Giáo trình Công nghệ khí (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Công nghệ khí cung cấp cho học sinh những kiến thực cơ bản về nguồn gốc hình thành, thành phần và tính chất của khí tự nhiên. Các quá trình công nghệ, thiết bị cũng như các thông số vận hành trong công nghệ xử lý khí bao gồm: tách condensate, quá trình làm khô khí, quá trình xử lý khí axit. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Công nghệ khí (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN : CÔNG NGHỆ KHÍ NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến dầu khí đang phát triển mạnh mẽ, đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế nước ta cũng như trên toàn thế giới. Các quá trình công nghệ, thiết bị trong quá trình khai thác, chế biến dầu khí ngày càng được hoàn thiện, nhằm tối ưu hóa, nâng cao hiệu quả sản xuất – kinh tế. “Công nghệ xử lý khí” là một môn chuyên ngành đặc biệt quan trọng trong chương trình học của học sinh nghề “Vận hành thiết bị khai thác dầu khí”. Môn học được biên soạn nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thực cơ bản về nguồn gốc hình thành, thành phần và tính chất của khí tự nhiên. Các quá trình công nghệ, thiết bị cũng như các thông số vận hành trong công nghệ xử lý khí bao gồm: tách condensate, quá trình làm khô khí, quá trình xử lý khí axit .v.v… Bên cạnh việc trang bị những kiến thức cơ bản, cuốn sách còn cung cấp những số liệu, thông tin cụ thể về quá trình khai thác, vận chuyển và chế biến khí tự nhiên; từ đó giúp cho học sinh có được cái nhìn tổng quát về ngành công nghiệp dầu khí nước ta. Mặc dù cuốn sách được biên soạn trên cơ sở tham khảo của những tài liệu trong và ngoài nước, song không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý độc giả. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ks. Phạm Thế Anh 2. Ks. Vũ Xuân Thạch 3. ThS. Phạm Hữu Tài Trang 2
MỤC LỤC CHƯƠNG I: QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ ............................................................ 10 1.1. QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ ......................................................................... 12 1.2. CÔNG NGHỆ KHAI THÁC KHÍ ....................................................................... 39 CHƯƠNG II: QUÁ TRÌNH BƠM ÉP KHÍ .................................................................. 47 2.1. CÔNG NGHỆ BƠM ÉP KHÍ .................................................................................. 49 2.2. VẬN HÀNH HỆ THỐNG BƠM ÉP KHÍ TRÊN MÔ HÌNH ............................. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 96 Trang 3
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: CÔNG NGHỆ KHÍ 2. Mã mô đun: KKT19MĐ57 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc chuyên môn của chương trình đào tạo. Mô đun này được dạy trước các mô đun vận hành hệ thống khai thác dầu khí trên mô hình và sau các môn học, mô đun cơ sở. 3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức về công nghệ khai thác khí và công nghệ bơm ép khí cho HSSV. 3.3. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Giáo trình này trình bày một cách có hệ thống các kiến thức về công nghệ chế biến khí thường dùng trong công nghiệp dầu khí. 4. Mục tiêu của mô đun: Công nghệ chế biến khí trên giàn khai thác là 1 khâu quan trọng trong khai thác khí trước khi vận chuyển đến các nhà máy chế biến khí. Chính vì vậy đòi hỏi người thợ phải hiểu được công nghệ và biết cách vận hành thành thạo. 4.1. Về kiến thức: A1. Trình bày được sơ đồ công nghệ, các trang thiết bị của quá trình khai thác khí và bơm ép khí. 4.2. Về kỹ năng: B1. Vận hành hệ thống khai thác khí đúng quy trình. B2. Vận hành hệ thống bơm ép khí đúng quy trình. 4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/ phòng mô hình và quy chế của nhà trường; C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan; C3. Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị; C4. Hướng dẫn, kèm cặp nhân viên vận hành bậc dưới cải thiện kỹ năng, kiến thức vận hành để đảm nhiệm nhiệm vụ tương tự. 5. Nội dung của mô đun: 5.1. Chương trình khung Thời gian đào tạo (giờ) Trong đó Số Mã Thi/ Tên môn học, mô đun tín Tổng Thực hành/ MH/MĐ/HP Kiểm chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết bài tập/ tra thảo luận LT TH Các môn học chung/ đại I 23 465 180 260 17 8 cương MHCB19MH02 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 0 Trang 4
MHCB19MH03 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 0 4 Giáo dục quốc phòng và An MHCB19MH08 4 75 36 35 2 2 ninh MHCB19MH09 Tin học 3 75 15 58 0 2 TA19MH02 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 0 Các môn học, mô đun II. 65 1590 452 1057 32 49 chuyên môn ngành, nghề Môn học, mô đun kỹ thuật II.1. 15 285 143 127 11 4 cơ sở ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 14 29 1 1 KTĐ19MĐ06 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 TĐH19MĐ12 Cơ sở điều khiển quá trình 2 45 14 29 1 1 CNH19MH09 Hóa Đại cương 3 45 42 0 3 0 KKT19MH31 Địa chất cơ sở 3 75 14 58 1 2 Môn học, mô đun chuyên II.2. 50 1305 309 930 21 45 môn ngành, nghề KKT19MH32 Địa chất dầu khí 2 30 28 0 2 0 KKT19MH33 Cơ sở khoan 3 45 42 0 3 0 KKT19MH34 Cơ sở khai thác 3 45 42 0 3 0 KKT19MH35 Địa chất môi trường 2 30 28 0 2 0 KKT19MĐ50 Vận hành van 3 75 14 58 1 2 Thiết bị hoàn thiện giếng KKT19MĐ51 3 75 14 58 1 2 khai thác KKT19MĐ52 Vận hành Bơm 4 105 14 87 1 3 KKT19MĐ53 Vận hành máy nén 3 75 14 58 1 2 Vận hành thiết bị tách dầu KKT19MĐ54 4 105 14 87 1 3 khí KKT19MĐ55 Vận hành thiết bị nhiệt 3 75 14 58 1 2 Hệ thống thu gom và vận KKT19MĐ56 3 75 14 58 1 2 chuyển dầu khí KKT19MĐ57 Công nghệ khí 2 45 14 29 1 1 Vận hành hệ thống khai thác KKT19MĐ58 5 135 14 116 1 4 trên mô hình 1 KKT19MĐ59 Vận hành hệ thống khai thác 3 75 14 58 1 2 Trang 5
trên mô hình 2 KKT19MĐ60 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 KKT19MĐ61 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 14 108 1 12 Tổng cộng 86 2025 609 1312 47 57 5.2. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Thực Kiểm tra Số TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý hành, thí nghiệm, số thuyết thảo luận, LT TH bài tập 1 Bài 1: Quá trình khai thác khí 30 9 20 1 1.1 Khái niệm khí tự nhiên và khí đồng 2 2 hành 1.2 Công nghệ khai thác khí 7 7 1.3 Vận hành hệ thống khai thác khí trên 21 20 1 mô hình 2 Bài 2: Quá trình bơm ép khí 15 5 9 1 2.1 Công nghệ bơm ép khí 6 5 1 2.2 Vận hành hệ thống bơm ép khí trên 9 9 mô hình Cộng 45 14 29 1 1 6. Điều kiện thực hiện mô đun: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, mô hình mô phỏng. 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình vận hành. 6.4. Các điều kiện khác: 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: Trang 6
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun theo quy định. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy mô đun như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc mô đun 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Quan sát/ Bảng kiểm/ A1 1 Sau 5 giờ. Câu hỏi Hỏi đáp C1 Định kỳ Viết/ Thông Tự luận/ A1 2 Sau 15 giờ qua sản phẩm Trắc nghiệm/ B1, B2 học tập Sản phẩm học C1, C2, C3, C4 tập Kết thúc mô Viết/ Thông Tự luận và trắc A1 1 Sau 45 giờ đun qua sản phẩm nghiệm/ Sản B1, B2 học tập phẩm học tập Trang 7
C1, C2, C3, C4 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân. 8. Hướng dẫn thực hiện mô đun 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV trường Cao đẳng Dầu khí. 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận… * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% buổi học thực hành. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc >0% số tiết thực hành phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một Trang 8
số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc mô đun. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: - Tài liệu tiếng Việt: [1]. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế - Hóa Lý – Tập II – Nha Xuất Bản Gíao Dục. [2]. Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, Nhà xuất bản khoa hoc và kỹ thuật, 2000. - Tài liệu nước ngoài: Tài liệu tham khảo trên hệ thống của phòng mô hình. [1]. Francis S. Manning, Ph.D., P.E., Richard E. Thompson, Ph.D., P.E.,… Oilfield Processe of petroleum – Volume one: Natural gas. PennWell publishing company Tulsa, Oklahoma [2]. Gas Processors Suppliers Association – Engineering Data Book – FPS Volume 1,2 – 1998 Trang 9
CHƯƠNG I: QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 giới thiệu các kiến thức cơ bản về khí tự nhiên và quá trình khai thác khí tự nhiên để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận công việc sau này. ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được sơ đồ công nghệ và các trang thiết bị của quá trình khai thác khí. ➢ Về kỹ năng: - Vận hành hệ thống khai thác khí đúng quy trình. ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, PCCC, nội quy phòng học/ phòng mô hình/ xưởng thiết bị và quy chế của nhà trường. - Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan. - Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. - Hướng dẫn, kèm cặp nhân viên vận hành bậc dưới cải thiện kỹ năng, kiến thức vận hành để đảm nhiệm nhiệm vụ tương tự. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: + Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với bài học. Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy. + Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp) - Đối với người học: + Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ; + Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng; + Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập; + Tuần thủ quy định an toàn, giờ giấc. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 Trang 10
- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng mô hình - Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình, quy trình thực hành. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Vấn đáp) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 điểm kiểm tra (hình thức: Câu hỏi) ✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không NỘI DUNG BÀI 1 Trang 11
1.1. QUÁ TRÌNH KHAI THÁC KHÍ Khí thiên nhiên có cùng nguồn gốc với dầu mỏ. Việc tìm nguồn gốc của khí vẫn còn là vấn đề rất phức tạp. Có hai giả thuyết về nguồn gốc dầu và khí: Giả thuyết về nguồn gốc vô cơ và giả thuyết về nguồn gốc hữu cơ. Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, giả thuyết thứ 2 được nhiều nhà khoa học nhất trí. Theo giả thuyết đóquá trình hình thành khí có thể chia làm 4 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Tích đọng các vật liệu hữu cơ ban đầu. Trong nước biển có rất nhiều các loại vi khuẩn nên khi các loại động thực vật sống dưới biển bị chết hoặc xác các động thực vật sống trên cạn bị các dòng sông cuốn trôi ra biển lập tức bị chúng phân huỷ để tạo thành khí và các sản phẩm tan trong nước. Phần còn lại không bị phân hủy dần lắng đọng tạo nên các lớp trầm tích dưới đáy biển. Đây chính là các vật liệu hữu cơ ban đầu của dầu khí Giai đoạn 2: Biến đổi các vật liệu hữu cơ ban đầu thành các hydrocacbon ban đầu của dầu khí. Các vật liệu hữu cơ bền vững không bị phân huỷ bởi các vi sinh vật chính là các hợp chất lipip (protein, chất béo…). Các chất này theo thời gian bị lún sâu xuống đáy biển. Càng lún sâu, nhiệt độ và áp suất càng tăng, có thể lên đến 100 2000C và 200  1000 atm. Với điều kiện nhiệt độ, áp suất và thời gian như vậy cùng với sự có mặt của các khoáng sét, vi khuẩn, các chất hữu cơ bền vững bị biến đổi tạo thành các hydrocacbon ban đầu của dầu khí. Trang 12
Giai đoạn 3: Di cư của các hydrocabon ban đầu đến các bồn chứa thiên nhiên. Các hydrocacbon ban đầu được tạo thành nằm rãi rác trong các lớp trầm tích. Do áp suất trong các lớp trầm tích cao nên các hydrocacbon ban đầu này bị đẩy ra ngoài và di cư đến nơi ở mới. Quá trình di cư đó thường diễn ra trong các lớp sa thạch đá vôi hoặc các loại nham thạch có độ rỗng, xốp được gọi là "đá chứa". Sự di chuyển tiếp tục xảy ra cho đến khi chúng gặp điều kiện địa hình thuận lợi để có thể ở lại đấy và tích tụ thành mỏ dầu. Đó là những cái "bẫy" mà dầu có thể vào được nhưng không ra được. Trong suốt quá trình di cư, các hydrocacbon ban đầu chịu nhiều biến đổi hoá học, kết quả là chúng nhẹ dần. Giai đoạn 4: Biến đổi tiếp tục trong các bồn chứa thiên nhiên. Các hydrocabon ban đầu thường có phân tử lượng rất lớn, ở giai đoạn này chúng tiếp tục bị biến đổi. Ở độ sâu càng lớn, nhiệt độ áp suất càng cao, các hydrocacbon có phân tử lượng lớn , mạch dài, cấu trúc phức tạp sẽ càng bị phân hủy tạo thành các chất có khối lượng phân tử bé hơn, cấu trúc đơn giản hơn…Chính vì vậy tuổi thọ dầu càng cao, độ lún chìm càng sâu thì dầu được tạo thành càng chứa nhiều hydrocacbon có khối lượng phân tử càng nhỏ, sâu hơn nữa có thể chuyển hoàn toàn thành khí. Tóm lại, dầu và khí trong thiên nhiên đều có cùng một nguồn gốc. Tuy nhiên, do quá trình di cư có thể khác nhau nên chúng có thể tồn tại ở những nơi khác xa nhau. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Trang 13
Khí thiên nhiên và khí dầu mỏ đã được con người sử dụng từ nhiều thế kỷ trước. Các ghi chép lịch sử đã cho thấy khí thiên nhiên đã được đốt ở Trung Quốc từ năm 250. Vào thế kỷ 17, khí thiên nhiên đã được sử dụng để sưởi ấm và chiếu sáng ở miền Bắc Ý. Ở Hoa Kỳ, khí thiên nhiên lần đầu đã được phát hiện ở Fredonia, New York, năm 1821. Năm 1858, Công ty kinh doanh khí thiên nhiên đầu tiên của Hoa Kỳ được thành lập – Fredonia Gas Light Company. Năm 1885, Robert Bunsen phát minh đèn đốt bằng hỗn hợp khí thiên nhiên và không khí, dùng trong đun nấu và sưởi. Và đến năm 1900, khí thiên nhiên được phát hiện tại 17 tiểu bang của Hoa Kỳ. Ngày nay, khí thiên nhiên đã được phát hiện và khai thác ở nhiều nơi trên thế giới đồng thời cũng đóng vai trò quan trọng trong ngành năng lượng. Do khí thiên nhiên ở dạng khí khó vận chuyển bằng các phương tiện thông thường, nên trong lịch sử, khí thiên nhiên thường được sử dụng ở các khu vực gần mỏ khí. Khi ngành công nghiệp dầu khí phát triển vào thế kỷ 19 và thế kỷ 20, khí thiên nhiên được phát hiện cùng dầu mỏ (khí đồng hành) từ các mỏ ngầm, thường được xử lý như chất phụ phẩm phế thải và thường được đốt bỏ ngay trên giàn khoan. Ngày nay, khí thiên nhiên được vận chuyển thông qua các mạng lưới đường ống dẫn khí rộng lớn hoặc được hóa lỏng và chở bằng tàu bồn. HIỆN DIỆN VÀ TRỮ LƯỢNG Khí thiên nhiên đã được phát hiện trên khắp các châu lục. Trữ lượng khí thiên nhiên thế giới tổng cộng vào khoảng 150 tỷ tỷ m³ (150 × 1018). Trữ lượng khí thiên nhiên Trang 14
lớn nhất, tổng cộng khoảng 50 tỷ tỷ m³ đang nằm ở Nga. Trữ lượng lớn thứ nhì thế giới, khoảng 48 tỷ tỷ m³, nằm ở Trung Đông. Trữ lượng khí thiên nhiên ở Hoa Kỳ tổng cộng khoảng 5 tỷ tỷ m³.. Ở Canada, tổng trữ lượng khí tự nhiên là 1,7 tỷ tỷ m³. Các mỏ có trữ lượng khác nằm rải rác ở các nơi ở châu Á, châu Phi và Úc. Hình 1.1. Bản đồ sản lượng khí thiên nhiên theo quốc gia (các quốc gia màu nâu và tiếp theo là màu đỏ là những quốc gia có sản lượng lớn nhất) Hình 1.2. Trữ lượng khí xác minh theo khu vực cuối năm 2004 Trang 15
Hình 1.3. Trữ lượng khí xác minh của một số nước Châu Á (cuối năm 1999) Đến cuối năm 2004, trữ lượng khí xác minh của thế giới được dự đoán ở mức 179.53 × 1012 m3. Khu Vực Trữ lượng (x1012 m3) Tỉ lệ (%) Tỉ số R/P/năm Trung Đông 72.83 40.6 >100 Trang 16
Châu Âu 64.02 35.7 61 Nam Á và Úc 14.21 7.9 44 Nam Phi 14.06 7.8 97 Bắc Mĩ 7.32 4.1 10 Trung và Nam Mĩ 7.10 4.0 55 Trữ lượng toàn cầu 179.53 100.0 67 Việt Nam được nhìn nhận là một quốc gia dầu khí non trẻ trong cộng đồng các quốc gia dầu khí trên thế giới. Tuy nhiên, Việt Nam có tiềm năng khí khá lớn với trữ lượng tiềm năng khoảng 150 tỷ m3 gồm 160 tỷ m3 khí đồng hành, 1.130 tỷ m3 khí tự nhiên và khoảng 200 m3 condensate. Trong đó, trữ lượng xác minh khoảng 500 tỷ m3 và khí tự nhiên có thể thu hồi được 90%.Theo tổng công ty khí Việt Nam ( PV Gas), tiềm năng nguồn khí Việt Nam tập trung ở một số vùng trũng chính: trũng Sông Hồng, trũng Cửu Long, trũng Nam Côn Sơn, trũng Mã Lai- Thổ Chu và một số trũng khác. - Bồn trũng Cửu Long: có trữ lượng tiềm năng khoảng 700 đến 800 triệu m3 quy dầu, trữ lượng xác minh 20 triệu m3 dầu với 56 tỷ m3 khí đồng hành. - Bồn trũng Nam Côn Sơn: có trữ lượng tiềm năng khoảng 650 ÷ 750 triệu m3 quy dầu (17%), trữ lượng xác minh chủ yếu là khí gồm 74 triệu m3 dầu, 15 tỷ m3 khí đồng hành, 159 tỷ m3 khí không đồng hành. Trữ lượng này đảm bảo khai thác trong 15 năm với công suất 2.7 tỷ m3/năm. - Bồn trũng Sông Hồng: trữ lượng tiềm năng khoảng 550 ÷ 700 triệu m3 quy dầu, trữ lượng xác minh khoảng 208 tỷ m3 khí, chủ yếu là khí có hàm lượng CO2 cao. Trang 17
- Trũng Mã Lay- Thổ Chu: trữ lượng tiềm năng khoảng: 250 ÷ 350 triệu m3 quy dầu (5%), trữ lượng xác minh gồm 12 triệu m3 dầu, 3 tỷ m3 khí đồng hành và 45 tỷ m3 khí không đồng hành. - Bồn trũng Phú Khánh: trữ lượng tiềm năng 300 ÷ 700 triệu m3 quy dầu (10%). - Bồn trũng Vũng Mây: trữ lượng tiềm năng 1 ÷ 1,5 tỷ m3 quy dầu (30%), chủ yếu là khí. Khí đồng Tổng trữ lượng Khí tự nhiên Bồn trũng hành (109 m3) 109 m3 % (109 m3) Nam Côn Sơn 15 159 174 35.8 Cửu Long 56 - 56 11.5 Malay-Thổ Chu 3 45 48 9.9 Sông Hồng - 208 208 42.8 Tổng cộng 74 412 486 100 Lượng khí thiên nhiên thường được tính quy đổi về dầu dựa trên lượng nhiệt cung cấp của khí và dầu theo hệ số sau: 5,487 Ft3 khí thiên nhiên= 1 thùng dầu thô = 159 lít dầu Trang 18
PHÂN LOẠI KHÍ TỰ NHIÊN Khí thiên nhiên thường được phân loại theo các cách sau: 1.1.1. Phân loại khí theo nguồn gốc khai thác: - Khí tự nhiên là khí khai thác được từ những mỏ khí riêng biệt. Khi khai thác chỉ thu được khí - Khí dầu mỏ (khí đồng hành) là khí khai thác được đồng thời với quá trình khai thác dầu mỏ. Khí nằm trong mỏ dầu có áp suất cao nên chúng hòa tan một phần trong dầu. Khi khai thác lên do áp suất giảm nên chúung được tách ra thành khí đồng hành. - Ngoài hai loại khí trên còn có một dạng trung gian giữa dầu và khí gọi là condensate: đây có thể xem là phần đuôi của khí và phần đầu của dầu. Ở điều kiện thường condensate ở dạng lỏng nên còn được gọi là khí ngưng với nhiệt độ cuối khoảng 2000C. 1.1.2. Phân loại khí theo hàm lượng khí acid chứa trong khí: Khí chua là khí có hàm lượng H2S > 1% thể tích và hàm lượng CO2 > 2% thể tích. Khí ngọt: là khí có hàm lượng H2S < 1% thể tích và hàm lượng CO2< 2% thể tích. 1.1.3. Phân loại khí theo thành phần khí C3+ : Khí béo, khí gầy (rich gas, lean gas): Khí béo là thuật ngữ dùng để chỉ khí tự nhiên giàu hàm lượng hydrocacbon C 3+ ( > 150g/m3) → Khí này thường được ứng dụng để sản xuất NGL, LPG và hydrocacbon riêng biệt cho công nghiệp hóa dầu Khí gầy là thuật ngữ dùng để chỉ khí chứa hàm lượng hydrocacbon C3+ ít ( < 50g/m3) → Khí này thường được ứng dụng để làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống, làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá dầu. 1.1.4. Phân loại khí theo thành phần khí C2+: Khí khô, khí ẩm : Khí khô là khí có chứa hàm lượng khí C2+ < 10% thể tích. Còn khí ẩm là khí có chứa hàm lượng khí C2+ > 10% thể tích. Lưu ý rằng khi nói đến khí tự nhiên, các thuật Trang 19