《天然气开采与安全》课程教学大纲.docx

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1、天然气开采与安全教学大纲课程名称天然气开采与安全Natural Gas Exploitation and Safety课程编码SPE122711020开课院部石油工程学院课程团队天然气开采与安全教学团队学分2.0课内学时34讲授28实验6上机0实践0课外学时34适用专业石油工程授课语言中文先修课程工程力学、工程流体力学、传热学、油层物理、岩石力学、采油工程课程简介（必修）天然气开采与安全是为了适应天然气工业的发展趋势、顺应天然气行业专业人才需求而为石油工程专业本科生开设的必修课，是 一门专门针对天然气安全高效开采的内容丰富、多学科融合的综合性课程。通过本课程的学习，学生能够掌握天然气开采的基本

2、原理、生 产系统分析及工艺设计方法、非常规天然气开采原理与技术、天然气地面处理工艺、天然气开采过程中的特殊要求和HSE知识，了解天然 气开采的新技术及发展动向，具备应用基础知识和石油工程专业知识进行气井工程设计的基本能力，以及分析和解决天然气开采工程复杂 问题、进行技术创新、科技开发和矿场应用的初步能力，能够在设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，体现环 保和创新意识，为今后从事天然气开采工作打下专业基础。Gas Production and Safety is a professional compulsory course set for the undergradua

3、tes majored in petroleum engineering, in order to accommodate the development trend of natural gas industry and to comply with the demand of natural gas industry for professionals. This course is a plentiful multi-disciplinary comprehensive course focused on the safety and high-efficiency production

4、. Through this course, the students can get the basic principle of natural gas production, the method of production system analysis and process design, natural gas ground processing technology, unconventional natural gas production principle and technology, the special requirement in natural gas pro

5、duction, and the knowledge of HSE; know the new technology and the development trend of gas production; possess the basic ability to complete the engineering design of gas well, preliminary ability to analyze and solve the complicated problem in gas production, to conduct technical innovation and fi

6、eld application, with application of engineering fundamental and professional knowledge of petroleum engineering; consider the factors of society, health, safety, law, culture, and environment in the engineering design; reflect environmental and innovative consciousness; and lay professional foundat

7、ion for engaging in natural gas production in the future.一、课程基本信息负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握天然气开采的基本原理、生产系统分析及工艺设计方法、天然气地面处理工艺、非常规 天然气开采原理与技术、天然气开采过程中的特殊要求和HSE知识是6.22M2目标2 ： 了解天然气开采的新技术及发展动向是2. 13M3目标3 ：具备应用基础知识和石油工程专业知识进行气井工程设计的基本能力，能够在设计环节体现 环保和创新意识是3.24M4目标4 ：能够在气井工程设计环书中考虑社

8、会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素是3.35M5目标5 ：具备分析和解决天然气开采工程复杂问题、进行技术创新、科技开发和矿场应用的初步能力是1.4三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1绪论绪论天然气资源及利用概况，天然气开采及其特点，天然气开采安 全概述Ml0.5讲授0. 5/2第1章第1章天然气开 采基础本章重点难点：掌握天然气的分类及相态特征、天然气高压物 性及其计算方法/31. 11.1天然气的组成 与天然气藏分类天然气的组成，天然气相态特征，天然气藏分类及其特点。Ml0.5讲授0.5/41.21.2天然气物性及 其计算天然气

9、的基本物性，天然气状态方程，天然气的高压物性及其 计算方法，天然气水合物基本性质。Ml1讲授1/5第2章第2章气井完井 与流入动态本章重点难点：掌握气井完井方法、常规及非常规气藏气井流 入动态；了解气井产能测试方法/62. 12.1气井井身结构 及完井方法天然气井井身结构及特点、气井完井方法与原理、特殊气井完 井，艺技术Ml1讲授172. 12. 2常规气藏气井 流入动态气井流入动态模型及其拟合方法（线性产能方程、指数式产能 方程、项式产能方程）、不向完井方式气井产能评价Ml1讲授1/82.32.3特殊气藏气井 流入动态致密气近井渗流特征及流入动态、页岩气井近井渗流特征及流 入动态、煤层气近井

10、渗流特征及流入动态、天然气水合物储层 渗流特征Ml1讲授1/92.42. 4气井产能测试 与解释方法气井产能测试原理与方法、气井产能测试解释方法Ml1讲授1/10第3章第3章自喷气井 生产系统设计与分析本章的重点难点：掌握自喷气井生产系统设计、节点分析方 法，理解气井管流规律及节流器流动规律。/113. 13. 1天然气生产系 统介绍常规天然气、煤层气、页岩气等天然气生产系统及流动过 程Ml, M30.5讲授0. 5/123.23.2自喷气井井筒 流动规律自喷气井中的单相气体流动压降及规律、极低水气比气体流动 压降及规律、油管工作曲线绘制方法M1,M30.5讲授0. 5/133.33. 3气嘴

11、与节流器 流动规律气嘴流动规律、气嘴工作曲线绘制方法Ml, M30.5讲授0.5/143.43.4自喷气井生产 系统节点分析与设 计方法自喷气井节点系统分析原理、自喷气井综合协调曲线及其绘制 方法、自喷气井系统设计与分析Ml, M30.5讲授0. 5/15实验1实验1 ：采气流动 过程规律测试及协 调产量设计M52实验2撰写实验 报告16考核设计研讨与过程考 核设计研讨、答疑讨论、中间检查和过程考核4, M52研讨等2作业17第4章第-1章产水气井 排水采气工艺及系 统设计本章的重点难点：掌握井筒积液诊断及计算方法、优选管柱排 水采气，了解泡沫、气举、深井泵排水采气工艺/184. 14.1产水

12、气井井筒 气液流动规律产水出砂气井的气液两相流动规律及压降计算；产水出砂气井 的气液携砂机理及规律Ml1讲授1/194.24. 2产水气井携液 携砂规律及积液诊 断产水气井井筒携液临界流速模型，井筒最大携液量计算方法， 井筒积液诊断方法，井底积液高度计算方法，气井井筒携砂分 析Ml1讲授1/204.34. 3产水气井系统 设计与分析方法产水（产砂）气井综合协调曲线原原和绘制方法、产水气井系统 设计与分析方法Ml0.5讲授0. 5/214.44. 4产水气井优选 管柱排水采气工艺优选管柱排水采气原理、工艺技术、设计方法Ml, M20.5讲授0.5/224.54. 5产水气井泡沫 排水采气工艺泡沫

13、排水采气原理、工艺技术、设计方法Ml, M20.5讲授0.5/234.64. 6人工举升及新 型排水采气工艺介绍人工举升类，包括气举、电泵、抽油机等排水采气工艺、 排水采气新工艺与新技术（涡流工具、毛细管等新技术简介）Ml, M20.5讲授0.5自学资料24第5章第5章非常规及 特殊气藏开采关键 技术本章的重点难点：掌握非常规页岩气藏储层改造技术、煤层 气、天然气水合物等特殊气藏的开采原理和关键技术/255. 15.1页岩气储层压裂改造技术页岩气储层特点及压裂改造原理、压裂改造技术、基本设计方 法、实施_L艺及核心装备Ml2讲授2/26实验2实验2 ：排水采气 工艺评价及优选M54实验4撰写实

14、验 报告275.25. 2煤层气高效开 采原理与技术煤层气储层特点、排采原理与方法、储层改造技术Ml1讲授1/285.35. 3天然气水合物 试采（开采）原理与 技术天然气水合物藏特点、主要开发方式和开采技术等Ml0.5讲授0.5/295.45. 4其它特殊气藏 开采技术凝析气藏、局含硫气藏、局温图压气臧等特殊气藏的核心关键 开采技术Ml0.5讲授0.5/30第6章第6章天然气地 面处理工艺本章的重点难点：掌握天然气地面集输及处理工艺，明确集输 过程中天然气水合物的生成与防治/316. 16.1天然气地面处 理与集输流程总体集输流程、主要集输坏多、天然气储气库Ml1讲授1/326.26. 2天

15、然气处理原 理与方法天然气处理主要产品及其质量要求，天然气分离原理与方法， 天然气脱水、脱硫、脱碳原理与方法，轻燃、磕磺回收与尾气 处理Ml1讲授1/33考核中间过程考核设计研讨、答疑讨论、中间检查和过程考核4, M52讲授、讨 论、汇报2撰写考核 作业报告346.36. 3天然气血原 理与方法天然气计量原理、方法Ml0.5讲授0.5/356.46.4天然气水合物 与防治天然气水合物的结构与生成条件预测，天然气水合物的防治Ml0.5讲授0.5/36第7章第7章天然气开 采安全与USE本章的重点难点：掌握HSE管理体系的要素及运行机制，明确 采气工程HSE风险识别与评价方法，了解天然气生产事故应

16、急 预案、采气工程“三防”技术及救治/377. 17.1天然气井井筒 完整性及安全风险 评价天然气开采工程各个环节的安全风险评估、特点；采气工程危 险源辨识，风险评价及控制Ml, M40.5讲授0. 5/387.27. 2天然气开采安 全预防与控制体系防火防爆技术，预防中毒技术，救治技术；应急预案，应急预 案的策划与编制，应急预案的演练；采气工程“三防”技术及 救治M1,M40.5讲授0.5/397.37. 3天然气开采HSE管理体系HSE管理体系的产生和发展，HSE管理体系的要素，HSE管理体 系的建立和运行M1,M41讲授1/407.47.4天然气开采安 全典型案例Ml, M41讲授1/4

17、1考核综合创新研究设计 考核答辩考核4, M52/2/四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1综合创新 研究设计 答辩成绩(1)采用典型气田基础地质和工程数据资料，设计采气工艺安全局效开采综合创新研究设计项目2-3个。学生3-5人 分组，任选1个题目，以科研项目研究实施形式完成研究性设计训练。(2)综合创新研究设计的成果报告形式为PPT和Poster海报。PPT用于最终考核答辩。70%2中间过程 检查和考 核成绩在设置的两次综合创新研究设计课堂研讨和过程考核环节，采用合理方式检查学生的阶段完成情况。15%3实验1 .内容包含天然气井储层-井筒流动规律及工作制度优化实验、产水气井排水采气工艺设

18、计及评价实验2次，共6个学 时，成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。2 .考核学生能够基于实验资料，解释天然气开采过程中存在的主要问题，研究解决方案，得到合理有效的结论的能 力。15%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml综合创新 研究设计 答辩成绩10%(见答辩评分标准)2Ml中间过程 检查和考 核成绩10%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式规范、答案准确，积极参与研讨并能 针对工程问题得出有效结论；B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式规范、答案准确，积极 参与研讨并能针对工程问题得出基本结论；C-独立思考、

19、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较规范、答案准确， 参与研讨坏书；D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱，未参与研讨环节。3M3中间过程 检查和考 核成绩50%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式规范、答案准确，积极参与研讨并能 针对工程问题得出有效结论；B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式规范、答案准确，积极 参与研讨并能针对工程问题得出基本结论；C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较规范、答案准确， 参与研讨环节；D-作业抄袭，未能按时完成，作

20、图不规范，解题思路混乱，未参与研讨环节。4Ml实验20%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。c-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故5M3综合创新 研究设计 答辩成绩50%（见答辩评分标准）6M4中间过程 检查和考 核成绩30%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式规范、答案准确，积极参与研讨并能 针对工程问题得出有效结论；B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式规范、答案准确，积极 参与研讨并能针对工程问题得出基本结论；C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路

21、比较清晰、步骤比较完整、格式比较规范、答案准确， 参与研讨坏吊；D-作业抄袭，未能按时完成，作图小规范，解题思路混乱，未参与研讨环节。7M4综合创新 研究设计 答辩成绩30%（见答辩评分标准）8M5综合创新 研究设计 答辩成绩10%（见答辩评分标准）9M5中间过程 检查和考 核成绩10%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式规范、答案准确，积极参与研讨并能 针对工程问题得出有效结论；B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式规范、答案准确，积极参与研讨并能针对工程问题得出基本结论；c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步

22、骤比较完整、格式比较规范、答案准确， 参与研讨坏书；D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱，未参与研讨环节。10M2实验30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。c-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故11M3实验20%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。c-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故12M4实验30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D

23、-发生安全事故评分等级说明：;A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59;六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1天然气开采与HSE, , . （*主教材）2图书1天然气开采工程基础，中国石油大学出版社，2007, ISBN:9787563623075.3图书1天然气工程，李世伦，石油工业出版社，2008, ISBN:9787502165895.4图书1采气工艺基础，杨继盛，石油工业出版社，1992, ISBN:7502107851.5图书1采气实用计算，杨继盛，石油工业出版社，1994, ISBN:7502111068.6图书1凝析气藏开发工程，杨宝善，石油工业出版社，2004, 1SBN:97875O21122O2.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1采气流动过程规律测试及协调产量设计采气工艺实验室工科楼B10642专业必做设计性否2排水采气工艺评价及优选采气工艺实验室工科楼B10644专业必做综合性否