Файл: Ширковский, А. И. Добыча и подземное хранение газа учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
А. И. ш и р к о в с к и и ,
Г. И. ЗАДОРА
Добыча и подземное
хранение газа
Допущено Министерством высшего и сред него специального образования СССР
в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз>
МОСКВА «НЕДРА» 1974
УДК (622.279.23+ 66.076) (075.8)
ЧИТАЛЬНОГО 8 АЛЛ
Ширковский А. И., Задора Г. И. Добыча и подземное хранение газа. М., «Недра», 1974. 192 с.
В книге описаны современные методы разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений и рассмотрены вопросы подземного хранения газа. Приведены основные положения физики пласта, подземной газогидродинамики и промысловой геологии. Даны основы проектирования разработки в эксплуатации месторождений природного газа и подземных хранилищ, показана их взаимосвязь с транспортом газа на большие расстояния.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по спе циальности 0207 «Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов, газохрани лищ и нефтебаз», и может быть полезно инженерно-техническим работникам неф тяной и газовой промышленности.
Табл. 36, ил. 49, список лит. — 39 назв.
Р е ц е н з е н т ы : кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Грозненского нефтяного института; главный специалист Гос плана СССР Б. И. Добгань.
Ш 30805—528 168—74 |
© Издательство «Недра», 1974 |
043(01)—74
ВВЕДЕНИЕ
§1. История развития газовой промышленности
ВРоссии более 50 лет назад получали искусственный газ из твердого топлива путем сухой перегонки и использовали его для освещения.
Первый газовый завод в России был |
построен |
в Петербурге |
|
в 1831 г. В качестве |
сырья использовали |
каменный |
уголь, приво |
зимый из Англии. В |
Москве первый газовый завод |
был построен |
|
в 1865 г.; в 1867 г. в Москве насчитывалось 6000 газовых фо нарей.
В1891 г. только в Англии светильный газ вырабатывался на 594 заводах. Общая длина газопроводов там составляла 35000 км. Светильный газ в больших объемах производился в Германии, США, Франции и Канаде.
ВРоссии, Польше, Финляндии в том же 1891 г. светильный газ вырабатывался на 210 газовых заводах, из них только 30 про
изводили газ для освещения 24 городов (Москвы, Петербурга, Варшавы, Вильно, Гельсингфорса, Киева, Казани, Ялты, Харько ва, Одессы, Львова, Ростова-на-Дону и др.). Остальные «заводы» представляли собой маломощные газогенераторные установки. Они вырабатывали газ для освещения 157 фабрик и 23 железно дорожных вокзалов.
Производство светильного газа в 1891 г. составляло 54 млн. м3. Вся газовая промышленность России была меньше газовой про мышленности Берлина. Потребление газа в быту было очень огра ниченным. Только 2700 квартир в Москве в 1913 г. и 3000 квартир
в Петербурге в |
1914 г. снабжались |
газом. К |
1917 г. |
выработка |
|
светильного газа |
в Москве достигла 17 млн. |
м3, |
газ |
подавался |
|
в 11 000 квартир. |
и использование |
светильного |
газа |
в течение |
|
Производство |
|||||
100 лет имели огромное значение для развития в будущем про
мышленности |
природных |
газов. |
В дореволюционной России |
про |
||||
мышленности |
природных |
газов |
практически |
не |
было, несмотря |
|||
;на большие объемы газа, добывавшегося вместе с нефтью. |
газов |
|||||||
Выходы на |
поверхность земли |
естественных |
в |
горючих |
||||
были замечены на Апшеронском |
полуострове |
далекой |
древ |
|||||
ности (в I—II вв. до н. э.). Этим газам приписывалась неземная |
||||||||
сила, поэтому |
на Апшеронском |
полуострове |
были |
воздвигнуты |
||||
3
«Храмы огнепоклонников». Один из этих храмов сохранился до настоящего времени в Сураханах.
Естественный газ, выходящий на поверхность земли, использо вался для обогрева жилищ, освещения и приготовления пищи бо лее 200 лет.
Нефтяной газ стал бичом нефтепромышленников при переходе от колодезной добычи к бурению. Газ затруднял бурение сква жин, добычу нефти, приводил к пожарам, взрывам, отравлениям, причинял огромные убытки.
Миллиарды кубометров газа выпускались в воздух и сжига лись в факелах, о чем свидетельствуют следующие примеры. В 1902 г. добыча нефти в Бакинском районе была около 3,5 млн.т. Потери ценных легких фракций, улетучившихся из добытой неф
ти, составляли 280—500 тыс. т. За 40 лет хищнической |
эксплу |
|||
атации было потеряно до 20 млн. т ценных продуктов. |
переработки |
|||
Техника бурения скважин, добычи |
нефти |
и ее |
||
находилась на низком уровне, научные основы |
этих |
процессов |
||
не разрабатывались. Нефтепромышленники не |
проявляли забот |
|||
о нуждах трудящихся, улучшении условий работы и быта, |
о сборе, |
|||
обработке, транспорте и использовании |
природного газа. |
|
||
В дореволюционной России не было построено ни одного ма гистрального газопровода, природный газ беспощадно уничтожал ся. В Баку использовалось только 33 млн. м3 нефтяного газа. Однако история развития газовой промышленности дореволюци онной России показывает, что отдельные инженеры и ученые по своей инициативе сделали крупные научные открытия и изоб ретения и успешно использовали природный газ для бытовых
ипромышленных целей.
В1888 г. Д. И. Менделеев в статье «Будущая сила, покоя щаяся на берегах Донца» впервые в мире теоретически обосно вал возможность подземной газификации каменного угля.
В. Г. Шухов первый в мире дал обоснование и основные рас четы сооружения и эксплуатации нефтепроводов. По его методике и в настоящее время рассчитывают нефтепроводы во всех странах земного шара.
В1903 г. И. Н. Стрижов впервые в мире высказал идею о за качке газа в пласт для поддержания пластового давления при раз работке нефтяных месторождений.
В1914 г. проф. Тихвинский предложил способ закрытой газ лифтной эксплуатации скважин. Этот способ под названием «газ лифт» был применен в США лишь спустя 10 лет. В начале наше го столетия на Бакинских нефтепромыслах были проложены газопроводы диаметром 41 см и длиной в несколько километров.
Трубы такого большого диаметра изготовляли из котельного же леза путем клепки. По этим газопроводам газ подавался промыс ловым потребителям. Газопровода такого большого диаметра в то время не было ни в одной стране.
На Грозненских нефтяных промыслах газ собирался от сква жин по газопроводам, построенным большей частью из чугунных труб и подавался местным потребителям (кочегаркам и жилым корпусам) при помощи эксгаустеров.
В Дагестане прироный газ для отопления начали использо вать до революции.
После Великой Октябрьской социалистической революции по ложен конец хищническим методам разработки нефтяных зале жей и беспощадному уничтожению природного газа; земля, ее недра, нефтяные и газовые промыслы объявлены общенарод ным достоянием, государственной собственностью, наряду с дру гими отраслями промышленности начала развиваться и газовая
промышленность.
Коммунистическая партия и Советское правительство всегда уделяли большое внимание развитию топливной промышленности. В. И. Ленин высоко оценивал роль минерального топлива: «...только на минеральном топливе может быть прочная постанов ка крупной промышленности, способной служить базой для со циалистического общества»1.
Владимир Ильич предвидел огромное значение газа для улуч шения производственных и жизненных условий трудящихся. Еще за несколько лет до Октябрьской революции он писал: «Громадная
масса человеческого труда, употребляемого теперь |
на |
добывание |
|||
и развозку каменного угля, была бы сбережена»2. |
|
нефтяной |
|||
Уже в первый период |
развития социалистической |
||||
промышленности — в годы |
ее восстановления — не |
только |
была |
||
поставлена, но и получила |
практическое |
решение |
задача |
раци |
|
онального использования газа. Начались |
работы |
по |
герметиза |
||
ции нефтяных скважин и улавливанию идущего с нефтью газа. На нефтяных промыслах появились трапы для отделения газа, компрессорные станции для перекачки газа на газолиновые за
воды.
Отбензиненный газ все шире стали применять для бытовых нужд, использовать в промышленности в качестве топлива, воз вращать в нефтяные залежи для поддержания давления и увели чения коэффициента нефтеотдачи.
В дальнейшем открываются чисто газовые месторождения, стро
ятся |
магистральные газопроводы, |
газобензиновые |
заводы, |
заво |
ды по производству сажи. |
Кокоревых в |
Сураханах |
при |
|
В |
1901 г. на участке братьев |
|||
разведочном бурении впервые с небольшой глубины ударил га зовый фонтан. В феврале 1902 г. на промысле Бакинского нефтя
ного |
общества |
в скв. 1 с глубины 204 м |
был получен |
фонтан |
газа |
с суточным |
дебитом 57 тыс. м3 при |
давлении |
на устье |
15 кгс/см2. Сураханское месторождение было признано чисто газо
1 |
Л е н и н В. |
И. Поли. собр. соч., т. 44, стр. 317. |
2 |
Л е н и н В. |
И. Поли. собр. соч., т. 23, стр. 94. |
5
вым. Оно стало первым промышленным газовым месторождением
в России. |
г. |
в Азербайджане |
было |
добыто |
8 млн. м3 газа, |
В 1904 |
|||||
в 1907 — 30 млн. м3; в 1940 г. добыча |
природного газа по стране |
||||
составила |
3392 |
млн. м3. В этом |
же году был |
построен первый |
|
магистральный газопровод Дашава—Львов длиной 68 км и диа
метром 20 см.
В 1942 г. население и промышленность г. Саратова получили природный газ по газопроводу Елшанка — Саратов длиной 43 км,
диаметром 30 см. В 1943 г. был введен в эксплуатацию |
магист |
ральный газопровод Бугуруслан — Куйбышев длиной |
140 км |
идиаметром 30 см.
В1946 г. закончено строительство крупного по тому времени
магистрального |
газопровода |
Саратов — Москва |
длиной 800 км |
||
и диаметром |
30 см. Подача газа в Москву по этому газопроводу |
||||
в |
количестве |
1,3 |
млн. м3/сут заменила привоз |
в Москву свыше |
|
1 |
млн. м3 дров, 650 тыс. т подмосковного угля, |
около 150 тыс. т |
|||
керосина и больше 100 тыс. т мазута в расчете на год. |
|||||
|
В 1948 г. построен газопровод Дашава — Киев длиной 500 км |
||||
и диаметром |
53 см. В 1951 г. он был продлен до Москвы; общая |
||||
длина его 1300 км и пропускная способность 5 млн. м3/сут. |
|||||
в |
Открытие нескольких газовых месторождений природного газа |
||||
Дагестане |
(Дагестанские |
Огни, Дузлак, Берекей, Мелитополь |
|||
ское), в Западной Украине (Угерско, Дашава, Опары и др.), Са ратовской области (Елшанка), Коми АССР (Седьельское) озна чало создание достаточной сырьевой базы. Сооруженные к этому времени магистральные газопроводы, газобензиновые и сажевые заводы положили начало дальнему транспорту газа, его пере работке и использованию.
В 1946 г. было принято решение о создании в СССР новой отрасли народного хозяйства — газовой промышленности. Боль шое влияние на последующее развитие газовой промышленности
оказало |
постановление ЦК КПСС и Совета |
Министров |
СССР |
№ 935 от |
15 августа 1958 г. «О дальнейшем |
развитии |
газовой |
промышленности и газоснабжения предприятий и городов СССР».
Таблица 1
|
Изменение структуры добычи топлива в СССР за 1940—1970 |
гг. |
|||||
|
|
|
( в % к итогу) |
|
|
|
|
|
|
|
Природ |
|
|
|
|
Годы |
Уголь |
Нефть |
ный и неф |
Торф |
Сланцы |
Дрова |
Всего |
тяной |
|||||||
|
|
|
газы |
|
|
|
|
1940 |
59,1 |
18,7 |
1,9 |
5,7 |
0,3 |
14,3 |
100,0 |
1950 |
66,1 |
17,4 |
2,3 |
4,8 |
0,4 |
9,0 |
100,0 |
1960 |
58,9 |
30,5 |
7,9 |
2,9 |
0,7 |
4,1 |
100,0 |
1970 |
38,5 |
37,9 |
18,8 |
1,8 |
0,7 |
2,3 |
100,0 |
6
XXI съезд КПСС принял курс на коренное изменение структуры топливного баланса СССР.
В табл. 1 приведены данные об изменении топливного балан са СССР за 1940—1970 гг. Еще большие изменения в структуре топливного баланса произойдут в девятой пятилетке (1971—
1975 гг.).
Изменение топливного баланса страны позволило за 10 лет (1958—1968 гг.) получить 15 млрд. руб. экономии.
§ 2. Природный газ как топливо и сырье для химической промышленности
Природный газ, используемый в качестве топлива, имеет боль шие преимущества по сравнению с другими видами топлива.
1.Коэффициент фондоотдачи в добыче газа в 6 раз выше, чем
вдобыче каменного угля и нефти.
2.Производительность труда в добыче газа в 55 раз выше, чем
вдобыче каменного угля, и в 6 раз выше, чем в добыче нефти
(табл. 2).
Т а б л и ц а 2
Фондоотдача и производительность труда в различных областях топливной* промышленности
|
Коэффициент |
Производитель |
Вид топлива |
ность труда |
|
фондоотдачи* |
на одного |
|
|
на 1000 руб. |
рабочего |
Природный и нефтяной га зы ................................ |
... . • |
296 |
21000 |
Н е ф т ь ................................................................................. |
|
48 |
3300 |
Каменный уголь .............................................................. |
|
48 |
380 |
* В тоннах условного топлива. |
Условным называется топливо, |
при сгорании |
1 кг которого |
выделяется 7000 ккал тепла. |
|
|
|
Так, на Шебелинском промысле в 1965 г. работало 632 чело века, в том числе 464 рабочих, добыто было 28,9 млрд, м3 газа, или более 30 млн. т. условного топлива. Для получения такого же ко личества топлива в виде угля нужно иметь 50 шахт с общей чис ленностью рабочих около 60 тыс. человек.
3. Себестоимость добычи газа в 33 раза меньше себестоимости добычи каменного угля и в 6 раз меньше себестоимости добычи нефти. Использование природного газа в народном хозяйстве дает
прибыль примерно 8 руб. на |
каждые 1000 м3 газа |
только от за |
||
мены газом других видов топлива. |
в добычу |
и |
транспорт |
|
4. Удельные капитальные |
вложения |
|||
газа в 1,7 раза меньше, чем |
в добычу |
и транспорт |
нефти, и в |
|
3,37 раза меньше, чем в добычу и транспорт угля. |
Удельные |
|||
капитальные вложения в добычу и транспорт газа |
на |
1 т услов |
||
ного топлива за пятилетие (1961—1965 гг.) составили 26,8 руб., нефти — 45,3 руб. и каменного угля — 90,4 руб.
7