Как добывают газ на месторождениях

В настоящее время газ есть практически в каждой квартире, но немногие знают, насколько сложно добывать и перерабатывать этот продукт. И детям, и взрослым будет интересно узнать, как добывают газ. Глубина залегания пластов с газом чаще всего колеблется от нескольких сотен метров до 7 километров. Полезное ископаемое находится под высоким давлением и имеет высокую температуру. Чаще всего находится в пластах с нефтью.

Химический состав газа

Природный газ состоит из метана, но имеются и примеси, которые составляют 2 процента от общего объема. В состав примесей входят этан, бутан, пропан, сероводород, водяные пары и прочие газы. Настолько большая концентрация различных примесей обусловлена формированием самого метана. Рядом с газовым пластом могут залегать и другие полезные ископаемые, которые оказывают воздействие на его состав. Сегодня добывают это горючее из нескольких типов месторождений:

1. Сланцевые залежи.
2. Стандартные газовые пласты.

Первый тип требует более серьезных затрат, и на сегодняшний день большая часть таких залежей располагается на территории Соединенных Штатов Америки.

Сложность в разработке таких месторождений требует огромных финансовых затрат, и не всегда это экономически выгодно. Поэтому чаще разрабатываются только месторождения, где газ находится в свободном состоянии.

Разработка месторождения

Усовершенствование технологий добычи газа имеет крайне большое значение. Особенное внимание уделяется безопасности, применению экологических технологий и максимально эффективному использованию газа.

Проблема заключается в том, что газ невозможно добывать так же, как нефть, в больших количествах, так как возникают сложности в хранении. Поэтому его добывают столько, сколько требуется стране и зарубежным потребителям.

Применение представленного типа горючего позволяет создавать новые высокопроизводительные тепловые машины, которые находят применение в промышленности. Конечно же, внимание уделяется очистке и другим важным процедурам. Этапы разработки месторождения:

1. Геологические исследования. Для этого проводятся различные физические, химические исследования, бурятся разведывательные скважины. Это позволяет понять строение газового пласта и правильно распределить эксплуатационные скважины. Иногда даже по внешнему строению земной поверхности можно предугадать присутствие газа под землей.
2. Бурение эксплуатационных скважин. Одна из самых важных и ответственных задач. Перед этим месторождение обустраивается, на каждой скважине устанавливается противовыбросовое оборудование. После этого приступают к бурению.
3. Добыча. В отличие от нефти, газ самостоятельно поднимается по скважине, и для этого не требуется использование различных насосов на стадии снижения отдачи пласта.
4. Первоначальная очистка. На месторождении газ очищают от некоторых типов примесей и после этого отправляют на ГПЗ.
5. Подготовка и отправка потребителю. На газоперерабатывающем заводе сырье доводят до идеального состояния и отправляют потребителям.

Газоносные пласты имеют ряд особенностей, в первую очередь они имеют пористую структуру. Углеводороды залегают либо в песчаных пластах, либо в карбонатных. Самыми распространёнными типами залежей являются нефтегазовые, когда в верхней части скапливается газ, а в нижней — нефть.

Таким образом, добыча в значительной степени упрощается. Такие пласты могут достигать в высоту нескольких сотен метров или даже чередоваться. Все зависит от строения породы и других геологических факторов.

Сланцевые пласты

На сегодняшний день эта категория полезных ископаемых относится к искусственным. Получают сланцевый газ путем термического воздействия на горючие сланцы. Для этого применяются специализированные печи. Отличием такого продукта является большое содержание диоксида углерода, что создает дополнительные сложности при проведении обработки. Что касается физических параметров, то сланцевые и природные газы не имеют никаких отличий. Особенности добычи:

1. Гидроразрыв пласта. Это технология, которая имеет максимальную эффективность, но при этом наносит большой ущерб окружающей среде. В пласт закачивается химический раствор под большим давлением, который разрушает структуру горных пород. Давление достигает 1500 атмосфер, и проводятся такие процедуры до 10 раз в год на одной скважине.
2. Загрязнение грунтовых вод. При гидроразрыве происходит утечка бурового раствора в большом количестве.
3. Угроза возникновения землетрясения. Так как разрушаются пласты, то происходит значительное смещение горных пород.
4. Выбросы в атмосферу и загрязнение рек, озер и других источников пресной воды.

Перспективы разработки сланцевых месторождений очень большие, но не в каждом случае удается сохранить экосистему, поэтому многие компании отказываются от таких идей. Пока не найден эффективный способ разработки таких пластов.

Большое количество научно-исследовательских центров работает над созданием более современных методик. Одним из самых эффективных является создание шахт и карьеров, но при большой глубине залегания реализовать такие проекты невозможно.

Способы добычи

На территории Российской Федерации газовые месторождения залегают на глубине до 3 километров, но существуют и более глубокие скважины. Основной способ добычи — это бурение скважин, так как это максимально эффективно и безопасно. Газовая скважина состоит из следующих частей:

1. Устья.
2. Противовыбросового оборудования.
3. Обсадных труб.
4. Фонтанных труб
5. Фильтрационных элементов.
6. Забоя.

В зависимости от типа месторождения комплектация может отличаться, все делается по техническому наряду. Бурится скважина на основе использования вращательного бурового оборудования. Разрушаются горные породы долотом различного формата. После того как газоносный пласт вскрыт, происходит движение газа по фонтанным трубам от забоя к устью скважины.

Бурение скважин на месторождение производится равномерно по заранее разработанному плану. Это делается для того, чтобы давление по всему пласту распределилось поровну и углеводороды поступали с одинаковой эффективностью. Рассмотренные технологии нашли максимальное применение и пользуются огромным спросом.

В настоящее время придумывать что-то новое не имеет никакого смысла, так как использование скважин для добычи обладает достаточным количеством плюсов.

Подготовка к транспортировке

В современных условиях добытый газ обязательно проходит специальную очистку и подготовку, так как использовать его в таком состоянии нельзя. В нем содержится большое количество серных примесей, азот и другие вещества в газообразном состоянии, которые обязательно нужно исключить. Эти примеси создают проблемы даже при транспортировке. Проводятся следующие операции:

1. Удаление воды. В любом продукте, который добывается скважинным способом, содержит воду. В случае с газом она представлена в парообразном состоянии.
2. Очистка от сероводорода. Серные примеси — одни из самых опасных, они не только воздействуют на металл и увеличивают скорость коррозии, но и негативно сказываются на здоровье человека.

Целесообразнее всего размещать станцию подготовки и очистки на самом месторождении. В дальнейшем полученные отходы можно использовать на производстве. Сушка и очистка — это две основные процедуры, которые проводятся при большом содержании гелия, сероводорода и воды. После очистки полученный газ отправляется на газоперерабатывающий завод, где он будет проходить дополнительные процедуры.

Если не проводить процедуры очистки, то при горении будет выделяться очень большое количество вредных веществ. Это будет оказывать воздействие не только на человека, но и на окружающую среду. Определить чистый газ очень легко, он горит голубым пламенем и практически не имеет запаха при сгорании. Если огонь красноватого или желтого цвета, значит, в его составе есть другие примеси и он низкого качества.

Доставка к потребителю

Основным видом транспорта остается трубопровод, так как это позволяет в значительной степени экономить крупным предприятиям. Давление в трубопроводе достигает невероятных 75 атмосфер. Удается добиться таких показателей за счет установки компрессорных станций на различных участках. Это позволяет не только повысить давление, но и охладить газ, чтобы не возникало пожароопасных ситуаций.

Также для транспортировки используют газовозы, танкеры и прочий транспорт, который гарантирует безопасность. Емкости для транспортировки имеют максимальную надежность и герметичность. Используются такие варианты перевозки только на короткие и средние дистанции. В таком случае газ транспортируется только в жидком состоянии. Стоит отметить, что перевозить сжиженный природный газ намного безопаснее.

После очистки на газоперерабатывающем заводе природный газ отправляется потребителям либо зарубежным покупателям также по трубопроводам.