天然气开采技术

第一章 绪论

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。

2、 我国天燃气工程技术特点：

1） 地层和储层特性的特殊性：埋藏深（3000-6000m ）开发开采难度大；

中低渗气藏居多，自然产能低：

储集量不富集，中小型气田居多，开发分散性、复杂性 2） 气藏产水危害的严重性 3） 流体性质的高腐蚀性

4） 天然气的可爆性和高压危险性

第二章 天然气物理化学性质

1、天然气组成：

烃类气体：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及以上气体

非烃类气体：氮气、氢气、硫化氢、二氧化碳、水等

惰性气体：氦气、氩气等 3、 天然气组成的表示方法：

已知天然气由k 种组分组成，组分i 的摩尔数为n i 体积为v i 质量为m i

1） 摩尔分数法：i

i k

i

i=1

n y n

=

∑ 2）体积分数法：i

i k

i

i=1

V y V

=

∑ 3）质量分数法：i

i k

i

i=1

m w m

=

∑

4、 天然气按烃类气体分类：

1） 按戊烷及以上组分分：

干气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量低于13.5cm 3的天然气。 湿气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量高于13.5cm 3的天然气。 2） 按丙烷及以上组分分：

贫气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量低于100cm 3

的天然气。 富气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量高于100cm 3的天然气。 5、 天然气的相对分子量、密度、相对密度、比容：

相对分子量：n

i i i=1

M y M =

∑

密度：g P M R T

ρ=

相对密度：g g a

28.96

M ργρ=

=

比容：g

1

νρ=

6、 天然气的偏差系数Z ：指相同温度、压力下，真实气体体积与同质量理想气体体积之比。

影响因素：组成、温度、压力

确定方法：1）实验法

2）图版法：H 2S 、CO 2校正；凝析气校正 3）计算法

7、 临界压力c P 临界温度c T 对比压力：r c

P P P =

对比温度：r c

T T T =

拟临界压力：n

pc ci

i i=1

P P

y =

∑ 拟临界温度：n

pc ci

i i=1

T T

y =

∑

拟对比压力：pr pc

P P P =

拟对比温度：pr pc

T T T =

8、 天然气等温压缩系数C g ：g T

1V C V P ∂⎛⎫=-

⎪∂⎝⎭ 拟对比等温压缩系数：pr g pc C C P =

9、天然气体积系数、膨胀系数：

体积系数：天然气在地层条件下体积与在地面条件下体积之比。 g sc

V B V =

4

g 3.458

10

T B Z P

-=⨯

膨胀系数：g g

1E B =

10、天然气粘度确定方法：

1） 查大气压下M μ-图版，若有2H S 、2CO 需校正，得出校正后粘度值1μ 2） 查

2pr 1

T μμ-图版得出

21

μμ，进而得出地层条件下天然气粘度g

2μμ=

11、天然气水露点、烃露点：

水露点：气体在一定压力下析出第一滴水时的温度。

烃露点：气体在一定压力下析出第一微小液态烃时的温度。 烃露点影响因素：组成、压力 12、天然气水蒸气含量影响因素：

1） 压力升高，水蒸气含量降低

2） 温度升高，水蒸气含量升高

3） 自由水中含盐量增加，水蒸气含量降低 4） 高密度天然气组分中水蒸气含量少 5） H 2S 、CO 2含量高，水蒸气含量升高 6） N 2含量高，水蒸气含量降低 13、水蒸气含量确定方法：

1） 实验法：仪器测量；化学方法

2） 图版法：相对密度校正；含盐量校正；H 2S 、CO 2校正 3） 计算法

14、天然气绝对湿度X ：指1m 3

天然气中所含水蒸汽的质量。

天然气饱和绝对湿度Xs ：指饱和状态下天然气的绝对湿度。 天然气相对湿度：s

=

X X φ

15、天然气热值：天然气完全燃烧所放出的热量。

高热值（总热值）：天然气自身完全燃烧所放出的热量加上生成的水蒸气凝析成水释放

的汽化潜热的热值。 低热值（净热值）：天然气自身完全燃烧所放出的热量。 差值：汽化潜热

16、利用天然气热值确定水蒸气在湿天然气中的百分数： d w

i d

100%H H y H -=

⨯ 其中y i -摩尔分数，H d -干天然气热值，H w -湿天然气热值

17、天然气爆炸范围：低于爆炸下限、高于爆炸上限都不会发生爆炸。

第三章 烃类流体相态

1、体系分为单组分体系和多组分体系。

2、相：体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分成为相。

3、相的特点：1）相与相之间有界面

2）任何一相都能与体系其他均匀部分分开 3）相内各部分可以是不连续的

4、独立组分：构成平衡体系的所有各相组成所需的最小组分数。 在没有发生化学反应的体系中，独立组分数等于组分数

5、自由度：指在不改变平衡体系中原有平衡相数的条件下可独立改变的量的个数。

所谓独立，是指这些因素可在一定范围内任意变化，而不会导致旧相消失新相生成。 6、相率：用来确定体系自由度数的表达式。

自由度计算公式：F=C-N+2 其中：F-自由度，C-组分数，N-相数

7、相图特点：1）单组分体系临界点是两相共存的最高压力和最高温度，多组分体系存在临

界凝析温度和临界凝析压力

2）在c m T T T ≤≤和c m P P P ≤≤范围内存在逆行现象，具体如图。

8、范德华方程（两参数三次方型状态方程）： 2

R T a P V b

V

=

-

- 其中 a 、b 为分子引力和斥力系数

R T V b

-为分子体积和斥力对压力的影响

2

a V

为分子引力对压力的影响

9、相图判别法判断油气藏类型：见图

依据：相图形态和储层温度等温降压线所处的位置。