Основы производства природного газа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

По предмету: «Основы нефтегазового производства»

Выполнил: ст-т гр ГЗ-10

Якушев А.А.

Проверил: Севастьянова Л. Н.

Семилуки 2013

План

1. Характеристика углеводородных компонентов природного газа

2. Понятие о скважине. Классификация способов бурения скважин

3. Назначение и виды компрессорных станций

1. Характеристика углеводородных компонентов природного газа

компрессорный газопровод углеводородный скважина

Современный уровень решения целого ряда технологических задач по эксплуатации и обслуживанию энергопривода компрессорных станций магистральных газопроводов связан с использованием законов как идеальных, так и реальных газов. В связи с этим специалистам газотранспортных предприятий, использующих те или иные методы тепловых расчетов, связанных с определением характеристик оборудования компрессорных станций (КС), прежде всего необходимо четко усвоить основные понятия и определения природных газов, знать границы применяемости законов идеальных газов, уметь определять теплофизические свойства природных газов.

В зависимости от способа получения и физико-химических свойств все газы условно можно разделить на природные и искусственные. Природный газ в настоящее время является основным видом топлива в системе городов и поселков, ценным сырьем для химической промышленности. Различают три основных группы природных газов:

газы, получаемые из чисто газовых месторождений (сухие газы); состоят в основном из метана СН до 98%;

газы, получаемые из газоконденсатных месторождений; состоят из сухого газа и примеси конденсата (бензина, лигроина, керосина);

попутные газы, получаемые из скважин нефтяных месторождений вместе с нефтью, состоят из смеси газов с газовым бензином и пропан-бутановой фракции.

Искусственный газ получают в результате термической обработки твердых и жидких топлив, а также подземной газификации углей. Основной состав этих газов - окись углерода, водород и азот.

Состояние любого газа принято характеризовать величинами, которые называются параметрами состояния. Наиболее распространенными параметрами состояния являются: плотность, давление, температура. Кроме того, широко используются такие понятия, как масса, теплоемкость, работа, теплота, энтальпия, энтропия и т.д.

Природные газы представляют собой смесь, состоящую из нескольких чистых веществ, химически не взаимодействующих между собой: метана СН, этана СН, пропана СН, бутана СН и других углеводородов. Поэтому одной из важнейших характеристик смеси является ее состав. Состав смеси обычно определяется посредством нахождения массовой или мольной концентрации компонентов, входящих в смесь. Понятие "моль", как отмечалось выше, означает количество вещества в граммах, численно равное его мольной массе, а киломоль - количество вещества в килограммах, тоже численно равное его мольной массе. Так, например, киломоль кислорода О равен 32 кг, киломоль метана СН - 16,04 кг и т.д. Физические характеристики компонентов природного газа приведены в табл. 1.2.

Массовой концентрацией -го компонента называется отношение массы данного компонента к массе всей смеси :

Таблица 1 Физические характеристики компонентов природного газа

2. Понятие о скважине. Классификация способов бурения скважин

Бурение - это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра.

Верхняя часть скважины называется устьем, дно - забоем, боковая поверхность - стенкой, а пространство, ограниченное стенкой - стволом скважины. Длина скважины - это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина - проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они не совпадают у наклонных и искривленных скважин.

Элементы конструкции скважин приведены на рис. 1. Начальный участок I скважин называют направлением. Поскольку устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород его необходимо укреплять. В связи с этим направление выполняют следующим образом. Сначала бурят шурф - колодец до глубины залегания устойчивых горных пород (4...8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором 2.

Рис. 1 Конструкция скважины: 1 - обсадные трубы; 2 - цементный камень; 3 - пласт; 4 - перфорация в обсадной трубе ицементном камне; I - направление; II - кондуктор; III - промежуточная колонна; IV - эксплуатационная колонна

Нижерасположенные участки скважины - цилиндрические. Сразу за направлением бурится участок на глубину от 50 до 400 м диаметром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют обсадной трубой 1 (состоящей из свинченных стальных труб), которую называют кондуктором II.

Затрубное пространство кондуктора цементируют. С помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые породы, осложняющие процесс бурения.

После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну III, называемую промежуточной. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

Последний участок IV скважины закрепляют эксплуатационной колонной. Она предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем. Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды в продуктивные пласты пространство между стенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполняют цементным раствором.

Для извлечения из пластов нефти и газа применяют различные методы вскрытия и оборудования забоя скважины. В большинстве случаев в нижней части эксплуатационной колонны, находящейся в продуктивном пласте, простреливают (перфорируют) ряд отверстий 4 в стенке обсадных труб и цементной оболочке.

В устойчивых породах призабойную зону скважины оборудуют различными фильтрами и не цементируют или обсадную колонну опускают только до кровли продуктивного пласта, а его разбуривание и эксплуатацию производят без крепления ствола скважины.

Устье скважины в зависимости от ее назначения оборудуют арматурой (колонная головка, задвижки, крестовина и др.).

При поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений бурят опорные, параметрические, структурные, поисковые разведочные, эксплуатационные, нагнетательные, наблюдательные и другие скважины.

Опорные скважины закладываются в районах, не исследованных бурением, и служат для изучения состава и возраста слагающих их пород.

Параметрические скважины закладываются в относительно изученных районах с целью уточнения их геологического строения и перспектив нефтегазоносности.

Структурные скважины бурятся для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению.

Поисковые скважины бурят с целью открытия новых промышленных залежей нефти и газа.

Разведочные скважины бурятся на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью для изучения размеров и строения залежи, получения необходимых исходных данных для подсчета запасов нефти и газа, а также проектирования ее разработки.

Эксплуатационные скважины закладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат для получения нефти и газа из земных недр

Нагнетательные скважины используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачки воды, газа и т.д.).

Наблюдательные скважины бурят для контроля за разработкой залежей (изменением давления, положения водонефтяного и газонефтяного контактов и т.д.).

Кроме того при поиске, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений бурят картировочные, сейсморазведочные, специальные и другие скважины.

3. Назначение и виды компрессорных станций

Компрессорная станция - прежде чем природный газ, проходящий по трубам газопроводных магистралей, попадает в квартиры, он претерпевает различные стадии изменения давления. Для того, чтобы сделать газ максимально безопасным для использования человеком в бытовых условиях, данное горючее перерабатывают специальные компрессорные станции.

Компрессорная станция позволяет повышать и понижать давление газа на разных стадиях его эксплуатации: во время добычи, при перемещении и хранении. Сложный технологический комплекс очищает газ от примесей, охлаждает его и перегоняет. Добиться этого позволяют сложные приспособления и установки, входящие в технологическую схему компрессорной станции (сокращённо - КС), а именно, установки очистки газа, компрессорные цеха, и, конечно, специальные агрегаты, охлаждающие газ. Кроме того, компрессорная станция подсоединена к технологическим трубопроводам с запорно-регулирующим механизмом, имеются своя маслосистема, система электроподачи, а также установки, подготовляющие пусковой, топливный и интенсивный газы.

В зависимости от вида работ, производимых компрессорной станцией и функций на неё возложенных, станции делятся на несколько видов.

Первый тип - головные компрессорные станции. Их особенность заключается в том, что они перегоняют природный газ из места добычи в магистральный водопровод, для чего сжимают его и охлаждают, повышая давление. В каждом магистральном газопроводе обязательно должно поддерживаться расчётное давление: когда снижается пластовое давление, необходимый уровень расчётного давления помогает поддерживать головные компрессорные станции.

В составе головной компрессорной станции газоперекачивающие агрегаты, установки очистки газа, установки охлаждения газа, системы электроснабжения и водопроводы, отопительные и вентиляционные системы.

Нарастание мощности происходит с падением пластового давления путём запуска цепи сложных механизмов компрессорных цехов. Чаще всего установки комплексной подготовки газа монтируются ступенями сжатия головной КС. Таким образом, обеспечивается постоянное давление вне зависимости от схемы промысловой добычи газа.

Второй тип - компрессорные станции подземных хранилищ, которые используются для переработки газов, поддержания и изменения давления в газовых резервуарах и хранилищах, обеспечивающих суточную потребность жителей населённых пунктов в газе.

Существуют также линейные компрессорные станции магистралей, поддерживающие необходимое давление на всей протяжённости труб и нагнетательные компрессорные станции обратной закачки газов в пласт. Это третий и четвёртый тип станций.

Дожимные компрессорные станции (пятый тип) обеспечивают работоспособность всего газового промысла в периоды разработки газового месторождения и непосредственной добычи газа.

Размещено на Allbest.ru