天然气是怎样开采出来的？ 天然气是怎么样开采的出来的

天然气怎么开发？~

一旦发现天然气，为了在不损伤地层的先决条件下尽快地把天然气开采出来，人们就会使用各种测试手段去确定最有效的开发速度。人们还用一些手段检测钻井孔内的压力、温度和其他变量。一些井中的天然气具有足够高的压力，天然气不需要泵或其他抽提系统就可以自动流到地表。这种情况较为少见，一般地，某些层位的开采是需要抽提系统的。
然而，绝大多数井需要一套抽提系统。最常见的是有杆泵抽油法——安装在地面的泵带动着缆绳和杠杆，做上下运动，将天然气从井下抽出。最常见的泵称为“马头”（译者注：在我国称为“驴头”），因为将一条缆绳送入井孔内的末端机械的形状看上去就像一个马头（图2.4）。这些泵用动力帮助马达抬起机械泵上的抽油杆。其他抽提装置可以安装在地下。这些装置紧紧地贴近天然气层，并将天然气抽提到地面。
很少有连续泵抽提的井。在井下，天然气从岩石层中渗流通过需要时间。为了提高效率，生产者们设定泵仅仅分时段启动，以便为天然气在井孔中的聚集留出时间。
每年美国各地的天然气开采量都不尽相同，但也相对稳定，在20世纪90年代，年均为5100×　108～5450×108m3。加拿大的年产量为100×　108～150×108m3，墨西哥的年产量不超过300×108m3，北美地区的天然气年产量略高于7000×108m3（表2.2）。

图2.4　有“马头”的一套游梁装置

表2.2　1995年天然气产量　　　　单位：×108m3加工处理
天然气的加工工业将天然气汇集、处理并提炼，把天然气变为各种可以利用的组分。刚采出的天然气主要为甲烷，但也含有许多其他的烃类气体，包括乙烷、丙烷、戊烷、庚烷和己烷（图2.5）。
未经处理的天然气的平均组分见表2.3。在甲烷混合物中还可能存在其他多种烃类气体。这些气体一般要被除去并单独销售。

表2.3　未经处理的天然气组分

续表

图2.5　处理前的天然气组分
美国的天然气处理工业每年要加工　18×1012ft3的天然气，大约为30×108bbl油当量。这些天然气被处理为有用的天然气、液化天然气、发动机燃料，以及石油化工的原料等。
天然气以3种形态存在——伴生气、非伴生气和凝析气。伴生气在油藏中发现，它既不溶于石油中，也不与石油分离，而是与含油沉积物混合在一起。这种天然气与石油一道从井口抽出，并在井口进行油气分离。在天然气工业的早期阶段，所有的天然气都以伴生气的形式在钻探石油的过程中被发现。
非伴生气在油藏中与石油并不共生。一些井专门为勘探地下的寻找此类天然气而钻。这种天然气常常被称为“气井气”或“干气”。现在，美国产出的天然气中，大约75%的是非伴生气。
许多油井既不产出液体也不产出气体，但却是介于两者间的产出物。此类产出物由于密度过高而不是气体，但也不是液体。有一些被称为凝析气储集层，而且通常埋藏得较深，储集层的压力高。
天然气所含有的组分变化较大，但基本的组分为甲烷和乙烷。大多数天然气还含有较重的烃类物质，比如丙烷、丁烷和戊烷等，在天然气的处理过程中，这些较重的烃类要被除去。每种组分都有特定的重量、燃点和其他物理特性。这就意味着有可能将其逐一分离。含有较大比例的重烃的天然气被认为是“富”或“湿”气。“瘦”或“干”气中所含的重烃组分较少。
天然气还含有水分、硫化氢、二氧化碳、氮及其他可能产生污染的气体。所有的天然气都必须进行加工处理，除去其中不需要的成分，这样才能适应管线输送或市场销售。管线中的天然气几乎为纯的甲烷或乙烷，以及极少量的水气或杂质。各管线公司一般都有它们自己的天然气输送所需的专利标准。
在天然气的处理过程中，生产厂家发现有许多液化的烃类，它们将被分离并作为副产品分别销售。这些产品包括：
（1）乙烷：仅仅在极高压或极低温的条件下以液态存在。它被用作乙烯的中间原料，这是当代最重要的基本石油化工产物。
（2）丙烷：被用作乙烯和丙烯的中间原料。丙烷气体可作为加热的燃料，发动机的燃料以及工业燃料。
（3）异丁烷：是一种高辛烷汽油的重要配料。它也被用在三氯丁基乙醚（MTBE）的制造工艺中，这是一种发动机汽油的原料。
（4）天然汽油：是一种庚烷和其他重烃物质的混合物，含有少量比例的丁烷和异丁烷。它是发动机燃料的组分。
人们将二氧化碳从天然气中分离出来并回注到油井中以提高采收率。硫化氢是有毒且有腐蚀性的气体，所以要被分离并被加工处理为元素硫。
天然气的加工在井口就开始了——在那里，将天然气从石油中分离出来。在井口，将天然气与其他组分从石油中分离后供管线输送。这些天然气被汇集、加工处理，压缩，然后通过管线送至工厂进行最终的加工，以生产出高质量的天然气和能够上市的液化天然气。工厂的最后处理包括从天然气和液化天然气的组分（分离物）抽提出天然气液化物的馏分。这种加工还需要更多的处理工序以达到获得天然气和液化天然气的条件。
对天然气中的组分进行吸收与分馏有两种基本的方法。“吸收法”——通过使用一种具有吸附性的油从天然气中除去一些组分。通过控制温度而分离组分的方法称为“分馏法”。这种方法是利用在不同分离产物之间沸点不同的优点。液化天然气的处理一般是把较轻的产品加热至沸点，以便将它们从较重的产品中分离出来。
在美国，大约有600多家天然气加工厂。它们主要分布在6个州中，承担着全美70%以上的天然气加工任务，以及90%以上的液化天然气的生产任务。这6个拥有天然气加工厂的州为得克萨斯、路易斯安那、俄可拉何马、怀俄明、堪萨斯和新墨西哥（表2.4）。这些厂平均的天然气加工厂处理能力为1100×105ft3/d。工厂的处理能力为不足100×104ft3/d到20×108ft3/d以上。在美国，还有大约70个分馏工厂。

表2.4　天然气的加工能力
美国的天然气加工工业由大约250家公司构成，其中20家最大的处理公司生产美国天然气总量中的35%以及75%的液化天然气。美国每年大约生产6.48×108bbl液化天然气，每天大约生产180×104bbl　。美国的天然气供应还包括炼制产品和进口量。

天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天然气会伴随原油一起开采出来。对于只有天然气存在的气藏，其开采方法既与原油的开采方法十分相似，又有其特殊的地方。

由于天然气密度小，为0.75～0.8千克/立方米，井筒气柱对井底的压力小；天然气黏度小，在地层和管道中的流动阻力也小；又由于其膨胀系数大，其弹性能量也大。因此，天然气的开采一般采用自喷方式。这和自喷采油方式基本一样。不过，因为气井压力一般较高，加上天然气属于易燃易爆气体，对采气井口装置的承压能力和密封性能比对采油井口装置的要求要高得多。

天然气开采也有其自身特点。首先，天然气和原油一样与底水或边水常常是一个压力体系。伴随天然气的开采进程，水体的弹性能量会驱使水沿高渗透带窜入气藏。在这种情况下，由于岩石本身的亲水性和毛细管压力的作用，水的侵入不是有效地驱替气体，而是封闭缝缝洞洞或空隙中未排出的气体，形成死气区。这部分被圈闭在水侵带的高压气可以高达岩石孔隙体积的30%～50%，从而大大地降低了气藏的最终采收率。其次，气井产水后，气流入井底的渗流阻力会增加，气液两相沿油井向上的管流总能量消耗将显著增大。随着水侵影响的日益加剧，气藏的采气速度下降，气井的自喷能力减弱，单井产量迅速递减，直至井底严重积水而停产。目前，治理气藏水患主要从两方面入手，一是排水，一是堵水。堵水就是采用机械卡堵、化学封堵等方法将产气层和产水层分隔开或是在油藏内建立阻水屏障。排水办法较多，主要原理是排除井筒积水，专业术语叫排水采气法。

底水气田

边水气田小油管排水采气法是利用在一定的产气量下，油管直径越小，则气流速度越大，携液能力越强的原理，如果油管直径选择合理，就不会形成井底积水。这种方法适用于产水初期地层压力高，产水量较少的气井。

泡沫排水采气方法就是将发泡剂通过油管或套管加入井中，发泡剂溶入井底积水与水作用形成气泡，不但可以降低积液的相对密度，还能将地层中产出的水随气流带出地面。这种方法适用于地层压力高，产水量相对较少的气井。

柱塞气举排水采气方法就是在油管内下入一个柱塞。下入时，柱塞中的流道处于打开状态，柱塞在其自重的作用下向下运动。当到达油管底部时，柱塞中的流道自动关闭，由于作用在柱塞底部的压力大于作用在其顶部的压力，柱塞开始向上运动并将柱塞以上的积水排到地面。当其到达油管顶部时，柱塞中的流道又被自动打开，又转为向下运动。通过柱塞的往复运动，就可不断将积液排出。这种方法适用于地层压力比较充足，产水量较大的气井。

深井泵排水采气方法是利用下入井中的深井泵、抽油杆和地面抽油机，通过油管抽水，套管采气的方式控制井底压力。这种方法适用于地层压力较低的气井，尤其适用于产水气井的中后期开采，但是运行费用相对较高。

8.油井为什么要清蜡在油井管理中，防蜡和清蜡是一项经常性的工作。蜡是原油中的一种成分，由于地下油层的温度高、压力大，蜡溶解在原油中。当原油沿油管流出时，温度、压力都降低，蜡就从原油中分离出来，很容易黏在油管壁上。开始较少，以后越积越多，妨碍了油流通过。油管、原油和蜡就如同我们身体里的血管、血液和血脂，血液中血脂含量高就会附着在血管壁上，阻碍血液循环，损害我们的身体健康。同样，原油中蜡的析出会严重影响油井的正常生产，因此需要经常清除。

要保证油井畅通，我们应该像对待疾病一样，即以预防为主，并且坚持防、清并举的方针。首先，需要阻止蜡的析出和蜡附着在管壁上，其次，需经常清蜡。长期以来，石油工作者对于防蜡、清蜡技术十分重视，在生产实践中创造出了一些实用的工艺技术。

防蜡 在温度及原油轻质成分含量高的井中，因油中的蜡不易析出，可不采取措施。在不具备上述条件的含蜡井中，必须选择合理的工作制度使油井保持一定的压力，防止油中的溶解气过早逸出。因溶解气逸出会降低蜡的溶解能力。

如果油中的蜡已经析出，人们要在表面比较粗糙的油管壁上衬上一层很薄的又不易黏结石蜡的玻璃或是涂上一层涂料，通常这种油管叫玻璃衬里油管或叫涂料油管。这样蜡就不容易黏结在油管壁上。实践证明，这种防蜡工艺效果十分显著。

清蜡 由于使用玻璃衬里油管或涂料油管会增加开采成本，难以大范围应用。即便使用了，频繁的修井作业也会损坏玻璃衬里或涂料，因此，防蜡的成功率不可能达到100%，这就还需要清蜡。清蜡就是把已经黏结在油管壁上的蜡及时清除掉。当前，大量应用的有机械清蜡和化学清蜡等方法。

机械清蜡就是把一种特制的刮蜡器下入井内，有些固定在抽油杆上，随抽油杆上下往复运动，有些刮蜡器设计得很巧妙，可以自动地沿着抽油杆在一定的井深范围内上下爬行。从而把黏结在油管壁上的蜡刮掉，并随原油抽到地面。

化学清蜡就是用药剂或加热的办法把黏在油管壁上的蜡熔化掉。加热的方法有电加热、热油循环、蒸汽加热等，这可根据油井的具体情况选择。目前各油田应用较多的是热油循环清蜡。

说起天然气想必大家都不陌生吧，它是一种洁净环保的优质能源，并且它经济实惠、安全可靠，那么你知道天然气是怎么开采出来的吗？

天然气是如何开采的？在开采之前会进行勘探，然后通过设备进行开采，再用抽气设备把天然气运送到各地。

天然气是如何开采的？这个视频告诉你！