地下储气库气井的运行工况.docx
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地下储气库气井的运行工况
地下储气库气井的运行工况
气均温度.气井的最佳工气井浸水;
况应能保证整个储气库的费用为最低,并使在气井和冲积扇中水化物’:
成,
气井循环运行期间能稳定安全地工作.’储气库的对比(折算)费用降至最低限
在确定地下储气库气井工况的诸因素度.
(b)14.36KJ/mm..h..
一
次空气系数cc:
0~I
O----(a)毒×o.90=1.04
(b)0.79
对于沼气成份(a),火焰处于燃烧最
佳区;对于沼气成份(b),火焰处于燃烧
稳定区.
(二)沼气燃烧时火焰较长,因此沼气
热水器的燃烧器与换热器之间的距离要适当
加长,否则若火焰焰面直接同换热器相接,
触,则燃烧不完全,烟气中CO含量会明显
增加.一般应在天然气热水器基础上增加
5%,1O%.实测结果,以北京市公用事业
科学研究所与浙江兰溪市凯旋燃气用具厂共
同研制的产水率为8L/min沼气快速热水器
为例.燃烧器与换热器调整前的距离为
152mm,测得烟气中COa:
1含量为300~
400ppm;将燃烧器与换热器之间的距离调
整~160mm,烟气中COa:
l含量降为150
ppm以下.
(三)由于沼气的燃烧速度低,燃烧势
很小,活化能相对高很多,因此点火时所需
能量相对大得多,沼气火焰不易点燃(与其
它常见燃气相比).应使用放电能量较高的
连续脉冲式自动点火装置,并且要调整点火
位置,使放电点位于火焰最易点燃之处,即
最恰当的空一燃混合比处,以提高点火率.
(四)由于沼气燃烧的火焰较长,加热
熄火保护装置热电偶的长明小火与热电偶之
间的距离也应适当地加大.同样地,缺氧保
护装置的按装位置应适当提高.
参考文献
1,《燃气燃烧与应用》同济大学等四院校编
2,《煤气设计手册>下册
3,《城市煤气燃烧器具》天津市政工程设
计院编
4,《燃料及燃烧>北京钢铁学院韩昭沧
编
5,《燃烧学》(美)欧文?
格拉斯曼着
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地下储气库气井的运行工况
当制定地下储气库气井运行工况时,可
适当分为两个阶段:
设计规划阶段和运行操
作价段.这是根据实际条件为修订工况所必
要均两个阶段.
多孔介质的破坏
许多土作都会导致集气管破坏或设备磨
损.但是,其中没有任何一种方法可以揭开
多孔含气层气井构运行工况.
所以,气井的运行工况应使燃气流中固
态微粒的密度不超过一个数值,该值可以保
证当气层断裂导致气井停工而使气量不足所
造成的损失减到最低限度,并应保证气井可
靠运行费用降低到最低限度.
防止集气管受损均一种最彻底均技术措
施是用粘合剂或过滤片加固气层的外露部
分.这一工作效率可以表示为气层加工系数
0【与被观测专气井和被加工l勺总气井数之比B
乘积.前一个比值是加固好的气井数nⅡ与
总的加工井数n之比;后一个比值是气井加
工后在气井集气管未受损坏岣情况下,天然
气最大稳定消耗量qn?
0与气井加固前最大
稳定耗气量qⅡ?
0之比.公式如下:
a-aBnq’Ⅱ’U
显而易见,如果3>1,效果是最佳的.
根据以砂加固的实验,可以得出0【=Oo7
~O.8,B=o7~2.按照加固工作面周围的
气井,可求出平均回收年限.该期限由工
作消费总额3加上气井停工的损耗YⅡ与气井
加固后可获得销售利润之比来确定:
tQ----
假如说,地下储气库砂质气井加固之前
每昼夜具有10万rn.平均采气量,一眼用沥
青加固的气井约需8000j~布.用沥青加固气
井÷句工期平均需要30天.设系数0【为0.7,B
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为1.7,因此,花费在采气上的费用为每100O
1TI.用10卢布.
由这些数据可以得出:
一
+qtc
一
q(3一1)
=100101010.一×.(0
.
7×1.7~1)×-3一VV
昼夜
.结果得出较短的成本回收期.这就是
说,气井运行岩层断裂问题,应当并且青够
在不限制流量的条件下,用加固采气面或利
用采气面过滤片的方法加以解决.
气井浸水
从实际情况来看,气井浸水问题很重
要,但也相当复杂.事实上在近期内对这方
面未必找到有价值的解决方案,甚至在气层
方面也是如此.
地下储气库浸水气井的运行相当复杂,
而且具有一系列的特点:
地下储气库从井内采气到注气依次相互
交替.因此,可以利用对浸水气井加大燃气
压力以及建立反向锥形漏斗方法,这些都是
防止气井浸水的最有效方法;
当修建储气库时,可以调节含气层及水
气相接触的位置.这样,从安全的观点看
来,圆锥形漏斗为最佳的结构.在储气库周期
的运行中,可长期保证稳定的气库工艺参数.
由于气层压力的变化巨大,以及对天然
气多变的用量要求,所以常常改变地下储气
库气井的采气工艺规程,这就必须广泛利用
气井浸水过程的不稳定性.
地下储气库气井之间距离比燃气气田气
‘
井之间的距离要小得多,而采气的速度则增
大许多倍.这就加大了气井的相互影响,使
底部水上升的过程复杂化.但是,也可以限
制局部水的流动.
上述特点与气田运行相比少得多,但足
以证实,当地下储气库比气田采气更少时,希
望有效地利用这些特点解决锥形漏斗构成理
论的实际问题.毕竟,这些问题都应该加以解
决.因此,建议底部浸水气井的采气规程,在
设计阶段,应参照文献[1,2]所建议的方法
加以制定.而在地下储气库的修建与运行阶
段,浸水气井的采气规程应用实验方法来确
定.
气井和冲积扇中水化物的形成
当储存燃气时,水化物的形成问题通常
取决于气井开采阶段.同时,地下储气库本
身对水化物的形成也有很大影响,这可能就
是”同流换热式的方法,即夏季向形成水化
物的井内压送超高温的燃气,于是,气井周
围岩层及采掘地区也随之变热.当采气时,
燃气的温度升高,水化物就不能形成.
由于气井井筒较长和周围岩石与流过岩
石的燃气质量相比,有较大质量,热交换的
过程进行得缓慢,并且在地下储气库运行多
年后才会出现稳定的周期温度.,利用改变向
储气库压送燃气的温度及流量的方法,使该
过程易于接受检查和管理.
在可能产生的不良后果中,同流换热方
法可能使注气温度升高,并影响气井的气密
性.
应当准确地确定气井热效应所产生的热
应力和热应变,由于这些过程不稳定,介质
不均匀,以及有关”支柱一水泥一岩石系
统的资料不足等情况都比较复杂,所以研究
人员认为,运用这些主要的设想解决这些问
题有其它目的,但对井壁管,水泥箍圈和岩
石上热应力值及所产生过程还没有取得一致
意见.依照参考文献[3]库兹涅佐夫所取
得的成果被认为是最合理的.其论文援引了
一
些无量钢的图表,从图表上可以找到管筒
的径向应力,切向应力和轴向应力,这些应
力都取决于温度和压力,假设一个气井有直
径为168mm,壁厚为】0mm的外套管,通过
它注入高达5MPaff:
j压力及50.C高温燃
气.在这种情况下,附加应力为:
轴向应力
为l00MPa,径向应力为,tMPa,切向应力
为35MPa,而热应力相应地为1,10,2.5和20
MPa.
岩层硬度增到两倍,促使径向应力和切
向应力约增大2倍,而轴向应力仅增大l0~
12%..
与上述列举的数值对比得出,热应办即
轴向应力,是分析热效应和机械效应对气井
所产生唯一主要的应力.但是也未必;在考
虑水泥管和岩石的粘合力时,这些应力对管
简旁的水泥块材的强度有影响.考虑热应力
是压缩应力,而压力所产生的应力是拉力.
所列举的示例中应力总和为130MPa.
为计算起见,当向气井注气时,井壁温
度升高应取其上限.燃气的实际温度会稍低
一
些,因为燃气的温度沿途有所降低,而沿绝
缘的气管所输送燃气的初始温度不应超过
60.C.在井深几百米处,燃气温度不会超过
40.C.
这样,我们可以得出结论,当向储气库
注入50-v60.C的燃气时,不会降低气井的
气密性和强度,并且能够顺利地防止形成水
化物.这一结论在实践中已得到证实.
对比(折算)费用的最低限度
如果气井的工作不按工艺限定来确定,
那么,其运行工况应依据将储气库的对比
费用降至最低限度来制定.因此,在这种
情况下,应保持所设计的工况或接近这一工
况.最终,气井工艺运行工况应根据实际条
件,用实验方法进行制定.
译自<燃气工业1986.NO.4
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