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: 105

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

5. Использование природного газа в качестве топлива повы­ шает производительность общественного труда в использующих его отраслях промышленности.

Топливо и металлургия составляют базу тяжелой промышлен­ ности. Затраты на топливо в себестоимости продукции составляют

значительную величину: 54—63% общих издержек

производства

на тепловых электростанциях, 23—24% в черной

металлургии,

30%— в цементной промышленности, 16—18%— в

промышлен­

ности других строительных материалов.

 

 

Применение природного газа в металлургической промышлен­

ности приводит к

повышению производительности труда на 10%

и

более,

экономии

15% кокса, снижению себестоимости

чугуна

и

стали.

В 1970 г.

с применением газа выплавлялось 80%

стали

и чугуна, вырабатывалось до 30% электроэнергии.

Применение газа вместо пылеобразного угля в отражательных медеплавильных печах снижает удельный расход топлива на 25%, а при замене мазута — на 10—15%. При этом производительность

печей повышается на 10—12%, потери меди снижаются

на 17%.

6. Замена твердого топлива жидким и газообразным

на же­

лезнодорожном и водном транспорте способствовала замене па­ ровозов тепловозами и газотурбовозами и произвела техническую революцию; при этом повысилась провозная и пропускная спо­ собность железных и водных трасс, снизилась стоимость перево­ зок, повысилась производительность труда.

7. При использовании газа в качестве топлива облегчается автоматизация производственных процессов и труд рабочих, улучшаются санитарно-гигиенические условия, очищаются воздуш­

ные бассейны над городами, улучшаются

материальные условия

жизни людей. К началу 1971

г. в СССР снабжались газом

1720

городов (89%), 1866 поселков

(54,2%) и 38070 населенных

пунк­

тов в сельской местности. В

1973 г. газом пользовались

около

130 млн. человек, или 52% населения страны.

незаменимым сырьем

Нефтяной и природный газы являются

для химической промышленности. Из углеводородных компонентов нефтяного и природного газов получают пропан, бутан, газовый бензин, сажу, этиловый спирт, синтетический каучук, ацетилен, формалин, азотные удобрения, ядохимикаты, пластические массы, искусственные волокна, растворители и многое другое. С каждым годом из углеводородного газового сырья получают все более

разнообразные товары.

Например, для производства 1 т синтетического каучука тре­ буется около 2 т этилового спирта или 9 т зерна, или 22 т карто­ феля или 30 т сахарной свеклы, или всего 5 т жидких газов.

Экономическая эффективность применения природных газов в качестве сырья видна из даных табл. 3.

Химическая переработка газовых конденсатов имеет большие преимущества по сравнению с использованием их в качестве топ­ лива.

8


 

 

 

Т а б л и ц а

3

Технико-экономические показатели использования природного газа

 

 

в химической промышленности

 

 

 

 

Капитальные вложе­

Себестоимость,

%

 

ния,

%

 

 

 

 

Наименование

прир одный

другие

природный

другие

 

 

газ

виды

газ

виды

 

 

сырья

 

сырья

Аммиак.........................................................

100

153

100

200

Формалин ......................................................

100

204

Синтетический этиловый спирт ................

100

188

100

125

Синтетический каучук ...............................

100

158

100

109

Полимеры для пластмасс...........................

100

237

100

130

Ацетилен......................................................

100

100

196

Природный газ все шире используется в сельском хозяйстве для обогрева помещений, сушки зерна, борьбы с сорняками и вредителями растений и др.

§ 3. Перспективы развития газовой промышленности

и

На 1/1 1974 г. в СССР открыто 657 газовых, газоконденсатных

газонефтяных месторождений, причем

17

из них содержат

65,4% общих

разведанных

запасов

газа,

равных 19,9 трлн. м3.

Из

общего

числа месторождений

14

с

запасами газа свыше

100 млрд,

м3, 32 — с запасами от 30 до

100 млрд. м3. Добыча га­

за в 1973

г. составила 236,3

млрд. м3.

Число

эксплуатационных

скважин превышает 5058, протяженность магистральных газопро­ водов достигла 82,8 тыс. км, работают 26 газоперерабатыва­ ющих заводов-с общей мощностью по переработке 10 млрд, м3, эксплуатируются 19 подземных хранилищ газа с объемом актив­ ного газа в них 8 млрд. м3.

Среднесуточный дебит одной скважины в 1973 г. составил

132 тыс. м3.

В1973 г. находилось в эксплуатации 185 газовых и газокон­ денсатных месторождений.

ВДирективах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану раз­ вития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. записано: «Ускоренными темпами развивать электроэнергетику, особенно атомную, машиностроение, химическую, нефтехимическую и газо­ вую промышленность. Обеспечить быстрое развитие наиболее эффективных производств во всех отраслях промышленности».

«В нефтяной и газовой промышленности довести в 1975 году добычу нефти до 480—500 млн. тонн и газа до 300—320 млрд. куб.

метров».

Довести использование нефтяного попутного газа до 80—85 процентов от его ресурсов, значительно увеличить мощности по

9



комплексной переработке попутного и природного газов и расши­ рить производство сжиженных газов, бензина, гелия и серы.

Продолжить работы по созданию единой системы газоснаб­ жения страны. ...Построить не менее 30 тыс. километров маги­

стральных газопроводов. Широко внедрять

трубы диаметром

1420 миллиметров для транспортировки газа

при давлении 75 ат­

мосфер, а также новые перекачивающие агрегаты большой мощ­

ности.

подземные хранилища

газа вблизи

Значительно расширить

промышленных центров».

 

народного хозяйства СССР на

Пятилетний план развития

1971—1975 гг. предусматривает

значительный

рост

подземного

хранения газа.§

 

 

 

 

§ 24 и 25 главы II и глава VII написаны

канд.

техн. наук

Г. И. Задорой, остальной

материал — д-ром

техн.

наук, проф.

А. И. Ширковским.

 

 

 

 

Глава I

ДОБЫЧА ГАЗА ИЗ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

§ 4. Газонасыщенные породы и их геолого-физические свойства

Пласт — однородная осадочная

горная порода, ограниченная

более или менее параллельными

поверхностями — кровлей и по­

дошвой.

В процессе длительного геологического развития поровое про­

странство

слагающих пласт горных пород заполнялось

водой,

нефтью или газом.

При наличии геологических ловушек,

в кото­

рых нефть

или газ

могли скапливаться и сохраняться,

образо­

вывались нефтяные или газовые залежи.

При проектировании системы разработки газовых залежей и в процессе эксплуатации газовых месторождений необходимо тщательно изучать геолого-физические свойства газо-нефтенасы- щенной и водонасыщенной частей пласта, т. е. всей единой гидро­ динамически связанной пластовой водонапорной системы.

На систему разработки газовых залежей и технологические условия их работы большое влияние оказывают:

минералогический состав пород газонасыщенных пластов; упругие свойства пластов; состав и поведение различных вод в поровом пространстве

пласта; тепловой режим пласта;

режим эксплуатации пласта.

Известны пластовые водонапорные системы, в ловушках ко­ торых находятся газовые залежи двух видов:

а) запечатанные, представляющие собой замкнутые подзем­ ные резервуары;

б) незапечатанные, имеющие выходы на дневную поверхность.

П о р о д ы г а з о н а с ы щ е н н ы х п л а с т о в

Наиболее часто газонасыщенные пласты представлены пес­ чаниками, песками, известняками и доломитами. Несцементиро­ ванные пески в большинстве случаев мелкозернистые. Размер их зерен изменяется от 0,1 до 0,23 мм. Газ, добываемый из этих песков, обычно не содержит сероводорода. Сцементированные пе­ ски (песчаники) образовались из несцементированных путем уп-

П


лотнения и цементации их в течение длительного геологического времени. Песчаники в большинстве случаев мелкозернистые и тонкозернистые. Размер их зерен изменяется от 0,1 до 0,05 мм. Газ, добываемый из них, как правило, не содержит сероводорода.

Пески и песчаники в основном состоят из двуокиси кремния. Цементирующий материал песчаников различен по составу; он может быть глинистый, железистый, гипсовый, карбонатный и др.

Состав цементирующего

материала

песчаников

(в мае.

%)

приведен ниже.

 

 

 

 

 

 

Углекислый кальций . . . . .39,50

Фосфорнокислый кальций . ., . 3,90

Кремнезем

. . • . . .

 

Окись алюминия...................

 

Углекислое железо . . . . . . 7,54

Окись ж е л е з а .......................

 

Углекислый магний . . . . . . 7,23

Вода ......................................

 

Глинистый цемент часто располагается по плоскостям наплас­

тования

песка на большой

площади.

В

результате

такого

рас­

положения проницаемость пласта больше

в направлении, парал­

лельном

напластованию, и меньше

в направлении,

нормальном

к нему. По данным исследований М. Маскета, проницаемость пе­

счаников в направлении

напластования в 4—40 раз больше про­

ницаемости

в направлении,

перпендикулярном

напластованию.

Пласты,

сложенные

песком, как правило,

однородны,

сло­

женные песчаником — неоднородны по геолого-физическим

свой­

ствам как по площади,

так

и по разрезу. Карбонатный цемент

в большинстве случаев располагается зонально. Геолого-физиче­ ские параметры песчаников (коэффициенты пористости, проница­ емости, упругоемкости и др.) при глинистом цементирующем материале изменяются незначительно по площади газоносности, при карбонатном изменяются очень резко.

Состав и свойства цементирующего материала имеют важное значение при проектировании систем разработки, установлении технологических режимов работы скважин и поверхностного обо­ рудования, выборе метода интенсификации работы скважин, ка­ питальном ремонте. В глинистом цементирующем материале могут содержаться монтмориллонит1*, каолинит, бейделлит, хлорит, иллит. При соединении с водой объем этих минералов увеличива­ ется и, как следствие, уменьшается коэффициент проницаемости.

По данным К. К.

Гедройца, частицы

черных

сарматских глин

размером меньше

0,00025 мм,

насыщенные ионами лития

и на­

трия, набухают до состояния желатинообразной

массы, содержа­

щей до 100% воды к весу сухой навески.

 

от объемного со­

Зависимость коэффициента

проницаемости

держания цемента

в породе,

по данным

А. А. Ханина,

может

быть выражена уравнением

 

 

 

 

 

k =

k 0 ( l — 0,05с,)4,

0 <

С, <

20,

(1)

1 Монтмориллонит НБЮгАЬОз-НгО)— минерал, играющий основную роль в составе монтмориллонитовых глин и придающий специфический характер физико­ химическим свойствам глинистых суспензий.

12