天然气操作人员培训.doc

天然气操作人员培训 绪论 尽管人类认识天然气已经有两千多年的历史，可是对天然气的开发和利用一直处于沉寂的状态，甚至在开采石油的过程中把天然气作为废物防空。进入20世纪时，工业发达国家对环境保护的呼声日益增高，发展中国家对经济发展的渴望，特别是70年代经历两次石油危机以及当前石油价格大幅上升对经济的冲击，各国日益注意到发展天然气工业，以缓解使用石油的压力并利于环境保护。这种发展的特征是人类注意到可持续发展战略。天然气工业的发展必将改变人类的生活，并将引导燃气气体工业朝向氢气时代经济发展。 第一节天然气发展史 世界天然气开发利用史，大致分为四个阶段。 古代天然气开发利用阶段（公元前—1821年） 我国是世界上最早发现和利用天然气的国家。早在西周初年（公元前1066—771）的《周易》记载：“象日：泽中有火”。这是关于天然气在水面上燃烧这一自然现象的最早文字记载。 这个阶段长达两千多年，人类只是偶尔发现，没有提高到理性认识，同时缺乏天然气开采技术，都属于地方性的作坊式小规模开采。在燃气工业发展的历程中，首先被煤气工业占据。煤气工业的发展也为天然气工业的发展奠定了基础。 天然气气田发现阶段（1822—1944年） 一般来说，天然气气田的发现作为现代天然气工业开始的标志。这个阶段的特征是世界各地不断发现天然气气田，并且逐步进入开采阶段，开始排挤煤气工业。 美国是天然气工业发展最快的国家，这个时期世界的天然气开发利用史基本上是美国天然气工业发展史。第一家天然气公司费里多尼亚及自来水公司于1865年成立。 过去天然气只有在天然气井附近才能使用，这是因为没有方法能将它运输到需要的地方方法，如有多余的，通常都是将它烧掉。 在我国，1904年台湾省首先发现天然气气田，1937年四川省石油沟发现天然气气田，我国开始了现代天然气工业。 新式钻井法发明之前，一旦碰到天然气通常是将其排放，直到压力减到安全的程度再开始钻井。若油气同时发现，通常将天然气排放。 天然气持续发展阶段（1945—1970年） 第二次世界大战后，由于世界经济复苏，各国开始开展经济建设，需要大量的燃料和原料，许多国家纷纷投资天然气的勘探开发，从而促进了天然气的开发利用。 这个时期的天然气开发利用史已经由美国天然气开发利用史发展到世界性天然气开发利用史。天然气可采储量和产量大幅度上升，其中发展最快的是前苏联、美国和荷兰。 天然气开发利用激进阶段（1971年至今） 20世纪70年代世界出现两次石油危机，给依赖石油进口的国家沉重的打击，各国开始寻求替代石油的能源，这给天然气工业大发展提供了良好的机遇。 第二节天然气的概念 天然气是指在地表以下、地层中自然存在的烃类和非烃类混合物。狭义的天然气是指这种天然气在成分上以烃类为主，含有一定的非烃类气体。非烃类气体大多与烃气半生，但在某些气藏中可以为主要组分，形成以非烃气体（如硫化氢、二氧化碳）为主的气藏。广义的天然气是指自然界地壳存在的一切气体，包括岩石圈中各种自然过程形成的气体，如煤层、泥火山气和生物生成气等。 依天然气存在的相态可分为：游离态、溶解态、吸附态和固态（天然气水合物）。依天然气分布特点可分为聚集型和分散型。只有游离态的天然气经过聚集形成天然气藏，人们才能开发。聚集型天然气可以是气顶气（在油藏顶部聚集天然气）、气藏气（由游离天然气聚集形成的气藏）和凝析气（在超过临界温度和压力下，液态烃逆蒸发而形成的天然气藏）。 当今世界大规模开发并为人们广泛使用的可燃性天然气是石油系天然气。所谓石油系天然气是指与石油成因相同，与石油共存或单独存在可燃气体。与石油共生的成为伴生气，包括溶解于石油的溶解气与饱和了气的石油相接触的气顶气；不与石油伴生而单独存在的称为非伴生气，包括储层只产气的气层气，储层中仅含很少量油的凝析气等。 为了简化，通常指的“天然气”是可燃性天然气。天然气最为重要的性质有： 低相对密度。天然气是一种低相对密度的无色气体，其相对密度大多只有0.5—0.7，因此比空气轻； 可燃性。天然气是一种可燃气体，具有很高的热值，其热值为3726010/m3，比普通的煤大1.5倍。正是由于天然气的这个性质，人们把它作为清洁、高效的燃料来使用； 可压缩性。天然气具有可压缩性。在高温、高压的地层条件下，天然气的体积要被压缩。体积系数B，描述了地下、地面两种缓解下天然气体积的变化倍数，是气藏工程研究常用的一个参数。地面条件下，天然气体积大约是储层条件下体积的200—240倍左右。 通常把天然气资源分为两大类：常规资源和非常规资源。目前科技技术、经济条件不具备开发的资源，称为非常规天然气资源，如煤层气、天然气水合物、水溶性天然气等。目前人类从事开采领域仅在常规天然气资源，当技