Современные нефтегазовые технологии

СОВРЕМЕННЫЕ

НЕФТЕГАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

И.Н.Стрижов, И. Е. Ходанович

ДОБЫЧА ГАЗА

И. Н. Стрижов, И. Е. Ходанович

ДОБЫЧА ГАЗА

Москва ¦ Ижевск

ГЛ АВГАЗТОППРОМ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИСКУССТВЕННОГО ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ГАЗА

_(В Н И Г И)_

Проф. И. Н, СТРИЖОВ и И. Е, ХОДАНОВИЧ

ДОБЫЧА ГАЗА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НЕФТЯНОЙ И ГОРНО-ТОПЛИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Москва 1946 Ленинград

Стрижов И. Н., Ходанович И. Е.

Добыча газа. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 376 стр.

В книге систематизирован опыт разработки газовых месторождений. Даются теоретические основы рациональной добычи газа из газовых скважин.

Основные разделы книги: регулирование дебита и давления газовых скважин, установление рационального процентного отбора, испытание газовых скважин, методика замера газа, выбор метода разработки газовых месторождений и рационального размещения скважин, дегидрация газа и очистка его от сероводорода. Приведено много данных о существующих газовых месторождениях и дана их характеристика.

Книга является первым опытом систематизированного освещения проблем добычи газа, предназначена для инженернотехнических кадров нефтяной и газовой промышленности и может служить учебным пособием для студентов втузов.

Репринтное издание (оригинальное издание: M.-JL: Гостоптехиздат, 1946 г.).

ISBN 5-93972-281-4

© Институт компьютерных исследований, 2003

http://rcd.ru

http://ics.org.ru

Изданная в 1946 году книга выдающихся российских ученых и инженеров — И. Н. Стрижова и И. Е. Ходановича «Добыча газа» явилась первым в России трудом, в котором даны основы технологии добычи природных газов. В ней изложен обобщенный авторами зарубежный опыт в этой области и даны научнотехнологические основы освоения газовых месторождений применительно к отечественным условиям.

В книге приводятся многие новаторские в то время идеи авторов: возможность существования природных газогидратных месторождений; превращение нефтяных месторождений в газоконденсатные; основы установления технологических режимов газовых скважин и др.

Книга давно стала библиографической редкостью, недоступной большинству специалистов.

Публикация второго издания книги позволит специалистам и студентам еще раз вернуться к истокам отечественной нефтегазовой науки и технологий.

Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой разработки газовых и газоконденсатных месторождений

РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина    Басниев    К.    С.

Промышленность природного газа приобретает в нашей стране все большее и большее значение.

Потенциальные возможности для развития газового дела в СССР громадны. На обширной территории Советского Союза, кроме найденных, несомненно, имеется много пока еще неразведанных газовых месторождений и в том числе чрезвычайно богатых. Промышленность природного газа у нас развивается быстрым темпом. Предстоит организовать добычу газа на большом числе новых месторождений, покрыть СССР сетью газопроводов, снабдить газом города и промышленные центры, дать населению дешевое и идеальное топливо и организовать переработку газа на целый ряд важных продуктов. Но для этого нужно научиться бурить на газ, добывать газ из скважин и разрабатывать газовые месторождения.

Проф. И. Н. Стрижов в книге «Добыча газа» сделал попытку систематизировать наш и американский опыт разработки газовых месторождений и вывести теоретические основы рациональной разработки газовых месторождений и эксплоатации газовых скважин. В ней впервые изложены такие вопросы, как: 1) регулирование дебита и давления газовых скважин; 2) определение рационального процента отбора; 3) добыча газа при определенном проценте отбора; 4) испытание газовых скважин; 5) замер дебита газовых скважин; 6) характеристика газовых скважин; 7) разработка газовых месторождений; 8) расстояние между скважинами и пр.

В книге, кроме общих сведений о физических свойствах газов, дан состав природных газов советских месторождений. Также включены дегидрация и очистка газа от сероводорода.

Книга «Добыча газа», как опыт первой серьезной работы в этой области, сослужит большую службу для молодой бурнорастущей газовой промышленности и для учебных и научных учреждений нашей страны. Вместе с тем она естественно станет той основой, нд которой будут создаваться все более совершенные труды с учетом накопленного опыта разработки и эксплоатации газовых месторождений.

Первый и последний разделы этой книги написаны И. Е. Хода-новичем, остальные — И. Н. Стрижовым.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ПРИРОДНЫЕ ГАЗЫ И ИХ СВОЙСТВА

Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Под природными газами в широком смысле слова подразумевают газы, заключенные или циркулирующие в породах земной коры. Сюда откосятся газы различного химического состава и различного генезиса, выделяющиеся из естественных сухих и мокрых выходов, из буровых скважин и шахт, из вулканов, сопок и т. п. Здесь мы рассмотрим только природные горючие газы, которые состоят преимущественно из углеводородных газов.

Эти газы, так же как нефть, асфальт и озокерит, относятся к полезным ископаемым, тесно связаны с ними по близкому сродству, нахождению и происхождению и отличаются только по агрегатному состоянию.

В состав природных газов, кроме углеводородов метанового ряда общей формулы С„Н₂п+2 , входят также и другие газы: 1) углекислый газ; 2) сероводород; 3) азот и 4) редкие газы.

Из углеводородных газов преобладающим компонентом является метан (СН₄). Другие компоненты, как этан (С₂Н_б), пропан (С₃Н₈), бутан (л-С₄Н₁₀), изобутан (изо С₄Н₁₀), пентан (С₅Н₁₂) и др., находятся в сравнительно меньшем количестве.

В промышленном масштабе углеводородные газы добываются из буровых скважин попутно с нрфтью или же в качестве основного продукта из чисто газовых скважин.

Газ, сопутствующий нефти, содержит в большем или меньшем количестве бензиновые углеводороды, которые после их извлечения и стабилизации дают газовый бензин.

Г аз из газовых скважин также иногда содержит тяжелые углеводороды, но обычно в незначительных количествах.

В зависимости от количества бензиновых углеводородов, газы называют сухими, или бедными, и жирными, или б о-г а т ы м и. Общепринятой границы между сухими и жирными газами не установлено. На первом этапе развития газолиновых заводов в США газы с содержанием более 100 г бензина в 1 л*³газа относились к жирным газам, а менее 100 г/м³— к сухим. Жирные газы подвергались отбензиниванию. Однако в настоящее время эта градация устарела.

По мере усовершенствования процессов отбензинивания газа понижался и предел жирности его. Считается вполне рентабельным отбензинивать газ с содержанием 15—20 г в 1 ж³ газа, а в некоторых случаях даже ниже.

АНАЛИЗЫ ГАЗОВ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СССР И ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗА

В табл. 1 и 2 приводится средний состав природных газов из чисто газовых и нефте-газовых месторождений.

С народно-хозяйственной точки зрения природные газы как полезное ископаемое представляют большую ценность. Их используют в основном:

а)    для энергетических целей;

б)    для переработки и получения ценных продуктов.

Когда газ выходит из скважин под давлением, эту энергию сжатого газа можно использовать, например:

а)    для передачи газа по трубопроводам под собственным давлением от источника к потребителям;

б)    для подъёма жидкости (нефти, воды) из скважин и колодцев на поверхность;

в)    для приведения в действие паровых машин, насосов и турбин, подавая сжатый газ вместо пара;

г)    для холодильных установок, пользуясь понижением температуры при резком снижении давления и расширении газа.

При утилизации газа как вещества прежде всего необходимо извлечь из него тяжелые углеводороды, образующие газовый бензин и жидкие газы. При современном состоянии техники извлечение этих компо -нектов из газа не представляет затруднений. Существующие способы— компрессия, абсорбция, адсорбция и рефрижерация, — каждый в отдельности или в комбинации обеспечивают отбензинивание газа и извлечение из него жидких газов в требуемой степени. После отбензинивания сухой газ, состоящий из метана с незначительным количеством других компонентов, может быть использован как топливо или для химической переработки.

Газ обладает исключительными преимуществами по сравнению с другими видами топлива, эффективно и широко применяется в домашнем хозяйстве, в котельных центральных силовых станций и промысловых, в печах металлургической, металлообрабатывающей и керамической промышленности, в хлебопекарнях и т. д.

Простота и легкость подачи газа в топку, возможность регулировки тепла, автоматичность регулировки, отсутствие копоти и сажи при сжигании, повышение коэфициента полезного действия топок— все это способствует широкому внедрению газового топлива в промышленность и быт.

Как топливо для двигателей газ нашел применение для газомоторов, автомобилей, автобусов, тракторов и даже для заправки паровозов местного сообщения. Газ дает более совершенное сгорание рабочей смеси в цилиндрах, чем бензин, и меньшее нагарообразование, обладает хорошими антидетонационными свойствами.

• о

К о 8 ,

«ер

ч С « о Ч

>9 <и л о Йь к к х

S

о

со

О

Оч cf

<L> о О а

⁵ ° i * о О s к

? ^е S I

§ 8 a §

я н

Л Л)

Й о>

X н V

С vo ч

Источник газа

Этан

Метан

Пропан

Бутан

; * щ.

я

Следы

1,0

Следы

0,605

0,589

0,689

8400

8200

7900

8500

8800

7500

8900

0,6

1,7

0,9

0,2

0,6

0,1

0,8

0,1

0.3

0,3

4,4

6,0

13,5

2,2

1,8

9.3

1.3

93.2

92.2

76.8 86,5 98,0 880

97.8

0,7

0,8

4,4

i°

1,9

0,4

0,5

0,6

0,2

7,3

0,2

0,3

0,2

Глава I. Общие названия

0,608

0,2

0,1

44,8

11,7

55.0

88.0

4950

7900

0,2

0,7

0,6

0,1

0,05

97.7

60,0

94,4

95.7

97.8 75,7 89,0

1,6

40,0

5,0

4Д

1,3

8800

5400

8450

8200

8500

Меловые район ....

Месторождение Украина , .

Месторождение Украина .

Месторождение Украина . . .

Месторождение Украина . . .

горы

од

0,575

0,568

0,5

21,3

0,2

1,4

0,1

1,6

1,9

0,05

Елщанское месторождение .... Курдюмское месторождение . . Бугурусланское месторождение . . Месторождение Южного Дагестана Мелитопольское месторождение _# Ухтинское месторождение Тульское месторождение Красно дарсксго края .......

Мельниково — Саратовской области

а)    Западное поле......

б)    Восточное поле •.....

— Новороссийский Калуш, Западная Дашава, Западная Косов, Западная Опары, Западная

Ставрополь-Кавказский:

а)    Северное поле .

б)    Южное поле . .

Наименование источника

I. Район г. Баку Трест Лениннефть.....

по порядку

Раздел I. Природные газы и их свойства

Трест Сталиннефть .....

Трест Молотовнефть.....

Трест Орджоникидзенефть . .

Трест Кагановичнефть .... Трест Азизбековнефть .....

Трест Кировнефть.....

Кергезнефть.........

Район Мардакьяны (Баку) . . .

9

10

11

Шихикая (Баку).......

Сиазань (Баку) ........

II.    Трест Грузнефть

Пррм. Мирзаани........

Глава I. Общие названия

Для обслуживания указанных потребителей устраиваются заправочные станции с компрессорами, которые нагнетают газ в баллоны, имеющие полезный физический объём 29, 44 и 58 л, под давлением 200 am. Таким образом, в каждом баллоне будет от 5,8 до 11,6 им³ газа. Если на машине установить шесть баллонов, то запас горючего составит от 34,8 до 70,8 hm^z газа и при его калорийности в 8000 кал/м³общий пробег машины может составить в среднем 140—280 км, считая на машину ГАЗ-АА.

Обычно большие баллоны (44 и 58л) ставят на грузовые машины, а баллоны на 29 л—на легковые. Имея в городе, в районе или цо линии газопровода несколько заправочных станций, можно надежно обеспечить работу местного автотранспорта. Вместо сухого газа можно использовать отдельные компоненты или смеси компонентов природного газа, как, например, пропана и бутана, которые наряду с этим могут служить и сырьем для химической переработки. Перед обычным моторным бензином бутан имеет следующие преимущества:

1.    Октановое число бутана 90—97, в то время как октановое число стандартного бензина 68—72.

2.    Мощность двигателя, предназначенного для работы на. бутане, повышается на 25—50%.

3.    Расход смазочного масла на двигатель уменьшается на 50%.

4.    Расходы по обслуживанию и ремонту двигателя сокращаются на 40—50%.

Стационарные двигатели, расположенные в районах газодобычи, нет необходимости снабжать газом от баллонов. В таких случаях лучше подвести газ по трубопроводу.

Не менее важно использовать газ в химической переработке. В настоящее время процессы химической переработки газов проте -кают по следующим путям:

1.    Процессы крекинга или пиролиза газа с последующей затем переработкой полученных веществ (ацетилен, бутадиен, толуол, бензин, синтетический каучук, сажа, водород, спирты и пр.).

2.    Процессы дегидрогенизации, полимеризации, изомеризации, алкилирования и гидрогенизации с целью получения синтетического высокооктанового авиационного топлива.

3.    Окислительные процессы (получение формальдегида, метилового спирта, ацетона).

4.    Процессы хлорирования (получение хлоропроизводных метана, этана и др.).

Этими процессами можно получить из природного газа значительное количество разнообразных веществ, которые в свою очередь являются сырьем для получения еще большего количества продуктов. Таким образом, перспективы химической переработки газов чрезвычайно богаты.

Наконец, природные газы являются сырьем для производства газовой сажи. Хотя процесс получения газовой сажи путем сжигания при неполном доступе воздуха является малоэффективным (выход сажи составляет всего около 3% от веса газа), но качество сажи является очень высоким, и поэтому в районах, где сбыт газа не находит другого применения, производство сажи вполне себя оправдывает.

Физические свойства газов и законы газового состояния  »

Библиотека »