气田专业知识培训班课件

气田专业知识培训班第一章气田基础知识概述天然气作为清洁高效的能源，在全球能源结构中占据重要地位本章将系统介绍天然气的基本特性、气藏地质特征以及气田开发的核心流程，为后续深入学习奠定坚实基础天然气的组成与性质化学组成特点安全特性天然气是一种多组分的气态化石燃料，主要成分为甲烷，通常占此天然气具有易燃易爆的特性，这是安全管理的核心关注CH₄85%-95%外还含有乙烷、丙烷、丁烷等较重烃类，以及二氧化碳、氮气、硫化氢等非烃气体成点由于其本身无味，工业用气通常添加硫醇等加臭剂，分以便及时发现泄漏物理化学性质常温常压下呈气态，无色无味•密度约为空气的倍，易扩散•

0.6燃点约为，爆炸极限•650℃5%-15%热值高达千卡立方米•8000-8500/气藏类型与地质特征常规气藏致密砂岩气藏孔隙度和渗透率较好的砂岩储层，气体可自由流动，开发相对容易，低孔低渗储层，需要压裂等增产措施鄂尔多斯盆地苏里格气田是中是传统气田开发的主要对象国最大的致密气田代表裂缝性气藏页岩气藏以天然裂缝为主要渗流通道，储层基质致密，气体主要在裂缝中运以吸附和游离状态赋存于页岩中，需要水平井和体积压裂技术开采，移，开发难度较大是非常规气藏的重要类型中国主要气田分布在四川盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地等地区，各具不同的地质特征和开发挑战鄂尔多斯盆地的苏里格气田、四川盆地的川西气田都是典型代表，其地质构造复杂，需要针对性的开发技术气田开发流程简介010203勘探阶段钻井阶段完井阶段地震勘探、地质调查、钻探验证，确定气藏规使用钻机钻穿地层到达气藏，建立井筒通道，是下入套管、固井、射孔，建立地层与井筒的连模、储量和开发价值气田开发的关键环节通，为采气做准备0405采气阶段维护阶段通过井口设备控制产气，实施排水、增产等工艺措施，保持稳产设备检修、井筒清理、工艺优化，确保长期安全高效生产整个流程环环相扣采气工艺与安全管理贯穿始终从勘探到废弃的全生命周期管理决定着气田开发的经济效益和安全水平,,气田地质剖面结构示意储层特征气藏分布盖层阻止天然气向上逸散的致密岩气藏通常位于背斜构造的顶部或断层遮•层挡带理解地质结构对优化井位部署和提,高采收率至关重要储层具有孔隙和裂缝的含气岩石•圈闭使天然气聚集的地质构造•第二章采气工艺技术详解采气工艺是气田开发的核心技术环节直接影响产量、效益和井寿随着气田开发进入中,后期井底积液问题日益突出排水采气技术成为保持稳产的关键手段,,本章将详细介绍多种先进的排水采气工艺包括涡轮泵、毛细管、气举等技术以及它们,,的适用条件和组合应用策略掌握这些技术对提升气井生产效率具有重要意义排水采气的必要性与挑战积液问题的形成机理关键数据气井生产过程中地层水和凝析水会随天然气一起进入井筒当气流速度降低到,研究表明当井底积液达到一定高度时气井产量可下降,,临界携液速度以下时液体无法被带出井口逐渐在井底积聚,,以上有效排水可使产量恢复50%,80%-90%井底积液会增加井底回压降低气藏与井筒的压差导致产气量下降严重时甚至,,造成气井淹井停产大幅缩短气井生产寿命,传统工艺的局限性自喷生产依赖地层能量后期乏力•,间歇生产产量波动大效率低•,简单气举能耗高适用范围有限•,涡轮泵排水采气工艺工作原理技术优势应用效果利用井筒中的高速天然气流驱动井下水力涡轮无需外部动力源适应性强可在高温以已在国内多个气田成功应用单井日增产气量可,,,150℃,涡轮通过传动轴带动离心泵高速旋转将井底积上、含砂及腐蚀性环境中长期稳定运行维护成达数千至上万立方米投资回收期通常在个,,,6-12液举升至地面本低月同心毛细管技术技术原理与特点通过同心毛细管向井筒连续注入化学发泡剂,与井底液体混合后形成大量泡沫泡沫的密度远低于液体,显著降低了液柱对气藏的回压气流更容易将泡沫化的液体携带至地面,从而实现持续排液采气该技术药剂用量少,操作简便,特别适用于低产低压气井应用条件•井口压力2MPa•日产气量3000m³•井筒温度适中,无严重结垢•地层水矿化度不超标60%30%密度降低产量提升泡沫化后液体密度可降低至原来的实施后气井产量平均增加30%以上40%天然气连续循环采气工艺气体压缩地面压缩机将部分产出气体增压至设定压力循环注入高压气体通过油管环空注入井筒提升气流速度,携液上返增强的气流将井底液体携带至地面分离器持续循环形成闭路循环系统保持低井底流压生产,该工艺通过人工增加井筒气流速度有效解决了低压气井的积液难题与传统气举相比,,循环采气可以实现更低的井底流压最大限度地提高气井产能系统自动化程度高可远,,程监控调节特别适用于气井群的集中管理,组合排水采气工艺技术单一排水工艺往往存在适用范围和效果的局限性通过科学组合多种工艺技术可以实现优势互补大幅提升排水采气效果延长气井高产稳产期,,,123气举泡排组合泵抽泡排组合速度管柱化学助排+++先用气举快速降低液面再切换到泡排维持机械泵处理大液量发泡剂辅助携液解决重缩小流动截面提高气流速度配合药剂降低,,,,长期排液既保证排液速度又降低运行成积液井的排水难题该组合在水气比高的气液体密度双重作用增强携液能力投资小,,,本适用于中高产气井的全生命周期管理井中效果显著可实现强排增产见效快广泛应用于老井挖潜,,实践经验选择组合工艺需要综合考虑气井条件、生产阶段、经济效益等因素并根据实际效果动态调整优化方案,采气工艺流程与排水技术集成系统构成现代化采气工艺系统实现了井下、井口、地面的一体化协同实时监测井底压力、温度、液面等参数智能调控排水工艺最大限度发挥气藏潜能,,井下排水设备•数字化技术的应用使得多口井可以集中管理远程操控大幅降低了人工成本提高了生产效率和安,,,井口控制装置•全水平地面分离系统•产出液处理设施•自动化监控平台•第三章气田关键设备介绍气田生产涉及钻井、完井、采气、储运等多个环节每个环节都需要专业化的设备支撑,了解这些设备的功能、原理和操作规范是确保安全高效生产的基础,本章将系统介绍气田开发中的核心设备包括钻井设备、采气设备、储运设施以及安全保,障装置帮助学员建立完整的设备知识体系,钻井设备与技术钻机系统包括井架、绞车、转盘、泥浆泵等核心部件现代钻机多采用顶驱技术,可实现连续循环钻进,大幅提高钻井效率钻机的额定钻深和起重能力是选型的关键参数钻头与钻具钻头根据地层选择PDC钻头或牙轮钻头钻杆、钻铤组成钻柱,传递扭矩和钻压钻具的强度和连接可靠性直接关系到井下安全套管固井套管下入井内后,通过注入水泥浆将其与井壁固结套管程序设计要考虑地层压力、井深等因素,确保井筒结构稳定和后续生产安全钻井液循环系统钻井液泥浆在钻井过程中起到冷却钻头、携带岩屑、平衡地层压力、保护井壁等多重作用循环系统包括泥浆池、泥浆泵、振动筛、除砂器等设备,通过闭路循环实现钻井液的重复使用钻井液性能的好坏直接影响钻井速度、井壁稳定性和井下安全采气设备机械采气设备抽油机俗称磕头机,通过地面电机驱动,将往复运动传递给井下抽油泵主要用于产液量较大的气井排液常见型号有游梁式和链条式,需要根据井深和产液量选型潜油电泵井下电动潜油泵系统由潜油电机、多级离心泵、保护器等组成适用于深井和高产液井,举升效率高,但对电力供应和井况要求较高井口控制设备采气树:控制气井生产的核心装置,包含多个闸门和压力表节流阀:调节产气量,稳定井口压力安全阀:超压自动泄压,保护设备和人员安全防喷器:应对井喷等紧急情况,是井控的关键设备维护要点:采气设备需要定期检查润滑、紧固、密封等关键部位,建立设备台账,严格执行保养计划,及时更换易损件液化气储存与运输设备储气钢瓶规范运输安全管理液化天然气储存在低温绝热钢运输车辆需具备危险品运输资质LNG LNG,瓶中工作压力通常为温配备定位、温度压力监控系统,

0.8-

1.6MPa,GPS度钢瓶必须通过国家质检部运输过程严格控制车速避免剧烈振-162℃,门检验定期进行耐压试验和外观检动确保通风良好配备应急处理设施,,,查禁止超期服役和通讯工具,装卸操作要求装卸场地应平整远离火源和热源操作人员穿戴防护装备连接管线前检查密封,,性装卸速度不宜过快防止静电积聚作业区域设置警戒线配备消防器材,,调压站设备与安全管理调压装置组成安全管理措施调压站是天然气输配系统的关键节点,主要由进出口阀门、过滤器、调压防爆工具使用器、安全切断阀、放散管等设备组成站内所有工具必须使用铜质或铝青铜等防爆材质,禁止使用普通钢制工具,防止摩擦火花引发其核心功能是将高压天然气降压至用户所需压力,并保持出口压力稳定现爆炸代调压站多采用双路或多路系统,互为备用,确保供气可靠性气体检测配备便携式和固定式可燃气体检测仪,定期检测站内气体浓度,发现泄漏立即报警并启动应急预案巡检制度每班至少巡检2次,检查设备运行状态、压力表读数、阀门密封情况,填写巡检记录应急演练每季度组织一次应急演练,熟悉泄漏、火灾等事故的处置流程,提高员工应急反应能力典型气田设备配置与布局现代化气田采用模块化、集成化设计理念将钻井、采气、处理、储运等环节的设备合理,布局形成高效协同的生产系统采气平台集成了井口装置、分离器、计量设备、安全系,统实现了无人值守或少人值守,井场设备集输设备处理设备采气树增压压缩机脱硫装置•••分离器脱水装置脱碳设备•••加热炉管道输送系统轻烃回收装置••••计量装置•监控SCADA系统•凝液稳定系统第四章气田安全管理与应急处理安全生产是气田开发的生命线天然气易燃易爆的特性、高压生产环境、复杂的工艺流程都使得气田生产面临多重安全风险建立完善的安全管理体系掌握应急处理技能是,,,每位从业人员的必备素质本章将系统讲解气田安全风险识别、预防措施、事故案例分析以及应急响应流程强化安,全意识提升应急处置能力确保生产安全和人员生命安全,,天然气安全风险与防范泄漏风险中毒窒息风险风险点:管道腐蚀、法兰松动、密封失效、设备风险点:硫化氢中毒、密闭空间缺氧、有毒气体老化、违规操作聚集防范措施:定期检测管道壁厚,使用泄漏检测仪防范措施:进入受限空间前检测气体,强制通风巡检,关键部位加装防护罩,建立泄漏应急预案,换气,佩戴空气呼吸器,设置监护人员,严格执行配备堵漏工具和材料作业票制度爆炸火灾风险风险点:气体浓度达到爆炸极限、遇明火或静电火花、设备超压防范措施:杜绝火源,使用防爆电器,静电接地,控制作业现场气体浓度,安装可燃气体报警器,配备消防设施安全操作规程要点•严格执行三不动火原则:未经批准不动火、未清除火源不动火、无监护人员不动火•进入现场必须穿戴劳保用品:安全帽、防护服、防护鞋、防护眼镜•设备检修前必须切断气源,放空余气,挂警示牌,专人监护•发现异常情况立即停工,上报处理,不得擅自处置液化气安全使用要点安全使用四大原则1保持通风液化气使用场所必须通风良好,禁止在密闭空间使用厨房安装排风扇或抽油烟机,保证空气流通2远离火源液化气钢瓶与灶具距离不少于1米,远离暖气、电热器等热源禁止将钢瓶放置在阳光直射或高温环境中3定期检查每周检查一次胶管、阀门、减压阀连接处,用肥皂水检测是否漏气胶管18个月更换一次,建议使用金属波纹管4合格设备使用取得生产许可证厂家的产品,钢瓶、减压阀、灶具等必须符合国家标准,定期送检,禁止使用过期或改装产品事故案例分析案例一管道泄漏爆炸事故:事故经过:某气田输气管道因腐蚀穿孔发生天然气泄漏,泄漏气体在低洼处聚集,遇附近施工火花引发爆炸,造成3人死亡、5人教训与改进:受伤,直接经济损失800余万元•建立管道完整性管理体系原因分析:

①管道未按规定进行防腐处理和定期检测

②泄漏后未及时发现和处置

③施工现场安全管理混乱,未设警戒区

④•加密巡线频次,应用智能检测技术应急预案不完善,事故响应迟缓•严格施工现场管理,实施作业许可制度•完善应急预案,定期演练案例二密闭空间中毒窒息事故:事故经过:检修人员进入气体储罐内部作业,未进行气体检测和通风换气,罐内残留的硫化氢导致作业人员中毒晕倒盲目施救导致2名救援人员也中毒,最终造成1死2伤12违规进入检测缺失未办理受限空间作业许可证未进行气体浓度检测34防护不当盲目施救未佩戴空气呼吸器无防护措施进入救援防范措施:受限空间作业必须严格执行先通风、再检测、后作业原则作业前办理作业票,配备防护装备和监护人员救援时绝不盲目施救,必须佩戴防护装备并确保自身安全应急响应流程与疏散方案事故发现与报告1发现险情后立即按下紧急停车按钮第一时间向当班负责人和调,度室报告说明事故地点、性质、范围禁止拖延或隐瞒不报,报告时间不得超过分钟52启动应急预案调度室接报后立即启动相应级别应急预案通知应急小组成员赶,赴现场根据事故性质调集消防、医疗、环保等外部资源指挥现场处置3部在事故发生后分钟内到位15应急小组到达后设立警戒区疏散无关人员切断气源、电源控,,制事态发展消防队实施灭火、堵漏、稀释等处置措施救护组4人员疏散开展伤员救治和转运按预定路线组织人员有序撤离到上风向安全区域清点人数及,时发现失联人员设置警戒线禁止无关人员进入疏散过程保,事故调查5持通讯畅通事故得到控制后保护现场配合调查组开展事故原因分析编写,,事故报告提出整改措施开展警示教育举一反三防止类似事故再,,,次发生安全法规与标准体系国家法规与行业规范《安全生产法》确立安全第

一、预防为主、综合治理方针,明确企业安全生产主体责任和从业人员权利义务《石油天然气安全规程》针对油气行业特点制定的专业安全标准,涵盖勘探、开发、储运全流程安全要求《危险化学品管理条例》规范天然气等危险化学品的生产、储存、使用、运输、处置全过程管理《特种设备安全法》对压力容器、压力管道等特种设备的设计、制造、安装、使用、检验提出强制性要求安全事故典型场景警示通过真实事故案例的图片和场景再现我们深刻认识到安全生产容不得半点马虎每一起,事故背后都是血的教训都是对安全规章制度的漠视和侥幸心理的恶果,安全生产人命关天一时疏忽终生痛悔我们要始终绷紧安全这根弦把安全,,,责任扛在肩上把安全措施落到实处,事故的预防需要全员参与从我做起发现隐患及时报告拒绝违章指挥和违章作业是每,,,个人的权利和义务让我们共同筑牢安全防线守护生命安全,第五章气田生产管理与优化高效的生产管理是气田实现经济效益最大化的关键通过科学的生产数据分析、精细化的设备管理、持续的工艺优化以及新技术的应用可以显著提升气田开发水平,本章将介绍现代气田生产管理的理念、方法和工具帮助学员掌握生产优化的思路和技,能为气田长期稳产高产提供技术支撑,生产数据监测与分析井口参数监测生产动态分析智能诊断优化实时采集井口压力、温度、定期绘制压力恢复曲线、产应用大数据和人工智能技术,产气量、产液量等关键参量递减曲线分析气井生产规建立气井生产预测模型通,数通过系统实现律和地层动态利用物质平过机器学习算法识别最优生SCADA远程监控数据自动上传至生衡法、压力分析法评估剩余产参数自动生成优化建议,,产数据库压力异常波动、储量和采收率识别生产问实现从经验管理向数据驱动产量突然下降等情况触发报题为制定增产措施提供依管理的转变提升决策科学,,警提示及时处理据性,产量优化策略排水采气优化压裂增产气藏管理根据液面监测结果动态调整排水工艺参数保对产量递减快的井实施重复压裂改善储层渗优化井网部署合理配产保持地层压力提高气,,,,,,持井底压力在最优范围流能力恢复产能藏采收率,维护保养与设备管理预防性维护体系建立以预防为主的设备维护体系,通过定期保养和状态监测,在故障发生前发现和消除隐患,避免非计划停机,延长设备使用寿命123日常维护定期保养大修巡检、加油、清洁、紧固等,每日进行按周期更换易损件、检查关键部位,每月/季度进行全面检查、更换磨损件、性能测试,每年进行故障预防与诊断振动监测:对泵、压缩机等旋转设备进行振动测试,判断轴承、叶轮状态温度监测:红外热成像检测电气设备温升,发现接触不良、过载等问题油液分析:定期取样检测润滑油的粘度、酸值、金属含量,判断设备磨损程度无损检测:对压力容器、管道进行超声、射线检测,发现裂纹、腐蚀等缺陷设备全生命周期管理选型采购根据工况选择合适设备,优选可靠品牌安装调试严格按规范安装,全面测试验收运行维护规范操作,定期保养,状态监测技术改造根据生产需要升级改造,提升性能新技术与未来发展趋势超声波排水采气技术智能化监控系统数字孪生技术利用超声波的空化效应和声流效应,将井底液体雾化成微小液滴,大幅降低临集成物联网、云计算、大数据技术,实现气田生产全流程智能监控通过边构建气田的数字孪生模型,在虚拟环境中模拟生产过程,预测不同方案的效界携液流量该技术无需井下动力设备,能耗低,适用范围广,代表了排水采缘计算和AI算法,实现故障自诊断、参数自优化、风险自预警,打造无人值守果通过数字孪生优化生产方案、预演应急处置,降低试错成本,提升决策效气技术的发展方向智能气田率绿色低碳发展在双碳目标背景下,气田开发更加注重环保和节能推广应用余热利用、光伏发电等清洁能源技术,减少自身能耗加强甲烷排放监测与治理,降低温室气体排放发展CCUS碳捕集利用与封存技术,将二氧化碳回注地层,实现碳中和30%50%80%能耗降低目标甲烷排放控制智能化覆盖率到2030年单位产量能耗下降30%甲烷排放强度降低50%以上主力气田智能化改造覆盖80%以上携手共筑安全高效气田生产未来通过本次培训,我们系统学习了气田开发的基础知识、采气工艺技术、关键设备管理、安全应急处理以及生产优化方法理论学习是基础,更重要的是将所学知识应用于实践,在工作中不断总结经验,提升专业技能气田行业正处于技术变革的关键时期,新技术、新工艺不断涌现我们要保持学习的热情,关注行业动态,勇于创新实践,为气田安全高效开发贡献力量让我们共同努力,保障国家能源安全,推动天然气产业高质量发展,为建设清洁低碳、安全高效的能源体系而奋斗!。