天然氣怎么開發(fā)？

優(yōu)質(zhì)回答：一旦發(fā)現(xiàn)天然氣，為了在不損傷地層的先決條件下盡快地把天然氣開采出來，人們就會(huì)使用各種測試手段去確定最有效的開發(fā)速度。人們還用一些手段檢測鉆井孔內(nèi)的壓力、溫度和其他變量。一些井中的天然氣具有足夠高的壓力，天然氣不需要泵或其他抽提系統(tǒng)就可以自動(dòng)流到地表。這種情況較為少見，一般地，某些層位的開采是需要抽提系統(tǒng)的。然而，絕大多數(shù)井需要一套抽提系統(tǒng)。最常見的是有桿泵抽油法——安裝在地面的泵帶動(dòng)著纜繩和杠桿，做上下運(yùn)動(dòng)，將天然氣從井下抽出。最常見的泵稱為“馬頭”（譯者注：在我國稱為“驢頭”），因?yàn)閷⒁粭l纜繩送入井孔內(nèi)的末端機(jī)械的形狀看上去就像一個(gè)馬頭（圖2.4）。這些泵用動(dòng)力幫助馬達(dá)抬起機(jī)械泵上的抽油桿。其他抽提裝置可以安裝在地下。這些裝置緊緊地貼近天然氣層，并將天然氣抽提到地面。很少有連續(xù)泵抽提的井。在井下，天然氣從巖石層中滲流通過需要時(shí)間。為了提高效率，生產(chǎn)者們設(shè)定泵僅僅分時(shí)段啟動(dòng)，以便為天然氣在井孔中的聚集留出時(shí)間。每年美國各地的天然氣開采量都不盡相同，但也相對穩(wěn)定，在20世紀(jì)90年代，年均為5100×　108～5450×108m3。加拿大的年產(chǎn)量為100×　108～150×108m3，墨西哥的年產(chǎn)量不超過300×108m3，北美地區(qū)的天然氣年產(chǎn)量略高于7000×108m3（表2.2）。圖2.4　有“馬頭”的一套游梁裝置表2.2　1995年天然氣產(chǎn)量　　　　單位：×108m3加工處理天然氣的加工工業(yè)將天然氣匯集、處理并提煉，把天然氣變?yōu)楦鞣N可以利用的組分。剛采出的天然氣主要為甲烷，但也含有許多其他的烴類氣體，包括乙烷、丙烷、戊烷、庚烷和己烷（圖2.5）。未經(jīng)處理的天然氣的平均組分見表2.3。在甲烷混合物中還可能存在其他多種烴類氣體。這些氣體一般要被除去并單獨(dú)銷售。表2.3　未經(jīng)處理的天然氣組分續(xù)表圖2.5　處理前的天然氣組分美國的天然氣處理工業(yè)每年要加工　18×1012ft3的天然氣，大約為30×108bbl油當(dāng)量。這些天然氣被處理為有用的天然氣、液化天然氣、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，以及石油化工的原料等。天然氣以3種形態(tài)存在——伴生氣、非伴生氣和凝析氣。伴生氣在油藏中發(fā)現(xiàn)，它既不溶于石油中，也不與石油分離，而是與含油沉積物混合在一起。這種天然氣與石油一道從井口抽出，并在井口進(jìn)行油氣分離。在天然氣工業(yè)的早期階段，所有的天然氣都以伴生氣的形式在鉆探石油的過程中被發(fā)現(xiàn)。非伴生氣在油藏中與石油并不共生。一些井專門為勘探地下的尋找此類天然氣而鉆。這種天然氣常常被稱為“氣井氣”或“干氣”。現(xiàn)在，美國產(chǎn)出的天然氣中，大約75%的是非伴生氣。許多油井既不產(chǎn)出液體也不產(chǎn)出氣體，但卻是介于兩者間的產(chǎn)出物。此類產(chǎn)出物由于密度過高而不是氣體，但也不是液體。有一些被稱為凝析氣儲(chǔ)集層，而且通常埋藏得較深，儲(chǔ)集層的壓力高。天然氣所含有的組分變化較大，但基本的組分為甲烷和乙烷。大多數(shù)天然氣還含有較重的烴類物質(zhì)，比如丙烷、丁烷和戊烷等，在天然氣的處理過程中，這些較重的烴類要被除去。每種組分都有特定的重量、燃點(diǎn)和其他物理特性。這就意味著有可能將其逐一分離。含有較大比例的重?zé)N的天然氣被認(rèn)為是“富”或“濕”氣?！笆荨被颉案伞睔庵兴闹?zé)N組分較少。天然氣還含有水分、硫化氫、二氧化碳、氮及其他可能產(chǎn)生污染的氣體。所有的天然氣都必須進(jìn)行加工處理，除去其中不需要的成分，這樣才能適應(yīng)管線輸送或市場銷售。管線中的天然氣幾乎為純的甲烷或乙烷，以及極少量的水氣或雜質(zhì)。各管線公司一般都有它們自己的天然氣輸送所需的專利標(biāo)準(zhǔn)。在天然氣的處理過程中，生產(chǎn)廠家發(fā)現(xiàn)有許多液化的烴類，它們將被分離并作為副產(chǎn)品分別銷售。這些產(chǎn)品包括：（1）乙烷：僅僅在極高壓或極低溫的條件下以液態(tài)存在。它被用作乙烯的中間原料，這是當(dāng)代最重要的基本石油化工產(chǎn)物。（2）丙烷：被用作乙烯和丙烯的中間原料。丙烷氣體可作為加熱的燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料以及工業(yè)燃料。（3）異丁烷：是一種高辛烷汽油的重要配料。它也被用在三氯丁基乙醚（MTBE）的制造工藝中，這是一種發(fā)動(dòng)機(jī)汽油的原料。（4）天然汽油：是一種庚烷和其他重?zé)N物質(zhì)的混合物，含有少量比例的丁烷和異丁烷。它是發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的組分。人們將二氧化碳從天然氣中分離出來并回注到油井中以提高采收率。硫化氫是有毒且有腐蝕性的氣體，所以要被分離并被加工處理為元素硫。天然氣的加工在井口就開始了——在那里，將天然氣從石油中分離出來。在井口，將天然氣與其他組分從石油中分離后供管線輸送。這些天然氣被匯集、加工處理，壓縮，然后通過管線送至工廠進(jìn)行最終的加工，以生產(chǎn)出高質(zhì)量的天然氣和能夠上市的液化天然氣。工廠的最后處理包括從天然氣和液化天然氣的組分（分離物）抽提出天然氣液化物的餾分。這種加工還需要更多的處理工序以達(dá)到獲得天然氣和液化天然氣的條件。對天然氣中的組分進(jìn)行吸收與分餾有兩種基本的方法。“吸收法”——通過使用一種具有吸附性的油從天然氣中除去一些組分。通過控制溫度而分離組分的方法稱為“分餾法”。這種方法是利用在不同分離產(chǎn)物之間沸點(diǎn)不同的優(yōu)點(diǎn)。液化天然氣的處理一般是把較輕的產(chǎn)品加熱至沸點(diǎn)，以便將它們從較重的產(chǎn)品中分離出來。在美國，大約有600多家天然氣加工廠。它們主要分布在6個(gè)州中，承擔(dān)著全美70%以上的天然氣加工任務(wù)，以及90%以上的液化天然氣的生產(chǎn)任務(wù)。這6個(gè)擁有天然氣加工廠的州為得克薩斯、路易斯安那、俄可拉何馬、懷俄明、堪薩斯和新墨西哥（表2.4）。這些廠平均的天然氣加工廠處理能力為1100×105ft3/d。工廠的處理能力為不足100×104ft3/d到20×108ft3/d以上。在美國，還有大約70個(gè)分餾工廠。表2.4　天然氣的加工能力美國的天然氣加工工業(yè)由大約250家公司構(gòu)成，其中20家最大的處理公司生產(chǎn)美國天然氣總量中的35%以及75%的液化天然氣。美國每年大約生產(chǎn)6.48×108bbl液化天然氣，每天大約生產(chǎn)180×104bbl　。美國的天然氣供應(yīng)還包括煉制產(chǎn)品和進(jìn)口量。

優(yōu)質(zhì)回答：天然氣也同原油一樣埋藏在地下封閉的地質(zhì)構(gòu)造之中，有些和原油儲(chǔ)藏在同一層位，有些單獨(dú)存在。對于和原油儲(chǔ)藏在同一層位的天然氣，會(huì)伴隨原油一起開采出來。對于只有單相氣存在的，我們稱之為氣藏，其開采方法既與原油的開采方法十分相似，又有其特殊的地方。