Углеводородные газы, используемые на предприятиях топливно-энергетического комплекса, подразделяются на природные (естественные) и искусственные [131].
Природные газы в зависимости от условий нахождения в природе разделяются на: попутные (сопровождающие нефть) и добываемые из газовых и газоконденсатных месторождений [36].
Количество попутных газов, всегда сопровождающих нефтяные залежи и выделяющихся из нефти при ее добыче определяется газовым фактором, выражающим число м3 газа на 1 т нефти. Этот показатель прямо указывает на родство природного газа и нефти и позволяет рассматривать газ как самую легкую фракцию нефти [36].
Попутный нефтяной газ, кроме метана, содержит значительное количество этана, пропана, бутана, а также углекислоту, сероводород и в редких случаях гелий.
Деление месторождений на газовые и газоконденсатные в газопромысловой практике достаточно условно [41, 54, 118, 156].
При небольшом содержании в пластовой углеводородной смеси высокомолекулярных компонентов C5+, приблизительно до ~ 1 г/м3, месторождение относят к чисто газовому. В продукции газовых месторождений содержание конденсата минимально; при подготовке к транспорту таких газов не требуется их обработка с целью извлечения тяжелых углеводородов [29, 156, 173].
В отличие от чисто газовых месторождений газоконденсатные разрабатываются для получения не только газа, но и высокомолекулярных компонентов — газового конденсата [156].
К искусственным газам относятся газы, получаемые путем переработки топлива, а также выделяющиеся при технологических процессах на химических, металлургических и других предприятиях.
Залежи газа представляют собой скопление углеводородов, которые заполняют поры проницаемых пород. Если скопление велико и его эксплуатация экономически целесообразна, залежь считается промышленной. Залежи, занимающие значительные площади, образуют месторождения. Большинство известных газовых месторождений представляют собой антиклинали, т.е. складки земной коры, обращенные выпукло вверх или из поля (см. рис. 1).
Часто встречаются месторождения, которые содержат 2 км и более газоносных пластов, расположенных один под другими отдельными слоями.
Рис.1. Форма газовой залежи
1 — газоупорные породы; 2 — внешний контур газоносности; 3 — внешний контур газоносности
Для бурения скважин используют роторное и турбинное бурение. При роторном бурении двигатель расположен на поверхности земли и вращение от него передается долоту через промежуточные и колонну бурильных труб диаметром 125 -150 мм. При турбинном бурении буровой двигатель (турбобур) опускается в скважину и крепится непосредственно под долотом. Вращение турбобура осуществляется за счет промывочного раствора, подаваемого под большим давлением.
Поиск и разведка месторождений нефти и газа
... "Классификации запасов нефти и горючих газов" право ведения проектных и изыскательских работ по строительству магистральных газопроводов и промысловых объектов на базе оперативных подсчетов запасов газа позволяет значительно ускорить ввод газовых месторождений новых районов в ...
Газовая скважина укрепляется стальными обсадными трубами, состоящими из кондуктора и эксплуатационных колонн, оборудуют фонтанными трубами и запорно-регулирующей арматурой (см. рис. 2).
Рис.2. Схема газовой скважины
Эксплуатационная обсадная колонна предохраняет скважину от обрушения и проникновение в продуктивный пласт воды из верхних горизонтов, а также предохраняет газоносный пласт от потерь газа в вышележащие слои. Движение газа из забоя и происходит по фонтанным трубам диаметром 50 -100 мм. Колонная головка служит для герметизации всех труб, и установки задвижек, регулирующих штуцера и манометров. На видных местах скважины устанавливают сепараторы, в которых газ очищается от твердых и жидких механических примесей. Отдельные скважины на газовых промыслах присоединяют газопроводами к коллекторам, которые заканчиваются промысловой газораспределительной станцией. На промысловой ГРС газ вновь очищают в сепараторах, осушают и производят его учет. Из ГРС газ поступает в головную компрессорную станцию (или при достаточно большом давлении) непосредственно в магистральный газопровод.
Природные смеси углеводородов состоят из многих десятков и даже сотен индивидуальных углеводородов, различающихся физико-химическими свойствами и представляющих как газы, так и жидкости, причем в стандартных условиях многие из последних переходят в твердую фазу [41].
Любые смеси углеводородных газов подвергают разделению для: выделения наиболее ценных компонентов; удаления вредных, либо балластных компонентов, затрудняющих транспортирование газов [72].
Процессы переработки углеводородных газов можно разделить на 2 основные группы: первичные и вторичные. К первичным отнесены процессы выделения из природных и нефтяных газов отдельных компонентов и фракций. К вторичным отнесены процессы глубокой переработки отдельных компонентов или фракций, выделяемых из газовых смесей (пиролиз индивидуальных углеводородов, производства моторных топлив из конденсата, производства газовой серы и т.д.).
Продукты их переработки применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т.д. [15]
2. Методы и технологии добычи природного газа
Природный газ — это смесь газов, которая образовывается при анаэробном разложении органических веществ в недрах земли.
Природный газ относится к группе полезных ископаемых. В пластовых условиях (то есть условиях залегания в земных недрах) природный газ находится в газообразном состоянии — в форме отдельных скоплений (залежи газа) или в форме газовой шапки нефтегазовых месторождений, или в воде или в нефти в растворённом состоянии. Также газ может быть в состоянии в форме естественных газогидратов.
Добыча природного газа осуществляется лишь методом фонтанной эксплуатации скважин. Эксплуатацию скважин проводят через подъёмные трубы, но при отсутствии твёрдых примесей или агрессивных компонентов в газе, скважины одновременно используются благодаря затрубному пространству и подъёмным обсадным трубам.
Введение сла нцевый газ природный
... 2010 года сообщалось, что Министерство энергетики США установило, что цифры по производству природного газа в стране завышались, в связи с чем оно намерено скорректировать итоговые показатели ... пробурила впервые горизонтальную скважину. [2] Благодаря резкому росту его добычи, названному в СМИ «газовой революцией»[3] [4] , в 2009 году США стали мировым лидером добычи газа (745,3 ...
Работа газовой скважины полностью контролируется за счет регистрации рабочих параметров, соответствующих замеров и анализа результатов периодических исследований. Из отдельных скважин газ после сепарации от твердых примесей, влаги и замера отправляется в промышленный газосборный коллектор, а затем в газосборный пункт, а оттуда после необходимой подготовки его для последующего транспортирования направляется в магистральный газопровод.
3. Технологический процесс добычи природного газа
Основное оборудование для добычи природного газа — это буровой станок. Он представляет собой долото, подвешенное на канате, который то опускали, то поднимали благодаря вороту. Их называли ударно-канатными машинами. Но сейчас такие машины уже практически не используются: они медленно пробивают отверстие в камне, при этом много энергии расходуется впустую.
Более выгодный и быстрый другой метод бурения — роторный, при нем скважина высверливается. К специальной ажурной четырехногой вышке из металла высотой 20-30 метров подвешена стальная толстая труба. Она вращается с помощью ротора. На нижнем конце этой трубы находится бур. Постепенно, по мере увеличения глубины скважины, трубу удлиняют. Для того чтобы разрушенная порода не забивала скважину, то в нее через трубу с помощью насоса нагнетают специальный глинистый раствор. И этот раствор промывает скважину, удаляет из нее вверх по щели между стенами и трубой скважины разрушенные песчаник, глину, известняк. Плотная жидкость одновременно поддерживает стенки скважины, и не дает им обрушиться.
Но у роторного бурения есть свои минусы. Чем глубже будет скважина, тем труднее работать двигателю ротора, и тем медленнее будет происходить бурение. Но со временем та вода, которая лишь вымывала разрушенную породу из скважины, начала и вращать бур. Сейчас до того как достигается дно скважины, этот глинистый раствор вращает турбину, которая прикреплена к буровому оборудованию.
Этот инструмент назвали турбобуром, усовершенствовали, и сейчас опускают в скважину несколько турбин, которые насажены на один общий вал. Природный газ на поверхность земли поднимается благодаря естественной энергии — стремления в зону с самым меньшим давлением. Так как газ, который получен из скважины, имеет большое количество примесей, то сначала он отправляется на обработку. Возле некоторых месторождений сооружаются установки комплексной подготовки газа, и тогда газ из скважин сразу же отправляется на газоперерабатывающий завод.
Бурение — это основная работа при добыче газа. Газ не требует отделения от окружающего массива взрывчаткой или машинами, не требует поднятия на поверхность земли в вагонетках или конвейером.
Кроме бурения скважин, газ можно получить и методом добычи «вслепую». Газ заключен в очень мелкие поры, ими обладают некоторые горные породы. Природный газ находится на глубине от 1000 метров до нескольких километров. После того, как проведены геологоразведочные работы, когда известно, где расположены залежи, начинается процесс добычи газа, извлечение его из недр, сбор и подготовка к транспортировке.
Современные технологии в РЭНМ : «Методы борьбы с АСПО в скважинах ...
... и в стволе скважины. В случае, когда забойное давление меньше давления насыщения нефти газом, равновесное состояние ... экстракционный, хроматографический, термический, спектральный, электрохимический и другие методы. Таблица 1 Классификация АСПО Группа АСПО Подгруппа ... свободные радикалы. 2. Возникновение сольватной оболочки из диамагнетиков является непременным условием существования парамагнитных ...
Транспортировка природного газа на нефтеперерабатывающие заводы и электростанции осуществляется по автомобильным и железным дорогам, газ перевозят в танкерах или в цистернах. Но часто газ можно подавать по трубам на любые расстояния. Газопроводы, представляющие собой магистрали из стальных труб, которые уложены не очень глубоко в земле, могут протягиваться на тысячи километров.
4. Оборудование для добычи природного газа
Для добычи природного газа необходимо иметь специальное оборудование:
Стационарные газоанализаторы. Используются для осуществления контроля при технологических измерениях состава газа и контроля выбросов в энергетике, металлургии, цементной промышленности, нефтехимии
— Газовый тестовый сепаратор. Используется для определения количества жидкости, которая добывается из нефтяной скважины, для того чтобы подогреватели нефти были обеспечены топливным газом. Газовый тестовый сепаратор необходим для того чтобы определять количества газа, количество жидкости, подачи топливного газа в специальные подогреватели, а также для обеспечения безаварийной и непрерывной работы подключенного подогревателя
— Газовый сетчатый сепаратор. Используется для полной очистки в промысловых установках попутного нефтяного и природного газа от жидкости (ингибитора гидратообразования, конденсата, воды), для подготовки газа к транспортировке, к хранению в подземных хранилищах и на газоперерабатывающих заводах.
— Подогреватель газа. Используется для автоматического поддержания необходимой температуры и для нагрева попутного нефтяного, природного и искусственного газов, которые не содержат агрессивных примесей, перед дросселированием на компрессорных станциях, на газораспределительных станциях, на магистральных газопроводах и для других потребителей теплого газа для увеличения надежности работы технологических инструментов.
— Газовый фильтр. Используется для очистки горизонтальных участках газопроводов от смолистых веществ, песка, пыли, металлической окалины, и других твердых частиц, а также механических примесей, которые содержатся в проходящем через них природном газе и воздухе.
- Аппараты колонные. Используются для осуществления массо- и теплообмена (абсорбция, ректификация, десорбция) при температурах от — 40°С до +200°С при избыточном давлении.
5. Хранение добытого природного газа
газ добыча хранение
Для того чтобы хранить добытый природный газ нужны специальные газонепроницаемые, герметичные резервуары. А чтобы газ занимал при хранении и перевозке меньше места, то его сжижают, для этого охлаждают до температуры — 160° С. Такой сжиженный газ хранится в емкостях из специальной стали и прочных алюминиевых сплавов. Стенки делаются двойными, а между стенками устанавливают материал, который плохо проводит тепло, для того чтобы газ не нагревался.
Состояние и перспективы развития газа в Казахстане
... газа по разрабатываемым месторождениям. Доля природного газа в топливно-энергетическом балансе Казахстана составляет свыше 16%. В качестве исходного топлива природный газ обеспечивает выработку около 30% электроэнергии. Основная часть газовых ресурсов в Казахстане ... Карачаганак. 2.Динамика производства природного газа Как показывает анализ, объем производства газа в Казахстане ежегодно растет. Так, ...
Но наибольшие хранилища природного газа дешевле и удобнее создавать под землей. В таких подземных газохранилищах стенками будут служить непроницаемые пласты горных пород. Для того чтобы такие породы не могли вывалиться и обрушиться, их бетонируют. Есть несколько основных способов хранения под землей сжиженных газов. Хранилище может представлять собой полость — горную выработку, которая расположена очень глубоко. Также хранилищем может быть котлован или яма, закрытая герметичной крышкой из металла.
Подземные газовые хранилища бывают двух видов: в полостях горных пород и в пористых породах. К первому виду относятся такие хранилища, которые созданы в старых туннелях, заброшенных шахтах, в пещерах, в специальных горных выработках, сооруженных в плотных горных породах (гранитах, известняках, каменной соли, глине).
В полостях горных пород хранятся газы, в основном, в сжиженном состоянии. Чаще всего это бутан, пропан и их смеси. Ко второму виду относятся хранилища в истощённых газовых и нефтяных месторождениях, в водоносных пластах. В них обычно природный газ хранится в газообразном состоянии.
Самыми удобными и дешевыми газохранилищами являются такие, которые созданы в истощённых газовых и нефтяных залежах. Чтобы использовать такие ёмкости под хранилища, необходимо устанавливать дополнительное оборудование, прокладывать необходимые коммуникации, ремонтировать скважины. В тех местах, где необходимы резервы газа, а таких истощённых газовых и нефтяных залежей нет, газохранилища сооружают в водоносных пластах. Газохранилище в водоносном пласте — это искусственно созданная газовая залежь, используемая циклически.
