1、天然气是指在不同地质条件下生成、运移，并以一定压力储集在地下构造中的气体。我国是世界上最早发现、开采和利用石油及天然气的国家之一。据史料记载，已有三千多年的历史。早在周代(公元前1122-770年间)的上就有了“上火下泽、火在水上，泽中有火”等记载，到了秦、汉时期，在今陕北、甘肃、四川等地区就已发现了石油和天然气，并用来点灯照明、润滑、防腐和煮卤熬盐。 四川自流井气田的开采已约有二千年历史。据上的史料记载，早在汉朝就在自流井发现了天然气，宋末元初（十三世纪）已大规模开采自流井的浅层天然气。,近年来，天然气在我国工业和日常生活中的应用日益广泛，80年代后期，为了适应国民生产和生活的需要，我国石油
2、工业采取“油气并举”的方针，天然气工业因此而以前所未有的速度发展。除四川气田继续发展外，莺歌海气田和晋边气田也相继投入开发，此外，在青海、新疆、渤海湾等地都发现了气田。根据第二次全国油气资源评价结果，我国气层气主要分布在陆上中、西部地区及近海海域的南海和东海，资源总量为381012m3，全国探明储量2.061012m3，可采储量1.31012m3，其中凝析油地质储量11226.3104t，采收率按36计算，凝析油可采储量4082104t。,石油工业是国家的支柱产业，其主要目的任务是将地下的石油和天然气开采出来。所谓采气工程，就是在人为干预下，有目的地将天然气从地下开采到地面，并输送到预定位置的
3、工程。采气工程是一项复杂的系统工程，而且具有鲜明特征：系统的主体部分深埋底下，看不见、摸不着；系统的介质是流体，能够自由流动，是“活的”；天然气是不能再生、难于替代的宝贵资源，不允许重复实验，采气工程又是高投入、高产出的工程，因此要求决策科学合理。,采气工程系统,气田,气藏,气井系统,气嘴分离器地面管线 井筒气层 气井示意图,气井系统,石油工程4年级学生，对石油开采技术已有了比较系统的了解；天然气和石油性质不同，开采技术方法上有各自的特点；本科程的目的和任务，就是让同学们对天然气的开发和开采工艺技术有比较系统的了解。,课程目的、任务,1、天然气性质 2、气田储量计算 3、天然气田的开发特点 4
4、、气田开发设计与分析 5、气井产能 6、气井井筒和地面管流动态预测 7、气井生产系统与举升工艺 8、气井井场工艺,1.1 天然气组成 1.2 相态特性 1.3 常用物性参数计算,2.1 基本计算方法 2.2 容积法计算天然气储量,3.1 气田的驱动方式 3.2 天然气向井流动特点 3.3 气田开发阶段 3.4开发天然气田的采收率,1、天然气性质 2、气田储量计算 3、天然气田的开发特点 4、气田开发设计与分析 5、气井产能 6、气井井筒和地面管流动态预测 7、气井生产系统与举升工艺 8、气井井场工艺,5.1 理论公式 5.2 经验公式 5.3 试井,6.1 井筒中的压力、温度计算 6.2 节流
5、装置的压力、温度 6.3 地面集输管流,7.1 气井生产系统与分析 7.2 气井基本参数的确定 7.3 气井排水采气,8.1 气液分离与脱水 8.2 天然气水合物,1、天然气性质 2、气田储量计算 3、天然气田的开发特点 4、气田开发设计与分析 5、气井产能 6、气井井筒和地面管流动态预测 7、气井生产系统与举升工艺 8、气井井场工艺,1.1 天然气组成 1.2 相态特性 1.3 常用物性参数计算,天然气是指在不同地质条件下生成、运移,并以一定压力储集在地下构造中的气体。天然气成游离状态集聚的地方气藏高产有工业价值 中产 气藏 低产 无工业价值同一地区的多个气藏=气田,第一章 天然气性质,定义
6、,天然气气态烃和一些杂质的混合物；常见到的烃类组分是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和少量的己烷、庚烷、辛烷以及一些更重的气体。杂质有二氧化碳、硫化氢、氮、水蒸汽及一些稀有气体，如氦、氖和氩等。丙烷以上的重烃组分经加工提取出来，有着较高的市场价值。一般外输出售的天然气主要是甲烷和乙烷的混合物，含少量丙烷。,第一章 天然气性质,1.1组成,天然气不能用一种固定的组分或混合物来下定义 。天然气的组成通常用摩尔分数或百分数表示。如将天然气及它的各种组分视为理想气体，天然气的摩尔体积等于天然气中各组分摩尔体积之和（阿佛伽德罗定律）。并且,摩尔分数等于体积分数。,第一章 天然气性质,1.1组成,第一章 天然
7、气性质,1.1组成,重烃含量少 =贫气（干气） 高热值天然气,非烃含量较高= 低热值天然气 净气,CO2和H2S =酸气,油气田按气油比分类： 气井气油比17809m3/m3（100000ft3bbl） 凝析气井气油比为890-17809 m3/m3(5000-100000 ft3bbl) 油井气油比在几百m3/m3（几千ft3bbl ）以内常规天然气藏应根据气藏的原始压力和温度在压力温度相态图(P-T图)上的位置来定义。,第一章 天然气性质,1.2 相态特性,1.2 相态特性,第一章 天然气性质,图1.1 碳氢化合物的p-T图,泡点线,露点线,临界点,临界凝析温度,临界凝析压力,1.2 相态
8、特性,第一章 天然气性质,图1.1 碳氢化合物的p-T图,干气藏,湿气藏,凝析气藏,一、真实气体与理想气体 理想气体: pV=nRT 真实气体： pV=nZRT 二、 Z气体偏差系数（气体压缩系数，Z系数）,第一章 天然气性质,1.3 物性参数,Z气体压缩系数（气体偏差系数，Z系数）,第一章 天然气性质,1.3 物性参数,图.4 斯坦丁卡兹Z系数图,三、凝析油/气比 假设将n摩尔天然气采到地面,从中分离出nG摩尔气和nL摩尔液体凝析油,摩尔凝析油/气比：RMLG=nL/nG 体积凝析油/气比定义为:油罐条件下凝析油体积VLSt与标准状态下的气体体积VGsc之比,即RVLG=VLst/VGsc,
9、第一章 天然气性质,1.3 物性参数,四、地层体积系数：天然气在地层条件下的体积与其在地面标准状态下的体积之比。 真实气体n摩尔气体在地层条件下所占的体积VGR=nZRT/P 对干气气藏,所有地层气全部转变为地面气。n摩尔地面气在标准状态下的体积为 VGsc=nRTsc/Psc,第一章 天然气性质,1.3 物性参数,对于湿气气藏，假如有n摩尔湿气分离成nL摩尔液体和nG摩尔气体，n摩尔气体在地层条件下的体积为,第一章 天然气性质,1.3 物性参数,nG摩尔气在地面标准状态下的体积为,湿气的体积系数,对于湿气气藏，假如有n摩尔湿气分离成nL摩尔液体和nG摩尔气体，n摩尔气体在地层条件下的体积为,第一章 天然气性质,1.3 物性参数,nG摩尔气在地面标准状态下的体积为,湿气的体积系数,1、天然气性质 2、气田储量计算 3、天然气田的开发特点 4、气田开发设计与分析 5、气井产能 6、气井井筒和地面管流动态预测 7、气井生产系统与举升工艺 8、气井井场工艺,1.1 天然气组成 1.2 相态特性 1.3 常用物性参数计算,
