上，为了开采天然气而钻的井。,整个钻井过程，可分为三个阶段：,1,）钻前准备：包括平整井场、钻机搬家和井口安装等工作。,2,）钻进：包括钻碎岩石，循环泥桨，保护井壁、加深井眼等工作。,3,）完井：包括电测、固井、射开气层、替喷诱流等工作。,钻井时，吊升系统悬吊着,方钻杆、钻杆钻铤、钻头,等钻具，由系统的转盘带动方钻杆和下面的钻具一同,旋转,.,钻头旋转时,钻入地层,破碎岩石,随着井眼被加深,钻头也不断下移,.,同时循环系统由泥浆泵向井内循环泥浆,泥浆经水龙头沿方转杆、钻杆中心流向井底，从钻杆水眼冲出，冲刷岩石，清洗井底，,破碎的岩石从钻杆的环形空间返回地面,，返出的泥浆流到泥浆槽里，经筛网过滤和沉淀，除去岩石后，又被泥浆泵打到井底循环使用。,钻井时循环泥浆起着,冷却钻头、泛出岩屑、清洗井底，保护井壁、润滑钻具,等多种作用。,当钻完一段深度后，方钻杆的上端靠近钻盘面，就要加长钻具。当钻头磨损不能钻碎岩屑时，就要把全部钻具其出来。换上新钻头，再下入井内钻进。,钻进过程中，钻头穿过各种地层，有的地层易塌，有的易漏，有的含高压水等，如果这类底层影响正常钻进，就要下钢质套管，并在套管外注水泥浆，将这类地层隔开。然后用较小钻头继续钻进，直到钻穿地层。,向井内下套管，注入水泥的工作称为固井。根据不同的目的，有的井要下几层套管，进行几次固井。除了有特殊要求外，一般井筒应当垂直不变，钻进过程中对油气层不能污染损害，所有应隔开的地层应毫无窜漏。,完井,钻井的最后一个工序是完井,.,完井就是只用什么方法使气层和井筒连通。,完井的方法很多，主要由裸眼完井、射孔完井、衬管完井、尾管完井,4,种，具体要用哪一种方法要根据气层的特点而定。,1,、裸眼完井,：,用于坚硬不易垮塌的无夹层水的裂缝性石灰岩气层。,2,、衬管完井,：,用于裸眼完井的易垮塌岩层。,3,、射孔完井,：,用于易垮塌的砂岩气层或要进行选择性增产的气层。,4,、尾管完井,：,用于节省大量套管的射孔完井,裸眼完井,钻达油层顶部后，先下套管固井完成井身，然后钻开产层投产。,气层,气层套管,表层套管,裸眼完井法的优缺点：,优点：,裸眼完井法的井底结构最简单，油层全部裸露，渗滤面积最大，完井液对产层的损害较小。,缺点：,不能进行分层开采，不能采取防止油层出砂措施,因此，裸眼完井法只适用于油层岩石坚硬的单一产层，以及裂缝性产层。,衬管完井,:,气层,衬管,（带眼套管）,气层套管,衬管悬挂器,表层套管,射孔完井,钻穿油层后，先下入油层套管固井完成井身，然后用井下射孔器对准产层射孔，穿透套管、水泥环进入产层深处，构成产层与井筒的通道。,表层套管,气层套管,气层,（,2,）射孔完井法的优缺点：优点：,可以对产层进行选择和调整，实现分层开采，因而适用于多产层油井。,缺点：,完井过程中，会对油气层造成较大损害，渗滤面积小，油流入井阻力大，降低了油井原始生产能力。,三、井身结构,井身结构,是指气井井身下入套管的层次，各层套管的尺寸及下入深度，各层套管相应的钻头直径、各层套管外水讲的返回高度、井底深度或射孔完成的水泥塞深度、以及采用何种完井方法等。,在一口井内，应该下几层套管，每层套管应该下多深，这主要是决定于要钻穿的地下岩石情况。,井身结构,井身结构图包括以下几项数据：,1,、地面海拔和补心海拔,2,、钻井日期,3,、产油气层段,4,、钻头程序,5,、套管程序,6,、完钻井身及射孔完井的水泥塞深度,7,、水泥返高及试压情况。,8,、油管规格及下入深度。,9,、油气井完成方法,10,、其他情况（井下有无落物）,井身结构图,井身结构,表层套管,下入深度一般在,30-1500,米之间,管外水泥应返至地面。用以防护浅水层污染，封隔松软地层及浅层气，同时用来安装井口防喷器以便继续钻进,.,气层套管,（生产套管）目的在于保护井壁阻断上覆地层和油层的通路，在套管内形成升举油气的良好通道。,各油田下井所用套管尺寸最大为,5,1,/2in,（,140mm),其次为,6,5,/8in,。管外水泥应返至通常要返至产层顶部,200m,以上，常用国产套管技术参数,技术,(,或中间,),套管 这是下在表层套管和生产套管之间的一层套管，用于封隔表层套管以下的复杂地层，以利钻进，同时对生产套管还具有保扩作用。,油管柱,油管柱由油管挂（锥管挂）、油管、筛管、油管鞋组成。,油管挂,：是金属制成的带有外密封圈的空心锥体，坐在大四通内，并将油、套管的环形空间密封起来。,筛管,：由油管钻空制成，每根长,3-10m,，,钻孔孔径,10-12mm,，,钻孔孔眼的总面积要求大于油管的横截面积，以增加气流通道，弥补油管鞋入口处过小对产量的影响。,油管鞋,：接在油管最下部，是一个内径小于井底压力计直径的短节，防止测压时压力计或其他入井工具掉落井内。,油管鞋,油管接箍,筛管,油管鞋,油管柱,作用,使地层产出的油气水从井底输送到井口,;,压井 洗井酸化压裂作业,;,保护套管,.,气井的试气,目的,:,了解所钻探的层有无油气及产量的多少,为评价气层和气层的开采提供依据,.,气井的试气工艺,通井,洗井,压井,射孔,诱喷,测试,四,.,气井的井口装置,1,、组成：,套管头、油管头和采气树,2,、作用：,悬挂各层套管,密封各层套管的环形空间,;,悬挂油管；密封油和套管之间的环形空间；,通过油管和环形空间进行采气、压井、洗井、酸化、加缓释剂等作业；,操纵气井的开关和调节气井的压力和产量。,油管头,套管头,采气树,气井井口装置,采油树,压力表表缓冲器,测压闸门,小四通,油管闸门,针形阀,总闸阀,总闸阀,上法兰,下法兰,油管头（大四通）,套管闸门,底法兰,长庆井口,1,2,5,4,3,8,6,7,10,套管注醇,油管注醇,采气树的型号和使用注意事项,型号：,KY-210,、,KQ-350,、,KQ-600.,其中：,KQ,表示抗硫化氢，,KY,表示不抗硫化氢。数字表示公称压力。,使用注意事项：,安装应稳固、连接不漏、不超压使用；,检查、清洗密封钢圈、上黄油,保证无痕、油净涂均；,螺栓对角上，间隙相等；,闸门全开全关；,针形阀调节气量后上紧螺帽；,开井时，先关针形阀，后开油管闸门，再开针形阀,(,开时从内到外,),，关井时，先关针形阀，再关油管闸门,(,关时从外到内,),；,定期给阀门加黄油；,不能用铁器敲击采气树,。,作业题,1.,解释,:,天然气 干气 湿气 洁气 酸气,2.,什么是天然气的含水量,?,什么是露点,?,3.,什么是天然气的密度和相对密度,?,如何计算天然气的相对密度,?,4.,什么是总压差,?,什么是生产压差,?,5.,什么是油压,?,什么是套压,?,他们的关系是什么,?,6.,什么是完井,?,气井的完井方法有哪些,?,7.,什么是井身结构,?,画出气井的井身结构简图,.,8.,气井的井口装置由哪些部分组成,?,其作用是什么,?,9.,采气树的型号有哪些,?,使用采气树应注意哪些问题,?,10.,叙述气井开关井操作规程,.,