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
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