天然气工程教学大纲

1、天然气工程教学大纲一、课程程基本信信息1、课程程英文名名称：NNATUURALL GAAS EENGIINEEERINNG2、课程程类别：专业课课程3、课程程学时：总学时时40，上机学时时44、学 分：22.55、先修修课程：工程流流体力学学、油层层物理、渗流力力学等6、适用用专业：石油工工程7、大纲纲执笔：石油工工程教研研室刘建建仪8、大纲纲审批：石油工工程学院院学术委委员会9、制定定(修订订)时间间：20006.11二、课程程的目的的与任务务天然气气工程课程属属于国家家一级重重点学科科“石油工工程”学科教教学改革革中“油气田田开发工工程”专业方方向中“天然气气工程”模块课课程体系系的应用用

2、技术课课程。本本课程以以石油工工程专业业培养目目标和基基本要求求为宗旨旨，培养养能适应应我国社社会主义义现代化化建设需需要，德德、智、体、美美全面发发展，获获得工程程师基本本训练的的石油工工程高级级技术人人才。学学生通过过学习应应获得以以下几方方面的知知识和能能力： 能够够顺利阅阅读与本本课程有有关的外外文书刊刊； 掌握握本课程程所必需需的工程程科学基基础理论论和专业业知识，具有分分析和解解决天然然气工程程实际问问题、进进行技术术改造、科技开开发和应应用研究究的初步步能力； 具有有较强运运算和表表达能力力； 具有有较强的的自学能能力、工工作适应应能力、较熟练练的计算算机操作作应用能能力和创创新

3、意识识。三、课程程的基本本要求天然气气工程是石石油工程程专业业和油油气田开开发工程程学科科的一门门重要而而又新的的课程，做到地地面与地地下结合合，地质质与工程程结合，开发与与工艺结结合，技技术与经经济结合合，理论论与实践践结合，把气藏藏和气井井作为一一个完整整的生产产系统，对天然然气开发发和开采采方面的的工程问问题进行行了较详详细的分分析。课课程分别别讲述天天然气的的基本性性质、烃烃类流体体相态、气藏物物质平衡衡和储量量计算及及采收率率、气井井产能分分析及设设计、气气藏动态态分析、气井管管流和嘴嘴流、气气井生产产系统分分析，气气井井场场工艺，气井排排水采气气、天然然气预处处理及轻轻烃回收收等内

4、容容。课程程在讲述述气田气气井开采采理论和和方法的的基础上上，密切切结合现现场实际际，讲述述现场实实用的天天然气开开采计算算分析方方法，使使学生能能熟练地地掌握有有关天然然气开发发和开采采方面的的知识与与技能，学会应应用这些些知识解解决实际际生产问问题。四、教学学内容、要求及及学时分分配(一)理理论教学学：第一章 天然气气工程绪绪论（总总学时：1）第一节 天然气气将是第第四个能能源时代代能源问题题事关重重大，超前思思维寻找找未来能能源天然气将将是继薪薪柴、煤煤炭和石石油之后后的第四四个能源源时代第二节 我国石石油天然然气发展展战略我国油气气勘探成成果和面面临的挑挑战我国经济济发展与与能源供供需

5、矛盾盾我国石油油天然气气发展战战略第三节我我国天然然气工业业现状我国天然然气资源源现状天然气发发展现状状第四节 我国天天然气开开发技术术发展现现状第五节世世界天然然气工业业新形势势世界天然然气资源源世界天然然气市场场天然气的的输送天然气应应用第六节 课程程性质和和学习要要求重点：我我国天然然气工业业的现状状及发展展，天然然气工程程的研究究对象、内容和和方法，有关学学习天然然气工程程的目的的和方法法。第二章天天然气的的主要物物性参数数（总学学时：11）（一）天天然气的的组成和和分类（二）天天然气的的分子量量和相对对密度（三）天天然气偏偏差系数数的确定定（四）天天然气的的等温压压缩系数数（五）天天

6、然气的的体积系系数（六）天天然气的的粘度（七）天天然气含含水量和和溶解度度教学要求求：明确确三种组组成的表表示方法法及其换换算关系系；掌握握分子量量、相对对密度、偏差系系数、等等温压缩缩系数的的定义。重点：三三种组成成的表示示方法及及其换算算关系，分子量量、相对对密度、偏差系系数、等等温压缩缩系数的的定义、概念及及计算。难点：偏偏差系数数的计算算第三章烃烃类流体体相态（总学时时：6）第一节 油气烃烃类体系系的基本本相态特特征（学学时：11）烃类相态态基本概概念单组分和和两组分分烃的相相态特征征及临界界点定义义之差异异，反转转凝析现现象及解解释，各各类气田田（干气气、湿气气、凝析析气）的的P-T

7、T图气液平衡衡常数，相平衡衡的热力力学条件件第二节 油气体体系气液液相平衡衡计算数数学模型型（学时时：1）（一）气气液相平平衡计算算物料平平衡方程程组、热热力学平平衡方程程组、常常用的两两种类型型相平衡衡计算数数学模型型（二）气气液平衡衡计算，相图的的露点、泡点等等计算第三节 常用状状态方程程选择和和分析（学时：1）（一）三三次方型型状态方方程：VVan derr waaalss方程、RK（Reddlicch和Kwoong）方程、SRKK（SoaaveReddlisshKwoong）方程、PR状态态方程（二）流流体的焓焓、熵、热容、逸度等等的计算算第四节 重馏分分特征化化处理（学时：1）经验关

8、联联式法基于连续续热力学学理论的的等效碳碳数关联联法最优化拟拟合法第五节 取样及及pVTT分析项项目（学学时：11）第六节 判别油油气藏类类型的主主要方法法（学时时：1）第七节 烃类流流体相态态特征研研究的发发展趋势势（自学学）教学要求求：明确确烃类流流体相态态特性；掌握物物料平衡衡方程组组、热力力学平衡衡方程组组，状态态方程，相图法法判别油油气藏类类型。重点：烃烃类流体体相态特特性、物物料平衡衡方程组组、热力力学平衡衡方程组组，状态态方程的的结构和和解法，最优化化拟合法法，取样样方法，pVTT分析方方法，相相图法判判别油气气藏类型型。难点：相相图及气气液平衡衡计算，连续热热力学理理论，状状态

9、方程程，pVTT分析方方法。第四章气气藏物质质平衡、储量计计算及采采收率（总学时时：2）第一节 气藏物物质平衡衡方法（学时：1）定容封闭闭性气藏藏物质平平衡、算算法和用用途水驱气藏藏物质平平衡算法法和用途途凝析气藏藏的物质质平衡算算法和用用途异常高压压气藏物物质平衡衡、算法法和用途途第二节 气藏储储量计算算（学时时：1）容积法储储量计算算动态法储储量计算算气藏可采采储量第三节 气藏采采收率（自学）教学要求求：明确确水驱气气藏物质质平衡、凝析气气藏的物物质平衡衡；掌握握定容封封闭和异异常高压压气藏物物质平衡衡，动态态法储量量计算。重点：定定容封闭闭和异常常高压气气藏物质质平衡，动态法法储量计计算

10、。难点：水水驱气藏藏物质平平衡、凝凝析气藏藏的物质质平衡。第五章气气井产能能分析及及设计（总学时时：6）第一节 稳定状状态流动动气体产产能公式式（学时时：1）达西和非非达西公公式平面径向向流平方法法和拟压压力法表皮效应应第二节 拟稳定定状态流流动气井井产能公公式（学学时：00.5）二项式产产能方程程的推导导、公式式、物理理意义二项式方方程的应应用第三节 气井产产能经验验方程（学时：0.55）经验方程程的形式式、系系数的意意义、范范围和求求解方法法第四节 气井产产能试井井工艺（学时：2）产能试井井的主要要任务、试井工工艺步骤骤的设计计、试井井方法及及资料处处理试井方法法：常规规回压法法试井、等时

11、试试井、修修正等时时试井的的思路、特点，流量、井底压压力与时时间关系系图，资资料处理理方法确定低渗渗透气井井产能方方程的方方法（自自学）第五节 完井方方式对气气流入井井的影响响（学时时：1）裸眼完井井、射孔孔完井、砾石射射孔衬管管完井三三种基本本完井方方式的特特点、区区别产能方程程、表皮皮系数第六节 预测气气井流入入动态（学时：1）利用气井井经验公公式进行行预测利用无因因次气井井产能方方程预测测目前和和将来的的曲线教学要求求：掌握握稳定状状态流动动达西、非达西西公式、产能方方程，、sc及拟拟压力的的概念，产能方方程的形形式和应应用，三三种试井井的资料料处理方方法，三三种完井井方式对对气井产产能

12、的影影响，表表皮系数数的组成成，几种种预测气气井流入入动态的的方法。重点：稳稳定状态态流动达达西、非非达西公公式、产产能方程程，、sc及拟拟压力的的概念，产能方方程的形形式和应应用，三三种试井井的资料料处理方方法，三三种完井井方式对对气井产产能的影影响，表表皮系数数的组成成，几种种预测气气井流入入动态的的方法。难点：产产能方程程及其应应用，三三种试井井的资料料处理方方法，表表皮系数数的组成成，气井井流入动动态预测测。第六章 气藏藏动态分分析（总总学时：2）（一）气气田、凝凝析气田田开发方方案编制制流程（二）气气藏动态态分析主主要内容容和技术术（三）气气藏类型型的分析析判断（四）气气藏驱动动方式

13、分分析（五）核核实气藏藏储层的的储集性性质（六）气气井生产产工作制制度分析析教学要求求：明确确气藏动动态分析析主要内内容，气气藏驱动动方式分分析，核核实气藏藏储层的的储集性性质，气气井生产产工作制制度分析析。 重点：气藏动动态分析析主要内内容，气气藏驱动动方式分分析，核核实气藏藏储层的的储集性性质，气气井生产产工作制制度分析析。难点：气气藏驱动动方式分分析，气气井生产产工作制制度分析析。第七章 管流流及嘴流流动态（总学时时：4）第一节 气相管管流的基基本方程程（学时时：1）气体稳定定流动能能量方程程及三种种表达形形式管内摩阻阻系数的的概念、公式第二节 气相管管流压降降计算方方法（学学时：11）

14、用平均温温度偏差差系数法法计算静静止和流流动气柱柱的压力力分布及及井底压压力气液井拟拟单相流流井底压压力计算算的思路路、公式式和算法法第三节 气液两两相管流流简介（学时：1）气液两相相管流基基本概念念气液两相相管流的的计算方方法和步步骤第四节 气体通通过气嘴嘴的流动动（学时时：1）气嘴的作作用能量方程程的简化化气嘴流量量与压差差的关系系临界流和和非临界界流，临临界压力力比的概概念第五节 排水采采气井两两相管流流压降优优化模型型（自学学）教学要求求：明确确液井拟拟单相流流井底压压力计算算，气液液两相管管流的计计算方法法和步骤骤；掌握握气相管管流的基基本方程程，气柱柱井底压压力计算算，气液液两相管

15、管流基本本概念，气嘴临临界流和和非临界界流、流流量与压压差关系系。重点：气气相管流流的基本本方程，气柱井井底压力力计算，气液两两相管流流基本概概念，气气嘴临界界流和非非临界流流、流量量与压差差关系。难点：液液井拟单单相流井井底压力力计算，气液两两相管流流的计算算方法和和步骤，临界流流和非临临界流。第八章气气井生产产系数分分析（总总学时：3）第一节 概述（学时：1）生产井模模型的组组成，节节点的定定义和概概念气井生产产系统分分析的目目标、方方法、步步骤和用用途第二节 普通节节点分析析（学时时：1）普通节点点分析的的定义、步骤、实例敏感参数数分析第三节 函数节节点分析析（学时时：1）函数节点点分析

16、的的步骤、实例敏感参数数分析，预测射射孔密度度对系统统产能的的影响，实例分分析教学要求求：明确确生产井井模型的的组成，节点的的定义和和概念；掌握气气井生产产系统分分析的目目标、方方法、步步骤和用用途。重点：生生产井模模型的组组成，节节点的定定义和概概念，气气井生产产系统分分析的目目标、方方法、步步骤和用用途。难点：普普通节点点分析、函数节节点分析析。第九章气气井井场场工艺（总学时时：3）第一节 节流调调压（学学时：00.5）节流调压压的作用用和手段段节流过程程和节流流效应，定义，公式和和算法第二节 气液分分离（学学时：00.5）（一）分分离器的的功能和和类型、原理、处理能能力第三节 天然气气水

17、合物物（学时时：2）（一）天天然气含含水量的的测定方方法、影影响因素素、含水水的危害害（二）烃烃-水系系统相态态（三）天天然气水水合物的的结构、生成条条件（四）预预测方法法和步骤骤（五）预预防水合合物生成成的方法法教学要求求：明确确节流调调压和水合物物的定义义和概念念；掌握握节流调调压和节节流效应应，天然然气水合合物生成成条件和和预测，预防水水合物生生成的方方法。重点：节节流调压压和节流流效应，天然气气水合物物生成条条件和预预测，预预防水合合物生成成的方法法。难点：节节流效应应，天然然气水合合物生成成条件和和预测，预防水水合物生生成方法法。第十章排排水采气气（总学学时：33）第一节 气井连连续

18、排液液所需小小气量（学时：1）气井积液液，连续续排液的的原理液滴模型型，气井井连续排排液最小小气量第二节 泡沫排排水采气气（学时时：1）起泡剂的的性能、类型、适用条条件和评评价方法法泡沫排水水选井和和方式选选择第三节 柱塞气气举（学学时：00.5）柱塞气举举原理模型和计计算方法法第四节 其它排排水采气气方法（学时：0.55）抽油机排排水采气气电潜泵排排水采气气螺杆泵排排水采气气教学要求求：明确确泡沫排排水采气气，柱塞塞气举；掌握气气井连续续排液所所需小气气量。重点：气气井连续续排液所所需小气气量，泡泡沫排水水采气，柱塞气气举。难点：泡泡沫排水水采气，柱塞气气举。第十一章章天然气气预处理理及轻烃

19、烃回收（总学时时：3）第一节 天然气气净化技技术（学学时：11）净化气质质量要求求液体吸收收法和固固体吸附附法脱水水的原理理及工艺艺脱除酸性性气体原原理第二节 天然气气轻烃回回收工艺艺（学时时：2）天然气轻轻烃回收收主要方方法，吸吸附法、冷油吸吸收法、冷凝分分离法节流膨胀胀和透平平膨胀数数学模型型、解法法和计算算步骤。教学要求求：明确确脱除酸酸性气体体；掌握握脱水，天然气气轻烃回回收。重点：脱脱水，天天然气轻轻烃回收收。难点：脱脱除酸性性气体，天然气气轻烃回回收。(二)实实验教学学：1、实验验课的目目的和要要求通过对天天然气偏偏差系数数计算方方法的上上机编程程和实例例分析，使学生生进一步步掌握天天然气的的基本参参数计算算方法和和步骤，对天然然气井底底压力计计算方法法的上机机编程和和实例计计算，让让学生了了解解决决实际问问题的一一般方法法，加深深对天然然气工程程的基本本原理和和方法的的认识和和理解，使学生生工作后后能够适适应现代代化科学学发展和和生产的的需要。2、实验验内容和和占用学学时具体体分配1）项目目名称：天然气气偏差系系数计算算方法的的上机编编程和实实例计算算（2学时计计算型）（1）实实验目的的要求：了解天然然气基本本物性，掌握天天然气基基本物性性参数计计算方法法和步骤骤，为进进一步进进行天然然气工程程的其它它计算打打下基础础。（2）实实验仪