《天然气工程》教学大纲.docx

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《天然气工程》教学大纲

《天然气工程》教学大纲

一、课程差不多信息

1、课程英文名称：

NATURALGASENGINEERING

2、课程类不：

专业课程

3、课程学时：

总学时40，上机学时4

4、学分：

2.5

5、先修课程：

工程流体力学、油层物理、渗流力学等

6、适用专业：

石油工程

7、大纲执笔：

石油工程教研室刘建仪

8、大纲审批：

石油工程学院学术委员会

9、制定（修订）时刻：

2006.11

二、课程的目的与任务

《天然气工程》课程属于国家一级重点学科“石油工程”学科教学改革中“油气田开发工程”专业方向中“天然气工程”模块课程体系的应用技术课程。

本课程以石油工程专业培养目标和差不多要求为宗旨，培养能适应我国社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面进展，获得工程师差不多训练的石油工程高级技术人才。

学生通过学习应获得以下几方面的知识和能力：

①能够顺利阅读与本课程有关的外文书刊；②把握本课程所必需的工程科学基础理论和专业知识，具有分析和解决天然气工程实际咨询题、进行技术改造、科技开发和应用研究的初步能力；③具有较强运算和表达能力；④具有较强的自学能力、工作适应能力、较熟练的运算机操作应用能力和创新意识。

三、课程的差不多要求

《天然气工程》是《石油工程》专业和《油气田开发工程》学科的一门重要而又新的课程，做到地面与地下结合，地质与工程结合，开发与工艺结合，技术与经济结合，理论与实践结合，把气藏和气井作为一个完整的生产系统，对天然气开发和开采方面的工程咨询题进行了较详细的分析。

课程分不讲述天然气的差不多性质、烃类流体相态、气藏物质平稳和储量运算及采收率、气井产能分析及设计、气藏动态分析、气井管流和嘴流、气井生产系统分析，气井井场工艺，气井排水采气、天然气预处理及轻烃回收等内容。

课程在讲述气田气井开采理论和方法的基础上，紧密结合现场实际，讲述现场有用的天然气开采运算分析方法，使学生能熟练地把握有关天然气开发和开采方面的知识与技能，学会应用这些知识解决实际生产咨询题。

四、教学内容、要求及学时分配

（一）理论教学：

（一）能源咨询题事关重大，超前思维查找以后能源

第二节我国石油天然气进展战略

（一）我国油气勘探成果和面临的挑战

（二）我国经济进展与能源供需矛盾

（三）我国石油天然气进展战略

第三节我国天然气工业现状

（一）我国天然气资源现状

（二）天然气进展现状

第五节世界天然气工业新形势

（一）世界天然气资源

（二）世界天然气市场

（三）天然气的输送

（四）天然气应用

重点：

我国天然气工业的现状及进展，天然气工程的研究对象、内容和方法，有关学习天然气工程的目的和方法。

第二章天然气的要紧物性参数（总学时：

1）

（一）天然气的组成和分类

（二）天然气的分子量和相对密度

（三）天然气偏差系数的确定

（四）天然气的等温压缩系数

（五）天然气的体积系数

（六）天然气的粘度

（七）天然气含水量和溶解度

●教学要求：

明确三种组成的表示方法及其换算关系；把握分子量、相对密度、偏差系数、等温压缩系数的定义。

●重点：

三种组成的表示方法及其换算关系，分子量、相对密度、偏差系数、等温压缩系数的定义、概念及运算。

●难点：

偏差系数的运算

第三章烃类流体相态（总学时：

6）

（一）烃类相态差不多概念

（二）单组分和两组分烃的相态特点及临界点定义之差异，反转凝析现象及讲明，各类气田（干气、湿气、凝析气）的P-T图

（三）气液平稳常数，相平稳的热力学条件

第二节油气体系气液相平稳运算数学模型（学时：

1）

（一）气液相平稳运算物料平稳方程组、热力学平稳方程组、常用的两种类型相平稳运算数学模型

（二）气液平稳运算，相图的露点、泡点等运算

第三节常用状态方程选择和分析（学时：

1）

（一）三次方型状态方程：

Vanderwaals方程、RK（Redlich和Kwong）方程、SRK（Soave—Redlish—Kwong）方程、PR状态方程

（二）流体的焓、熵、热容、逸度等的运算

（一）体会关联式法

（二）基于连续热力学理论的等效碳数关联法

（三）最优化拟合法

第五节取样及pVT分析项目（学时：

1）

第七节烃类流体相态特点研究的进展趋势（自学）

●教学要求：

明确烃类流体相态特性；把握物料平稳方程组、热力学平稳方程组，状态方程，相图法判不油气藏类型。

●重点：

烃类流体相态特性、物料平稳方程组、热力学平稳方程组，状态方程的结构和解法，最优化拟合法，取样方法，pVT分析方法，相图法判不油气藏类型。

●难点：

相图及气液平稳运算，连续热力学理论，状态方程，pVT分析方法。

（一）定容封闭性气藏物质平稳、算法和用途

（二）水驱气藏物质平稳算法和用途

（三）凝析气藏的物质平稳算法和用途

（四）专门高压气藏物质平稳、算法和用途

第二节气藏储量运算（学时：

1）

（一）容积法储量运算

（二）动态法储量运算

（三）气藏可采储量

第三节气藏采收率（自学）

●教学要求：

明确水驱气藏物质平稳、凝析气藏的物质平稳；把握定容封闭和专门高压气藏物质平稳，动态法储量运算。

●重点：

定容封闭和专门高压气藏物质平稳，动态法储量运算。

●难点：

水驱气藏物质平稳、凝析气藏的物质平稳。

第五章气井产能分析及设计（总学时：

6）

（一）达西和非达西公式

（二）平面径向流

（三）Ｐ平方法和拟压力法

（四）表皮效应

第二节拟稳固状态流淌气井产能公式（学时：

0.5）

（一）二项式产能方程的推导、公式、物理意义

（二）二项式方程的应用

第三节气井产能体会方程（学时：

0.5）

（一）体会方程的形式

（二）Ｃ、ｎ系数的意义、范畴和求解方法

（一）产能试井的要紧任务、试井工艺步骤的设计、试井方法及资料处理

（二）试井方法：

常规回压法试井、等时试井、修正等时试井的思路、特点，流量、井底压力与时刻关系图，资料处理方法

（三）确定低渗透气井产能方程的方法（自学）

第五节完井方式对气流入井的阻碍（学时：

1）

（一）裸眼完井、射孔完井、砾石射孔衬管完井三种差不多完井方式的特点、区不

（二）产能方程、表皮系数

（一）利用气井体会公式进行推测

（二）利用无因次气井产能方程推测目前和今后的ＩＰＲ曲线

●教学要求：

把握稳固状态流淌达西、非达西公式、产能方程，Ｓ、Ｓ'、Ｄｑsc及拟压力的概念，产能方程的形式和应用，三种试井的资料处理方法，三种完井方式对气井产能的阻碍，表皮系数的组成，几种推测气井流入动态的方法。

●重点：

稳固状态流淌达西、非达西公式、产能方程，Ｓ、Ｓ'、Ｄｑsc及拟压力的概念，产能方程的形式和应用，三种试井的资料处理方法，三种完井方式对气井产能的阻碍，表皮系数的组成，几种推测气井流入动态的方法。

●难点：

产能方程及其应用，三种试井的资料处理方法，表皮系数的组成，气井流入动态推测。

（一）气田、凝析气田开发方案编制流程

（二）气藏动态分析要紧内容和技术

（三）气藏类型的分析判定

（四）气藏驱动方式分析

（五）核实气藏储层的储集性质

（六）气井生产工作制度分析

●教学要求：

明确气藏动态分析要紧内容，气藏驱动方式分析，核实气藏储层的储集性质，气井生产工作制度分析。

重点：

气藏动态分析要紧内容，气藏驱动方式分析，核实气藏储层的储集性质，气井生产工作制度分析。

难点：

气藏驱动方式分析，气井生产工作制度分析。

第七章管流及嘴流淌态（总学时：

4）

（一）气体稳固流淌能量方程及三种表达形式

（二）管内摩阻系数的概念、公式

第二节气相管流压降运算方法（学时：

1）

（一）用平均温度偏差系数法运算静止和流淌气柱的压力分布及井底压力

（二）气液井拟单相流井底压力运算的思路、公式和算法

第三节气液两相管流简介（学时：

1）

（一）气液两相管流差不多概念

（二）气液两相管流的运算方法和步骤

（一）气嘴的作用

（二）能量方程的简化

（三）气嘴流量与压差的关系

（四）临界流和非临界流，临界压力比的概念

第五节排水采气井两相管流压降优化模型（自学）

●教学要求：

明确液井拟单相流井底压力运算，气液两相管流的运算方法和步骤；把握气相管流的差不多方程，气柱井底压力运算，气液两相管流差不多概念，气嘴临界流和非临界流、流量与压差关系。

●重点：

气相管流的差不多方程，气柱井底压力运算，气液两相管流差不多概念，气嘴临界流和非临界流、流量与压差关系。

●难点：

液井拟单相流井底压力运算，气液两相管流的运算方法和步骤，临界流和非临界流。

第八章气井生产系数分析（总学时：

3）

（一）生产井模型的组成，节点的定义和概念

（二）气井生产系统分析的目标、方法、步骤和用途

第二节一般节点分析（学时：

1）

（一）一般节点分析的定义、步骤、实例

（二）敏锐参数分析

第三节函数节点分析（学时：

1）

（一）函数节点分析的步骤、实例

（二）敏锐参数分析，推测射孔密度对系统产能的阻碍，实例分析

●教学要求：

明确生产井模型的组成，节点的定义和概念；把握气井生产系统分析的目标、方法、步骤和用途。

●重点：

生产井模型的组成，节点的定义和概念，气井生产系统分析的目标、方法、步骤和用途。

●难点：

一般节点分析、函数节点分析。

第九章气井井场工艺（总学时：

3）

（一）节流调压的作用和手段

（二）节流过程和节流效应，定义，公式和算法

第二节气液分离（学时：

0.5）

（一）分离器的功能和类型、原理、处理能力

第三节天然气水合物（学时：

2）

（一）天然气含水量的测定方法、阻碍因素、含水的危害

（二）烃-水系统相态

（三）天然气水合物的结构、生成条件

（四）推测方法和步骤

（五）预防水合物生成的方法

●教学要求：

明确节流调压和水合物的定义和概念；把握节流调压和节流效应，天然气水合物生成条件和推测，预防水合物生成的方法。

●重点：

节流调压和节流效应，天然气水合物生成条件和推测，预防水合物生成的方法。

●难点：

节流效应，天然气水合物生成条件和推测，预防水合物生成方法。

第十章排水采气（总学时：

3）

（一）气井积液，连续排液的原理

（二）液滴模型，气井连续排液最小气量

第二节泡沫排水采气（学时：

1）

（一）起泡剂的性能、类型、适用条件和评判方法

（二）泡沫排水选井和方式选择

第三节柱塞气举（学时：

0.5）

（一）柱塞气举原理

（二）模型和运算方法

（一）抽油机排水采气

（二）电潜泵排水采气

（三）螺杆泵排水采气

●教学要求：

明确泡沫排水采气，柱塞气举；把握气井连续排液所需小气量。

●重点：

气井连续排液所需小气量，泡沫排水采气，柱塞气举。

●难点：

泡沫排水采气，柱塞气举。

第十一章天然气预处理及轻烃回收（总学时：

3）

（一）净化气质量要求

（二）液体吸取法和固体吸附法脱水的原理及工艺

（三）脱除酸性气体原理

第二节天然气轻烃回收工艺（学时：

2）

（一）天然气轻烃回收要紧方法，吸附法、冷油吸取法、冷凝分离法

（二）节流膨胀和透平膨胀数学模型、解法和运算步骤。

●教学要求：

明确脱除酸性气体；把握脱水，天然气轻烃回收。

●重点：

脱水，天然气轻烃回收。

●难点：

脱除酸性气体，天然气轻烃回收。

（二）实验教学：

1、实验课的目的和要求

通过对天然气偏差系数运算方法的上机编程和实例分析，使学生进一步把握天然气的差不多参数运算方法和步骤，对天然气井底压力运算方法的上机编程和实例运算，让学生了解解决实际咨询题的一样方法，加深对天然气工程的差不多原理和方法的认识和明白得，使学生工作后能够适应现代化科学进展和生产的需要。

2、实验内容和占用学时具体分配

1）项目名称：

天然气偏差系数运算方法的上机编程和实例运算（2学时运算型）

（1）实验目的要求：

了解天然气差不多物性，把握天然气差不多物性参数运算方法和步骤，为进一步进行天然气工程的其它运算打下基础。

（2）实验仪器设备：

微机、打印机

2）项目名称：

天然气井底压力运算方法的上机编程和实例运算2学时运算型

（1）实验目的要求：

了解天然气差不多运算方法，把握天然气井底压力运算方法和步骤，为进一步进行天然气工程的其它运算打下基础。

（2）实验仪器设备：

微机、打印机

3、实验课的考核方式

以上机编程实验报告为考核依据。

五、考试考核方法

该课程考试成绩由三部分组成：

平常成绩占10%、上机成绩占10%、期末考试成绩占80%。

1、平常成绩包括：

（1）每次课后布置习题或摸索题，即平常作业。

（2）上课回答咨询题。

（3）不定期课堂测验。

2、期末考试：

实行闭卷考试

六、教材及参考书：

（二）参考书：

《采气工艺基础》，杨继盛编，石油工业出版社

《采气有用运算》，杨继盛刘建仪编，石油工业出版社

《凝析气藏开发工程，杨宝善编，石油工业出版社

《天然气藏工程》，[美]C.U.伊克库编，石油工业出版社

七、其它：

课程网站及其它网络教学资源：

:

8000/C173/zcr-1.htm