天然氣勘探開發(fā)研究

郭田超，劉 博，鄧 明

（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司油氣勘探公司，陜西 延安 716000）

引言

近年來，我國在天然氣的勘探開發(fā)和研究層面取得了諸多突破和進(jìn)展。有關(guān)勘探技術(shù)和理論層面得到了進(jìn)一步的豐富和完善。隨著天然氣儲量的進(jìn)一步探明，我國的已探明的天然氣的總量從建國初期的3.8×108m3增長到了現(xiàn)在的1.7×1013m3,人均天然氣數(shù)量增長了近6 000 倍[1-2]。上述工作成績的取得，離不開相關(guān)工作者在勘探技術(shù)和理論層面的不斷突破，從油成氣到煤成氣再到近年來的頁巖氣，對于天然氣形成認(rèn)知在不斷的提升，有關(guān)勘探研究也在不斷進(jìn)行[3]。受制于地質(zhì)條件復(fù)雜和成氣原因多樣，國內(nèi)對于天然氣勘探研究方面分支細(xì)化，但是相關(guān)的勘探研究的系統(tǒng)性有待增強(qiáng)。本研究將針對上述問題，著力構(gòu)建出系統(tǒng)性和適用性較強(qiáng)的勘探研究體系。

1 勘探研究現(xiàn)狀

我國陸地和海洋面積遼闊，蘊(yùn)藏的油氣儲量極為豐富。同時(shí)廣闊的地理面積也導(dǎo)致了極為復(fù)雜的成氣和藏氣條件，進(jìn)而豐富了我國在天然氣勘探領(lǐng)域的研究深度和廣度。從20 世紀(jì)初期到80 年代，國內(nèi)對于成氣的理論主要停留在油生氣階段[4]，此階段的理論認(rèn)知限制了我國科研人員在更多條件下發(fā)現(xiàn)氣藏的可能性。知道1979 年我國正式探明了煤系為主要?dú)庠吹恼撟C關(guān)系，使得我國的天然氣的探明儲量開始躍升[5]。在21 世界初期，上述源頭的產(chǎn)氣量超過了總量的50%，也使得我國成為產(chǎn)氣大國。同時(shí)由于煤成氣較多分布于數(shù)千米深的巖層中，使得我國開發(fā)了諸如深層/超深層鉆井、超長水平井壓裂等專項(xiàng)技術(shù)和裝備[6]。隨著美國頁巖氣勘探的成熟和商業(yè)化的應(yīng)用，中國在頁巖氣的勘探研究也走在了世界前列。如在海相頁巖勘探中，建立了深層超壓、淺層常壓頁巖氣成藏模式，形成了儲層識別和鉆點(diǎn)預(yù)測的多功能勘探技術(shù)，解析發(fā)現(xiàn)了我國頁巖氣的特點(diǎn)，即壓力高，含量大。到2021 年，我國在海陸的頁巖氣探明儲量已經(jīng)超過了6.8×1010m3。

2 勘探技術(shù)研究

目前，發(fā)現(xiàn)新的天然氣儲藏地點(diǎn)尤其是大型的、符合開采條件的氣田的難度在不斷升高，并且隨著開采條件的不斷提升，勘探開采技術(shù)的要求也在不斷提升。因此對于現(xiàn)階段以及以后一段時(shí)間內(nèi)的天然氣勘探和開采，應(yīng)采用在原有發(fā)現(xiàn)氣田周圍深度挖掘和開采以及利用高新技術(shù)進(jìn)行新發(fā)現(xiàn)、新開采同時(shí)進(jìn)行的技術(shù)路線。其中要對現(xiàn)有氣田的深度挖掘工作進(jìn)行重視和推進(jìn)。兩種形式下的勘探技術(shù)流程即為油氣田勘探開發(fā)全過程，包括初探階段、儲量評價(jià)階段、開發(fā)前期研究階段、總體開發(fā)方案（ODP）階段、調(diào)整井實(shí)施階段、生產(chǎn)階段及廢棄階段[7-8]。該過程評價(jià)時(shí)間長，勘探、開發(fā)成本高。并且對于非常規(guī)地質(zhì)條件下的油氣資源的勘探能力有所欠缺，可能造成油氣資源被廢棄的現(xiàn)象。因此對于勘探開發(fā)的全過程結(jié)合的相關(guān)技術(shù)，其本質(zhì)目的即是最大限度降低勘探開發(fā)成本，最高限度開發(fā)出所有天然氣資源。

3 技術(shù)流程

對于勘探開發(fā)一體化的技術(shù)操作流程而言，其關(guān)鍵點(diǎn)在于探明氣田位置或者鉆探出天然氣后，應(yīng)即時(shí)進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域的天然氣儲量的評價(jià)工作[9]。對開采出的天然氣進(jìn)行精確的成分分析，并結(jié)合目標(biāo)區(qū)域的條件優(yōu)化天然氣儲量的預(yù)測評價(jià)結(jié)果和相關(guān)的后續(xù)開采方案[10]，是現(xiàn)階段天然氣的勘探開發(fā)流程的必要工作。實(shí)施好上述工作，不僅可以對天然氣的勘探過程實(shí)現(xiàn)更加精確的準(zhǔn)備工作，而且對于提高天然氣的產(chǎn)量、降低天然氣的開采成本、實(shí)現(xiàn)更短的天然氣的開采周期有著更加直接的作用。在勘探開發(fā)一體化實(shí)施過程中，勘探、開發(fā)、鉆井、工程建設(shè)、環(huán)評及經(jīng)濟(jì)評價(jià)等多專業(yè)協(xié)同合作，逐步完善勘探開發(fā)進(jìn)程。詳細(xì)的勘探開發(fā)流程如下頁圖1 所示。

4 勘探研究體系

我國的成氣具體情況和條件較為復(fù)雜，隨著近年來遙感技術(shù)和地震預(yù)測技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用，其在天然氣勘探研究領(lǐng)域發(fā)揮了更加重要的作用。如基于大數(shù)據(jù)和超算的虛擬勘探技術(shù)、衛(wèi)星和高空無人機(jī)的測控遙感技術(shù)等，在近年來的陸基和?；鶜馓锏目碧竭^程中均發(fā)揮了重要作用。同時(shí)上述技術(shù)也為天然氣的成長機(jī)制的探明提供了有力支持，如幫助探明四川盆地的頁巖氣的發(fā)育關(guān)鍵在于儲層流體高壓等。同時(shí)發(fā)展越來越迅速的地球物理技術(shù)也為我國的天然氣勘探開發(fā)和研究工作提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持，如幫助探明我國瓊東南海域的海底地下氣藏條件、成氣機(jī)制，為證實(shí)我國煤層氣多煤階、多個(gè)源頭和時(shí)期生氣的特點(diǎn)提供了有力支撐。因此對于現(xiàn)階斷和以后的天然氣勘探，要實(shí)現(xiàn)上述高新技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有氣田周邊搜索、深度探索和利用新技術(shù)進(jìn)行大范圍廣義探索的勘探思維和研究體系，同勘探開發(fā)一體化技術(shù)進(jìn)行有力結(jié)合，助力于天然氣的勘探研究。

5 結(jié)論

近年來，我國在天然氣的勘探研究方面取得了許多突破，使得我國的天然氣的探明儲量、人均儲量、開采量等實(shí)現(xiàn)了較大規(guī)模的增長，我國天然氣的產(chǎn)量大國的地位進(jìn)一步鞏固，并向產(chǎn)氣強(qiáng)國進(jìn)一步邁進(jìn)。這樣的現(xiàn)實(shí)條件不僅保證了我國的能源使用的基本面的穩(wěn)定，更提升了我國能源戰(zhàn)略安全的系數(shù)，保障了我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的高速發(fā)展。隨著我國科研能力的增強(qiáng)和基礎(chǔ)科學(xué)的不斷進(jìn)步，更多的適用于天然氣勘探過程和研究的技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)著力將不斷更新的有關(guān)技術(shù)同現(xiàn)實(shí)勘探研究相結(jié)合，提升天然氣勘探的硬實(shí)力。實(shí)現(xiàn)天然氣勘探研究的進(jìn)一步發(fā)展，需構(gòu)建有關(guān)勘探研究的完整體系，使得整體的天然氣的勘探開發(fā)和研究工作進(jìn)一步體系化，減小現(xiàn)有應(yīng)用的勘探體系短板的制約，加大高新勘探技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用力度，實(shí)現(xiàn)我國天然氣勘探開發(fā)的再一次飛躍。