天然氣開發(fā)技術(shù)的應用研究

摘要：近幾年，天然氣作為一種新能源逐漸發(fā)展起來，并且在各個領域得到廣泛的使用。然而在使用天然氣的時候，最主要的關(guān)于天然氣開發(fā)的問題，在開發(fā)天然氣過程中，要不斷改革開發(fā)的工藝技術(shù)，使得我國的能源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最終不僅能夠促使我國的煤礦行業(yè)安全生產(chǎn)，而且能夠推動經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。文章主要分析了天然氣開發(fā)技術(shù)的應用技術(shù)，從而不斷提高天然氣勘探的開發(fā)技術(shù)以及科研能力，有利于加快清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣；開發(fā)技術(shù)；天然氣勘探；科研能力

中圖分類號：TD87 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0019-03

在天然氣開發(fā)過程中，開發(fā)技術(shù)在逐漸形成，因此天然氣地質(zhì)學家開始不斷研究，從而推動了天然氣勘探開采技術(shù)的發(fā)展。在我國，勘探技術(shù)主要包括了地震勘探技術(shù)、天然氣測井技術(shù)、勘探評價分析技術(shù)以及煤層氣勘探開發(fā)等。在各個盆地天然氣勘探和開發(fā)中，勘探技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。近幾年，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的天然氣勘探技術(shù)得到了快速的發(fā)展，從而能夠滿足天然氣勘探的需要。

1 我國天然氣開發(fā)技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 根據(jù)天然氣的特點，建立科學的天然氣勘探技術(shù)

在天然氣地震勘探技術(shù)中，其中有一種名叫烴類地震直接檢測的技術(shù)，在這一技術(shù)中，主要包括以下幾個技術(shù)：多播勘探技術(shù)、AVO技術(shù)、波阻反演技術(shù)以及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)等。此外還包括了地震儲層橫向預測技術(shù)，然而這一技術(shù)主要應用在四川等高斗構(gòu)造帶地區(qū)以及地質(zhì)條件復雜的地區(qū)。

天然氣測井技術(shù)中所需要的設備大多數(shù)是從國外引進的，并且引進較多的是CLS3700。然而在引進CLS3700之后，我國的各個油田開始建立起天然氣常規(guī)測井系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)主要包括以下幾個方面：核測井、聲學測井、體積密度測井這三個方面。當要分析處理這些測量出來的數(shù)據(jù)的時候，此時就要使用CLS3700測井軟件，然而使用該軟件的程序如下：分析彈孔蹤度、分析泥質(zhì)砂巖、分析復雜巖性以及分析四臂傾角等，除此之外還包括了校正環(huán)境這一程序、深度移動程序、數(shù)據(jù)處理以及修改程序等。由于中國的地質(zhì)環(huán)境復雜多變，因此使用國外的測井處理軟件所測出的結(jié)果是不準確的。雖然我國科研人員已經(jīng)分析和研究國外先進的測井分析程序，并且在分析研究的基礎上，要結(jié)合我國各個天然氣測探地區(qū)的具體地質(zhì)情況對CYSERLOOK解釋程序進行研究，除此之外還包括了多功能測井分析程序以及測井資料微分分析程序。在經(jīng)過一系列的研究之后，我國開始為測井解釋分析軟件添加了許多的技術(shù)。

1.2 開展天然氣勘探評價技術(shù)研究，并且不斷指導天然氣勘探

在最近幾年的研究過程中，研究人員開始引入國外的盆地模擬技術(shù)，并且建立適合中國開采的盆地模擬技術(shù)，在1985年的時候，我國已經(jīng)形成了SLBSS系統(tǒng)，并且在1990年的時候，北京石油勘探開發(fā)科學研究院成立了BAS1.2.3盆地模擬系統(tǒng)，然而這一盆地模擬技術(shù)主要是指在分析油氣地質(zhì)理論進行綜合應用的基礎上，并且分析以及研究盆地，通過模擬盆地的地熱、盆地的生烴、盆地的排烴以及盆地的運移等情況，從而能夠預測油氣資源的具體含量，最終能夠評價以及分析地質(zhì)情況的實施狀況。在盆地模擬技術(shù)之外，在天然氣勘探開發(fā)過程中，區(qū)帶評價技術(shù)以及氣藏描述技術(shù)有著重要的利用價值。

1.3 針對不同的天然氣形成不同特色的開發(fā)技術(shù)

由于我國的地質(zhì)條件比較復雜，特別是一些致密的砂巖氣藏，砂巖氣藏的主要特點是指低孔低滲、地質(zhì)壓力超常以及較大的損害等。由于砂巖氣藏具有特殊的性質(zhì)，這就注定了對砂巖氣藏進行勘探的時候，要嚴格按照相關(guān)的勘探技術(shù)來進行。比如：在砂巖氣藏描述過程中，會存在一些針對較強的2D/3D地震壓力預測技術(shù)以及道積分反演技術(shù)等，一般情況下，會在鉆井完井儲層保護方面中使用一些低損害的泥漿體系，促使勘探任務的順利進行。

2 天然氣開發(fā)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

2.1 碳酸鹽巖氣藏的主要開發(fā)技術(shù)

四川盆地是我國最先開發(fā)裂縫孔隙性氣藏以及碳酸鹽巖裂縫性氣藏的地區(qū)。在上世紀五六十年代，我國主要在二疊系以及三疊系地區(qū)開發(fā)了一些小型氣田，然后到了上世紀70年代，我國開始開發(fā)了一些中小型或大型氣田。在我國開采油氣田的過程中，積累和掌握了大量與碳酸鹽巖相關(guān)的開發(fā)技術(shù)。

第一，裂縫性氣藏的評價技術(shù)。該評價技術(shù)主要是以儲集層的描述作為研究的主體，并且采用了地質(zhì)、測井、地震以及地質(zhì)建模技術(shù)來研究天然氣富集的規(guī)律，并且在分析的過程中充分結(jié)合了試采以及開發(fā)動態(tài)來進行，從而使得儲集層結(jié)構(gòu)以及儲滲參數(shù)得以落實下來。在研究這一技術(shù)的時候，要對動態(tài)儲量進行核實，并且要對氣井高產(chǎn)控制的因素進行研究。在評價該技術(shù)的時候，要采用數(shù)值模擬技術(shù)來對開發(fā)布井進行優(yōu)化，從而能夠形成多個碳酸鹽巖裂縫性氣藏。

第二，裂縫性氣藏排水采氣技術(shù)。在四川盆地中，碳酸鹽巖裂縫孔隙性儲集層并不是均質(zhì)性的，并且其中所含的水氣比較多，氣與水之間的關(guān)系極為復雜，因此在進行氣田開采時，會產(chǎn)出不同質(zhì)量的水氣，這將會對氣田的生產(chǎn)存在較大的影響。而且在氣藏開采過程中，逐漸形成了水力射流、機抽等有效的排水開采技術(shù)。然而在實際采氣過程中，要更好的將生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的工藝結(jié)合在一起。排水采氣技術(shù)不僅能夠提高氣井的單井產(chǎn)量，而且還能延長氣井的生產(chǎn)周期，大大提高了氣井的采收率。從生產(chǎn)實踐中可以看出，在適當?shù)臈l件下，隱蔽天然氣儲量的有效途徑是指“排水找氣”?，F(xiàn)階段，四川盆地開始運用排水采氣以及排水找氣，從而使得采收率得到提高，并且能夠保證穩(wěn)定產(chǎn)量。

2.2 低滲透氣藏開發(fā)技術(shù)

（1）低滲透性氣藏的綜合表征技術(shù)。目前，我國加快了對低滲透油氣藏的開采，而且儲集層的滲透率比較低以及非均質(zhì)性比較強。在氣藏開發(fā)前期的評價階段以及規(guī)模建產(chǎn)階段，長慶氣田存在著大量的氣水和溝槽，在對儲集層的連通性以及富集規(guī)律進行研究時，要充分掌握碳酸鹽巖儲層中氣層的橫向變化以及儲集層的非均質(zhì)性，并在此基礎上，按照長慶地區(qū)下古生界氣藏的特殊地質(zhì)條件和地質(zhì)特征來使得氣田的經(jīng)濟開發(fā)得以實現(xiàn)，并且通過使用新方法以及新技術(shù)來對學科靜態(tài)以及動態(tài)研究開展工作。通過對上古生界氣藏的調(diào)查及研究來對其砂體展布情況、沉積微相展布、參數(shù)分布、儲集層微觀結(jié)構(gòu)特征以及氣層分類等進行評價，而且還要對氣藏儲集層的主要影響因素進行分析，從而為后期的選井及開采提供借鑒。對于氣藏的開發(fā)工程來說，要借助氣井的壓力系統(tǒng)以及生產(chǎn)動態(tài)特征等對生產(chǎn)井之間的連通性等進行判斷和研究，從而對儲集層的連通性進行合理的判斷，以區(qū)分連通性的優(yōu)劣。在進行地質(zhì)研究、氣藏工程等綜合評價時，要在有利區(qū)的基礎上，利用測井、地震等軟件來對有利區(qū)進行相關(guān)的解釋，并且對開發(fā)井位進行及時的優(yōu)化，從而形成了儲集層地震預測、砂體描述以及連通性分級等。除此之外，在對氣田的布井進行優(yōu)化時，儲集層的橫向預測、綜合評價以及生產(chǎn)井之間的連通性等為其奠定了良好的基礎。

（2）水平井以及大斜度井技術(shù)。與直井相比較，水平井不僅水井泄流面積比較大，而且單井壓差下的差能比較高，因此在國外的很過國家都開始采用了水平井來開采低滲透性氣藏。如今，我國對水平井已經(jīng)進入了試驗性階段，例如在四川盆地西部德陽地區(qū)開采的致密性砂巖儲集層就使用了水平井技術(shù)，而且獲得了實質(zhì)性的進展，并且該井的產(chǎn)量已經(jīng)達到了直井的3倍之多。

四川盆地儲集層具有低孔以及低滲的特點，并且儲量動用難度較大，因此要通過采用水平井或大斜度井技術(shù)來對其進行開采，只有這樣才能更好的提升氣藏單井的產(chǎn)能。在完成水平井和大斜度井之后，一般會采用加砂壓裂以及射孔技術(shù)，以確保能夠獲得較大的突破。

磨溪氣藏不僅儲層滲透率比較低，而且還存在一定的氣水過渡帶，這在一定程度上降低了氣井的產(chǎn)能，因此要想獲得穩(wěn)產(chǎn)就需要采用階梯式的水平井技術(shù)。并且在完井之后要對其進行酸化處理和天然氣量的測試，結(jié)果日產(chǎn)量遠遠超過了以前，這就大大增加了該井的

產(chǎn)量。

（3）氣藏保護和優(yōu)化壓裂技術(shù)。根據(jù)低滲透氣藏開發(fā)的實踐中可以看出，氣藏低產(chǎn)的原因主要是由于氣井施工過程中會對氣層造成一定的傷害，因此，要采取措施對低滲透氣藏給予保護。從“八五”年以來，大量的新技術(shù)不斷出現(xiàn)，并且這些新技術(shù)對氣藏的施工起到了很好的保護作用。然而在對氣藏的損害機理進行研究方面也取得了很大的進步，從而形成了一套與之相適應的新技術(shù)和新理念。

低滲透氣藏通常具有低產(chǎn)的特點，并且也需要對儲集層進行改造以達到保護儲層的目的，從而有效的提高了氣藏的單井產(chǎn)量。現(xiàn)階段，在改造儲集層的時候，要充分考慮到評價室內(nèi)實驗、選擇性能等方面。除此之外在酸化以及壓裂工藝方面都形成了配套技術(shù)系列，特別是大型壓裂取得較突出的成績。近幾年，低滲透氣藏開發(fā)技術(shù)已經(jīng)在中國川西北、長慶等地區(qū)得到了廣泛的應用。

2.3 中低含硫氣藏開采技術(shù)

中低含硫氣藏通常是指氣藏中含有小于2%的硫化氫氣體。在我國的四川、渤海、鄂爾多斯以及塔里木盆地等都分布著含硫化氫氣藏。直到2003年底，我國探明的所有天然氣儲層中，其含有硫化氫的天然氣就占到了26%。并且在四川盆地中有接近70%左右的氣藏都含有硫化氫和二氧化碳氣體。

如果氣藏存在水，那么氣藏中含有的硫化氫氣體會腐蝕生產(chǎn)設備和金屬管道，從而嚴重影響了天然氣的生產(chǎn)、運輸。為了能夠克服這一問題，我國已經(jīng)研究出了一系列防止含硫天然氣腐蝕設備和管道的技術(shù)以及相關(guān)的緩蝕劑，其一般采用玻璃鋼油管或經(jīng)過脫出處理之后在進行天然氣運輸?shù)?。除此之外，還研發(fā)出了一套檢測管道和設備腐蝕的技術(shù)，例如電阻探針法、緩蝕劑殘余濃度法以及氫探針法等。

在對含硫天然氣進行開采時，先進的凈化脫硫技術(shù)起到了不可或缺的作用。但是在氣藏開采過程中，對天然氣進行凈化是一項比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，并且要根據(jù)氣藏中硫化氫的含量來制定出與之適應的脫硫技術(shù)和開采設備。在我國四川盆地等含硫氣田開發(fā)過程中，含硫天然氣的防腐以及凈化技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。

2.4 異常高壓氣藏的開采技術(shù)

異常高壓氣藏通常具有彈性能量充足以及壓力高等特點，而且氣藏的單井產(chǎn)量比較高，這為氣井的高產(chǎn)奠定了良好的基礎。如今，我國比較典型的高壓氣藏是指克拉2氣藏，克拉2氣藏的氣層壓力達到74.3MPa。壓力系數(shù)控制在2.0到2.2之間。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)成功開發(fā)了該氣田，而且單井平均產(chǎn)量達到了300多萬立方米/天，從而成為了我國“西氣東輸”的主要氣田。

克拉2氣藏的構(gòu)造比較高陡，而且通過區(qū)域地質(zhì)、地震、測井來來建立模型，并且要采用全三維交互的方式來對其進行解釋，利用相干數(shù)據(jù)來對斷層的平面分布來進行解釋，從而有效的提高了對氣藏三維地震資料的合理解釋。在預測儲集層橫向的過程中，要充分結(jié)合地質(zhì)露頭研究、巖心描述以及測井約束，從而使得該地區(qū)的三維地震建模更適合氣藏的開采，并且能夠形成氣藏的精細表征技術(shù)。

2.5 凝析氣藏開采技術(shù)

在上個世紀70年代，我國在海域以及陸地上均發(fā)現(xiàn)了一些凝析氣藏，并且柯克亞是我國研究最早的凝析氣藏，通過循環(huán)注氣技術(shù)進行該類氣藏的開采，并取得了不錯的效果。

在天然氣開發(fā)過程中，中國不僅研發(fā)出了相關(guān)的主體技術(shù)，而且也形成了一系列的專項技術(shù)，比如：氣藏早期綜合表征技術(shù)、多層合采或者分采技術(shù)、單井增產(chǎn)改造技術(shù)、天然氣處理以及凈化技術(shù)等，并且在中國氣田開發(fā)過程中，這些技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用。

3 天然氣開發(fā)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

在隱蔽性的地層比如頁巖層開采天然氣的時候，要充分運用天然氣開采技術(shù)，并且要以高分辨率地震勘探技術(shù)為基礎。除此之外，要根據(jù)我國天然氣儲存的特點來不斷完善以及創(chuàng)新測井技術(shù)以及裝備。天然氣測井與地震資料要充分的結(jié)合起來，并且要重視天然氣測井解釋技術(shù)，從而使得天然氣開發(fā)技術(shù)逐漸走向成熟。

近幾年，天然氣勘探評價技術(shù)越來越成熟，并且天然氣室內(nèi)分析測試的技術(shù)開始完善起來。比如：盆地模擬技術(shù)由原來的二維變成三維，在模型建立之后，視覺效果會更加好，從而有利于研究人員做好相關(guān)的天然氣勘探的工作。天然氣開發(fā)技術(shù)從不同程度上進行創(chuàng)新改革，并且要根據(jù)氣藏的不同特點來選擇合適的天然氣開發(fā)技術(shù)，與此同時要使用計算機技術(shù)，對氣藏進行模擬，以及不斷優(yōu)化氣藏，從而大大提升了天然氣的采集以及儲存效率。在天然氣開采出來之后，要進行儲存以及運輸?shù)墓ぷ?，從而大大提高了天然氣網(wǎng)管建設以及儲氣庫技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)語

在開采天然氣的時候，要不斷提升天然氣勘探技術(shù)，并且要大力研究天然氣開發(fā)工藝技術(shù)，從而能夠使得我國的天然氣勘探事業(yè)順利的發(fā)展下去。

參考文獻

[1] 顧妍.海上浮動平臺低溫液體動態(tài)儲運的數(shù)值模擬與實驗研究[J].上海交通大學，2012，（1）：67-69.

[2] 戴金星，胡見義，賈承造.科學安全勘探開發(fā)高硫化氫天然氣田的建議[J].石油勘探與開發(fā)，2010，（10）：90-92.

[3] 李世臻，曲英杰.美國煤層氣和頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及對我國的啟示[J].中國礦業(yè)，2010，（12）：56-58.

作者簡介：吳彪，男，重慶科技學院石油與天然氣工程學院石油工程系2011級學生。