天然气集输.doc

《天然气集输》综合复习资料
一、填空题
1．根据天然气中C5以上的烃液含量的多少，把天然气划分为干气，湿气 。
2．烃类气体在水中的溶解度随压力增加而 ，随温度升高而 ，且随着水中含气饱和度升高，温度对气体溶解度的影响 。
3．影响天然气中含水蒸汽量主要因素有： 、 、 和
。
4．硫化氢的人身安全防护措施包括三方面： 、 和 。
5．气藏开发阶段包括 、稳产阶段、 、 ，稳产阶段的实质是 。
6．开发凝析气藏的方式包括 、 、油环凝析气藏开发，油环凝析气藏开发不但要考虑天然气和凝析油的采收率，而且还要考虑 的采收率。
7．利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性差别，使易溶解的气体溶解于溶剂中而从气体中分出，这一过程称为 。易溶解的气体组分称为 ，溶剂称 。
8．天然气的主要成分是 及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气体，并可能含有氮、氢、 、 及 等非烃类气体及少量氦、氩等惰性气体。
9．天然气的溶解度是指 。溶解度主要取决于 和 ，同时也与油、水的性质和天然气的组分有关。
10．气田集输系统的工作内容包括：收集天然气，并经过 、 、
、 使天然气达到符合管输要求的条件，然后输往长距离输气管道。
11．气藏的驱动方式主要是 和 。
12．NGL回收的主要方法有 、 和冷凝分离法，冷凝分离法根据冷凝温度的不同分为 、 和 。
13．集输管道的防火安全保护主要是防止 和放空不当引起火灾。集输管道的防爆安全保护主要是防止 、避免泄漏气体的燃烧和在封闭的空间内产生爆炸。
14．采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物是由多个填充气体分子的
构成的晶体，晶体结构有三种类型： 、 、 。气体分子填满腔室的程度取决于 和 ，腔室内充满气体分子程度愈高、水合物愈稳定。腔室未被气体分子占据时，结构处于 ，称为 ；气体分子占有腔室后形成稳定结构，称 。
15．天然气的含水量以单位体积天然气中所含水蒸汽量的多少来表示，有时也用天然气的
来表示，是指在一定压力条件下，天然气与液态水平衡时所对应的温度，此时天然气的含水量 ，一般要求其比输气管线可能达到的最低温度 。
16．按矿藏特点的不同可将天然气分为 或 、 。
17．天然气在高压下的粘度不同于在低压下的粘度。在接近大气压时，天然气的粘度几乎与压力无关，随温度的升高而 ；在高压下，随压力的增加而 ，随温度的增加而 。
18．在同样温度下，绝对湿度与 之比，称为相对湿度。绝对干燥的天然气，相对湿度 ；当湿天然气达到饱和时，相对湿度 ；一般湿天然气，相对湿度 。
19．气田集气站工艺流程分为单井集输流程和 流程。按天然气分离时的温度条件，又可分为 工艺流程和 工艺流程。
20．燃烧是一种同时有热和光发生的强烈氧化反应。燃烧必需具备三个条件：
一是 ；二是 ；
三是 。
21．可燃气体与空气构成的混合物在爆炸极限范围内都是可燃或可爆的。爆炸极限不是固定的数值，而是随一些因素而变化的。影响爆炸极限的主要因素有混合物的 ，原始压力， 和容器的大小等。
22．按天然气的烃类组成(即按天然气中液烃含量)的多少来分类，可分为 、
或 、 。
23．为保证连续生产，分子筛吸附脱水流程中必须包括 、 和
三道工序。再生气和冷吹气从 进入。
24．冷凝分离轻烃回收工艺中，根据冷凝温度的不同冷凝分离分为三种： 、
和 。冷凝分离工艺主要由 和 两部分组成。 是衡量冷凝分离效果好坏的指标。
25．在径流式膨胀机中，气流由径向流入叶轮并由叶轮流道转变为轴向流出。膨胀机的气体流通部分由 、 、 和 四部分组成。
26．应用改良克劳斯法进行硫回收，H2S的部分氧化分为两个阶段： 段和 段。
27．蒸气压缩制冷分为 、 、 和 。
28．处理酸气混合物的方法有：（1） 、（2） 、（3）将酸气混合物增压后重新回注地层。酸气回注主要有三个阶段：（1） ，（2） ，（3） 。
二、判断题
1．低温分离可分离出天然气中的凝析油，使管输天然气的烃露点达到管输标准要求，防止凝析出液烃影响管输能力。造成低温的方法很多，有节流膨胀法、透平膨胀机制冷法、热分离机制冷法和外加冷源法，高压集气才能采用节流膨胀低温分离工艺。（ ）
2．要正确判断凝析气藏类型，需依靠PVT相态实验和在初始地层压力、温度条件下凝析油气体系在相图中(如P-T相图)所处的位置定。（ ）
3．物理吸收法是利用有机溶剂对原料气中酸性组分具有较大溶解度的特点，从天然气内脱除酸气，适合处理较富的天然气。（ ）
4．当水分条件满足时，预测生成水合物的压力、温度条件可用图解法。其中相对密度法曲线右下方为水合物存在区，左上方为水合物不可能存在区。（ ）
5．甘醇脱水工艺主要由甘醇高压吸收和常压再生两部分组成。( )
6．烃类互溶的特点是：分子量和沸点愈接近的两种烃类互溶性愈大，分离愈难；压力愈低、温度愈高，溶解度愈大。( )
7．对于已经遭受水侵、并有气井出水(或水淹)的气藏，采用强排水采气的开采方式，可以减轻水侵向邻井区的漫延，延长未出水气井的无水采气期，从而达到提高采收率的目的。（ ）
8．凝析气藏的基本特点是在原始地层条件下，天然气和凝析油呈单一的气相状态，并在一定的压力范围内符合反凝析规律。（ ）
9．井口防冻，即防止采气过程中生成水合物。国内较多采用注入防冻剂法，其次是加热法防止水合物生成。（ ）
10．燃烧是一种同时有热和光发生的强烈氧化反应。燃烧必需具备两个条件：有可燃物质，以及能导致着火的火源。（ ）
11．甘醇脱水工艺中甘醇贫液进吸收塔的温度的确定应考虑蒸发损失和发泡两个方面问题.( )
12．为保证连续生产，吸附脱水工艺流程中必须包括吸附、再生和冷吹三道工序。原料气、再生气和冷吹气都是从塔底进入。（ ）
13．国内外现有的凝析气田处理站布站方式基本上分为分散处理和集中处理两种。分散处理就是建设几个具有部分或全部相同功能的处理站，每个站处理若干口井的物流；集中处理是在油区内只建一个处理站，所有生产井的物流都进入这个站处理。其中集中处理的形式在国内的应用更为广泛。（ ）
14．气田污水的处理方法有：回注地层、熬盐、向地层渗透、向大气中蒸发等。其中回注地层和向地层渗透是解决气田污水出路的主要途径。（ ）
15．在井场上，最主要的装置是采气树。井场装置具有调控气井产量、调控天然气输送压力和防止生成水合物三种功能。（ ）
16．有水气藏按气水界面的高低不同可分为两类：当含气高度大于或等于产层厚度时为底水气藏，当含气高度小于层厚时为边水气藏。（ ）
17．凝析气田注气开采的目的就是保持地层的压力，目前可供选择的注气介质有干气、二氧化碳、氮气或氮气与天然气的混合物、水，其中回注干气是早期开发凝析气田保持压力开采所选用的方法，也是现今最有效，最经济的方法。（ ）
18．凝析气田的开采，对于井口压力较高、井流物温度较低的情况，为使井口节流后或在输送过程中不至于产生水合物，往往采取井口加热节流的集气方式。这种集气方式加热与节流都在井口完成，根据井流物组成条件和工艺计算可以采取先加热后节流、先节流后加热甚至分几级节流加热。（ ）
19．水中含盐会降低天然气在水中的溶解度。（ ）
20．对于相同类型（即硅铝比相同）的分子筛，即使形成分子筛的金属离子不同，分子筛的孔径相同。（ ）
21．形成天然气水合物的压力温度条件是高压高温。（ ）
22．可燃气体与空气构成的混合物在任何混合比例都是可燃或可爆的。（ ）
23．油吸收法是利用烃类互溶的特点制定的一种凝液回收的方法。烃类互溶的特点是分子量和沸点愈接近的两种烃类互溶性愈大、分离愈难，压力愈高、温度愈低、溶解度愈大。（ ）
24．沃贝指数是燃气的热负荷指数，代表燃气性质对热负荷的综合影响。数值上等于燃气低位发热量与相对密度开方的比值。（ ）
三、问答题
1．用框图的形式表示处理水饱和的、未加工的、酸性富气的工艺流程。
2．什么是天然气的绝对湿度和相对湿度？不同数值的相对湿度说明了什么？
3．凝析气藏保持压力开发分为哪几种情况？
4．画图说明吸附床层从开始吸附到停止使用而再生，不同时期吸附床层的吸附情况？
5．甘醇脱水工艺吸收塔塔压的确定应该如何考虑？
6．凝液的稳定和切割时天然气加工的最后工序，若天然气浅冷，请画图说明凝液的稳定切割流程。
7．简述气藏的开发程序。试问气田的开发阶段包括哪些？
8．天然气管输和深冷加工上游的脱水工艺如何选择？
参考答案
一、填空题：1. 干气，湿气2. 增大，减小，减小。3. 压力、温度、水中含盐量和天然气相对密度。
4. 人员培训 、 硫化氢检测 和 人身防护设备 。5. 产能建设阶段 、递减阶段 、 低压小产阶段 ， 定产降压 。6. 衰竭式开发 、 保持压力开发， 原油。7. 吸收 。 溶质 ， 吸收剂 。8. 甲烷，二氧化碳、硫化氢及水蒸汽。9. 在一定压力下单位体积石油或水中所溶解的天然气量。压力和温度。10. 降压、分离、净化、轻油回收。11. 是弹性气驱和弹性水驱。12. 油吸收法、固定床吸附法，浅冷、中冷和深冷。13. 管道破裂。管道泄漏炸。
14. 笼状晶格， I型、II型、H型。外部压力和温度。亚稳定状态，β相；H相。15. 水露点， 最大。低5～6℃。16. 气井气 凝析井气、 油田气。17. 增大；增加，减小。
18. 饱和绝对湿度，等于0，等于1，在0-1之间。19. 多井集输。常温分离 ， 低温分离。
20. 有可燃物质 ； 有助燃物质 ； 有能导致着火的火源 。21. 原始温度、惰性气体的含量。22. 干气 、 湿气 或 贫气 、 富气 。23. 吸附 、 再生 和 冷吹 。塔底。24. 浅冷 、 中冷 和 深冷 。 制冷 和 分离 。 凝液回收率 。25. 蜗壳、喷嘴环、叶轮和扩压器。26. 燃烧反应 段和 催化反应 段27. 一级制冷、分级制冷、阶式制冷和 混合冷剂制冷 。28. 灼烧后排放 、 硫回收，酸气增压，管线输送，注入地层。二、判断题：1. √2. √3. ×4. ×5. √6. √7. √8. √9. ×10.×11.√12.×13.√14.×15.√16.×17.√18.√19.√20.×21.×22.×23.√24.×
三、问答题：
1．
2．描述天然气中含水量的多少，统一用绝对湿度和相对湿度(水蒸汽的饱和度)表示。绝对湿度是指每立方米湿天然气所含水蒸汽的克数。
若湿天然气中水蒸汽的分压达到饱和蒸汽压，天然气中含有最大的水蒸汽量，此时的绝对湿度称为饱和绝对湿度。
在同样温度下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比，称为相对湿度度。
绝对干燥的天然气，相对湿度度为0；当湿天然气达到饱和时，相对湿度度为1，一般湿天然气，0< 相对湿度度<1。
3．从世界凝析气藏开发的实践来看，保持压力可分为以下四种情况：
①早期保持压力。地层压力与露点压力接近的凝析气藏，通常采用早期保持压力的方式。
②后期保持压力。即经过降压开发，使地层压力降到露点压力附近甚至以下后，再循环注气保持压力。
③全面保持压力。如果能够比较容易地获得注入气，通常是在达到经济极限之前，将整个气藏的压力保持在高于露点压力的水平上。
④部分保持压力。如果气藏本身自产的气不能满足注气量的要求，而购买气又不合算，则采取部分保持压力，即采出量大于注入量。部分保持压力可以使压力下降速度减缓，从而减少凝析油的损失。
4．

吸附床层从开始吸附到停止使用而再生，在吸附过程的不同时期，吸附床层的吸附情况是不同的。图中阴影部分为吸附传质段，吸附剂仍然有吸附脱水作用；在吸附传质段后边线BB上方的吸附剂已被水饱和，称饱和吸附段；在吸附传质段前边线AA下方，吸附剂尚未吸附水汽，称未吸附段。随含水气体不断通过吸附床，吸附传质段不断向下移动，当传质段前边线AA达到床层出口端，即吸附过程转效点达到出口端时，流出床层的气体中，水浓度开始迅速上升。
5．甘醇脱水吸收塔塔压的确定应考虑这样几个方面：
①塔压对吸收效果的影响：高压低温有利于吸收，当塔压小于20 MPa时，操作压力对气体露点降影响极小。
②塔压对处理量的影响：塔压增大使原料气的饱和水含量降低，需要脱出的水量减少，可增大气体处理量。
③塔压对设备尺寸和壁厚的影响：塔压增大，在一定气体处理量下，塔内气体流速减小，可减小塔径，但壁厚增大。
④塔压的大小受原料气压力的制约。
因而，在考虑原料气压力的基础上，吸收塔压力和塔制造费用、操作成本间存在寻优问题。
6．浅冷法得到C3+凝液。如图所示，可生产丙烷、丁烷和天然汽油。按各种烃的挥发度递减顺序排列各塔，这是最常见的一种塔的排列方法——顺序流程。

7．气藏勘探开发程序多具有时间上的先后次序和继承性，依次为预探®详探®试采及产能建设®开发®开发调整®开采结束这样一个过程。
气田的开发阶段包括产能建设阶段、稳产阶段、递减阶段、低压小产阶段。
产能建设阶段是保证气藏开发方案得以实施的关键阶段，目的是使气藏开采能达到设计要求的规模和速度。中国气田开发的产能建设期相对较短，一般为2～3年。
稳产阶段的实质是定产降压。稳产阶段是气藏工业性正规开采的主要阶段，按合理程序开发的气藏，稳产阶段内采气规模大，采气速度快，阶段采出程度也高。
当气藏靠自然能量再也不能继续稳定生产时就进入了递减阶段，气藏产能、产量和采气速度都自然衰减下降。气藏开发递减阶段的持续时间最长，一般长达10～20年。
气藏失去工业性开采价值后仍有一定生产能力，虽然压力很低无法远输，产能很小不足以供大型用户工业性使用，但为了提高自然资源的利用率，尚可以采取就近利用的办法继续小产量生产，供气田附近的地方性小型工厂和民用，即进入低压小产量阶段。
8．三甘醇吸收脱水和分子筛吸附脱水是天然气工业上常用的两种脱水方法。两者相比：三甘醇吸收脱水，气体中残余含水量较大，露点较高，但可以满足天然气管输的要求；分子筛吸附脱水较为彻底，露点较低，可以满足深冷回收轻烃的要求，但费用较高。因此，天然气在长距离管输之前往往是采用三甘醇吸收脱水；而在深冷加工之前，气体先经三甘醇吸收脱水，除去大部分水，再用分子筛吸附深度脱水，这样，吸附塔的负荷减少，设备尺寸减小，能耗降低，是一种非常可行的好办法。
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