1. Исторический очерк развития газовой отрасли.

Газовая отрасль стала бурно развиваться только в двадцатом веке. В 1824 году был построен первый завод по получению коксового («светильного») газа в Петербурге. В 1891 в России добывалось 24 миллиона кубометров газа в год.

Сеть-Иольское газовое месторождение было первым газовым месторождением, которое было запущено в 1935 году, и имело запасы 2 миллиарда кубометров газа. Средний дебит этого месторождения составлял 400-500 кубометров.

В 1940 в России добывалось ужё 3.3 миллиарда кубометров газа в год.

В 1943 был построен первый газопровод "Елшанка-Саратов" длиной 43 километра и диаметром 300 миллиметров. В 1944 был введён в эксплуатацию газопровод "Бугуруслан-Куйбышев" длиной 40 километров и диаметром 300 миллиметров. В 1946 был запущен газопровод "Саратов-Москва" длиной 800 километров и диаметром 300 миллиметров, пропускная способность которого составляла 475 миллионов кубометров в год.

С 1950 года начинается второй этап развития газовой промышленности. В 1956 году был образован "ГлавГаз", а в 1960 "ГлавГаз" был преобразован в Министерство Газовой Промышленности.

Состояние газовой промышленности.

Динамика добычи:

1950 год – 6.2 миллиарда кубометров газа.

1960 год – 47.2 миллиарда кубометров газа

1970 год – 198 миллиарда кубометров газа.

1980 год – 435 миллиарда кубометров газа.

1985 год – 643 миллиарда кубометров газа.

1995 год – 560 миллиарда кубометров газа.

2000 год – 584 миллиарда кубометров газа.

2002 год – 595 миллиарда кубометров газа.

2003 год – 620 миллиарда кубометров газа.

Всего было построено 22 газопровода, общая длина которых составляет 150 тысяч километров; 251 компрессорная станция.

Добыча газа в России составляет 25 процентов мировой добычи газа. Запасы газа в России предположительно составляют 46-48 триллионов кубометров, а в мире запасы газа приблизительно равны 145 триллионам кубометров газа.

Удельный вес газа в производстве энергоносителей в России составляет 50 процентов, когда как в мире в среднем – 25 процентов, в Канаде – 30 процентов, в США – 27 процентов.

Основные газодобывающие районы.

1. Калининград.

2. Баренцево море.

3. Карское море и западная Сибирь.

4. Восточная Сибирь и Якутия.

5. Сахалин.

2. Подача газа осуществляется через Единую Газовую Систему, в которую входят:

1. Система добычи:

   1. Месторождения.

   2. Скважины.

   3. Газосборные сети.

   4. Установки комплексной подготовки газа.

2. Система транспорта

   1. Головные компрессорные станции.

   2. Магистральные газопроводы.

   3. Линейные компрессорные станции

   4. Подземные хранилища газа.

3. Система потребления.

Система распределения.

3. Топливное и химическое использование газа.

Полученный газ расходится по четырём направлениям:

1. Экспорт. 170 миллиардов кубометров газа в России в год идёт на экспорт.

2. Топливная промышленность. 1000 кубометров газа дают теплотворной способности.

3. Газ используется при изготовлении 93 процентов всего чугуна, 49 процентов всей прокатной стали, 49 процентов всего клинкера, 89 процентов всего листового стекла, 45 процентов всего железобетона. Использование газа позволяет снизить себестоимости продукции.

4. Газ широко используется в химической промышленности. Из всех углеводородов получают различные химические вещества, такие как:

   1. Производные алифинов.

   2. Ацетоны.

   3. Синтетические спирты.

   4. Синтетические каучуки.

   5. Синтетические волокна.

   6. Сажа.

   7. Полихроловинилы

   8. Полиэтилены

   9. Аммиак , который используется для получения азотных удобрениях и взрывчатых веществ

   10. Гелий.

Условное топливо – топливо, которое имеет теплотворную способность или . 1000 кубометров газа дают . 1000 кубометров нефти дают . 1000 кубометров кокса дают .

4. Физические свойства углеводородных газов и конденсатов.

Углеводородный состав месторождений:

1. Чисто газовые месторождения. Содержание составляет .

2. Газоконденсатные месторождения. Содержание составляет , содержание .

3. Газонефтяные месторождения. Содержание составляет , содержание

4. Нефтяные месторождения.

5. Плотность газа.

Абсолютная плотность газа – плотность газа при стандартных условиях ( и ): .

Относительная плотность: .

Плотность зависит от давления и температуры: , где .

Молекулярная масса газа.

Молекулярная масса газа – масса одной молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Для газа вводится кажущаяся молекулярная масса: , если выражено в долях единицы; , если выражено в процентах. Молекулярная масса конденсатов определяется точно таким же образом.

Вязкость газа.

Вязкость газа определяется коэффициентом вязкости газа. Вязкость газа увеличивается с увеличением температуры, в отличие от жидкости.

Методы определения вязкости газа

1. .

2. Численно-графический метод: , где величина определяется в зависимости от и .

Вязкость газа при атмосферных условиях составляется . Поправки при вычислении вязкости при содержании в газе , , определяются с помощью следующих графиков:

Теплоёмкость газа.

Теплоёмкость газа определяется коэффициентом теплоёмкости.

Коэффициент теплоёмкости – количество теплоты, которое требуется для нагрева одного моля, одного килограмма или одного кубометра вещества на один градус, поэтому теплоёмкость бывает мольной, массовой и объёмной. Теплоёмкость зависит и от давления и от температуры и от процесса. Поэтому различают изобарную, изохорную и изотермическую теплоёмкости.

Значения теплоёмкости в справочниках даются при условиях и .

Для смеси газов теплоёмкость можно определить по следующим трём формулам: ; ; .

Зависимость теплоёмкости от давления и температуры выражается следующей формулой: , где - поправка на изменение давления и температуры, которая берётся из графика.

П ри приближённых вычислениях для определения поправки можно пользоваться формулой , однако, эта формула даёт ошибку до 10%.

Скрытая теплота парообразования.

При фазовом переходе требуется какое-то количество теплоты.

Скрытая теплота парообразования – количество теплоты, необходимое для испарения одной единицы массы или единицы объёма вещества.

Теплотворная способность – количество теплоты, получаемое при сжигании единицы массы или единицы объёма вещества.

Высшая теплотворная способность не учитывает конденсацию паров. Низшая теплотворная способность учитывает конденсацию паров.

Теплотворная способность смеси определяется по формуле: .

Число Воббе: , где , - теплота сгорания; - объём; - средняя плотность. Число Воббе позволяет выбрать тип горелки. Если число Воббе лежит в пределах от 11.8 до 13.0, то газ является низкокалорийным, а при его горении возможен срыв пламени. Если число Воббе лежит в пределах от 13.4 до 15.7, то газ высококалорийный, а при его сгорании возникает опасность возникновения большого количества углекислого газа.

Теплотворность газа.

Теплотворная способность газа выражается коэффициентом теплотворности.

Коэффициент теплотворности (коэффициент теплопроводности) – коэффициент, показывающий количество тепла, передаваемое при градиенте температуры в один градус через площадку в 1 квадратный метр за 1 секунду,

. , где , и - некие коэффициенты, которые выбираются в соответствующих таблицах, в зависимости от , где - мольный состав -того компонента газа.

Предел взрываемости.

При увеличении или уменьшении концентрации горючих газов в газо-воздушной смеси достигается такая концентрация, при которой может произойти внезапное возгорание или взрыв.

Нижний предел содержания составляет 5 процентов, верхний – 15 процентов. Нижний предел содержания составляет 1.2 процента, верхний – 13 процентов. Для природного газа – 4.5 и 14.5 процентов соответственно.

Предел определяется по формуле: .

Поверхностное натяжение.

, , где - парахора.

Для газа , .

Для конденсата .

Для смеси: .

Величина требуется при фильтрации газа и конденсата в пласте.