天然氣開發技術的應用研究

摘要：近幾年，天然氣作為一種新能源逐漸發展起來，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，最主要的關于天然氣開發的問題，在開發天然氣過程中，要不斷改革開發的工藝技術，使得我國的能源結構發生變化，最終不僅能夠促使我國的煤礦行業安全生產，而且能夠推動經濟的可持續發展。文章主要分析了天然氣開發技術的應用技術，從而不斷提高天然氣勘探的開發技術以及科研能力，有利于加快清潔能源產業的發展。

關鍵詞：天然氣；開發技術；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

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

1 我國天然氣開發技術的現狀

1.1 根據天然氣的特點，建立科學的天然氣勘探技術

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

天然氣測井技術中所需要的設備大多數是從國外引進的，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測井系統，并且該系統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據的時候，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境這一程序、深度移動程序、數據處理以及修改程序等。由于中國的地質環境復雜多變，因此使用國外的測井處理軟件所測出的結果是不準確的。雖然我國科研人員已經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，要結合我國各個天然氣測探地區的具體地質情況對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。

1.2 開展天然氣勘探評價技術研究，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，并且建立適合中國開采的盆地模擬技術，在1985年的時候，我國已經形成了SLBSS系統，并且在1990年的時候，北京石油勘探開發科學研究院成立了BAS1.2.3盆地模擬系統，然而這一盆地模擬技術主要是指在分析油氣地質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情況的實施狀況。在盆地模擬技術之外，在天然氣勘探開發過程中，區帶評價技術以及氣藏描述技術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技術

由于我國的地質條件比較復雜，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，這就注定了對砂巖氣藏進行勘探的時候，要嚴格按照相關的勘探技術來進行。比如：在砂巖氣藏描述過程中，會存在一些針對較強的2D/3D地震壓力預測技術以及道積分反演技術等，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 天然氣開發技術的相關內容

2.1 碳酸鹽巖氣藏的主要開發技術

四川盆地是我國最先開發裂縫孔隙性氣藏以及碳酸鹽巖裂縫性氣藏的地區。在上世紀五六十年代，我國主要在二疊系以及三疊系地區開發了一些小型氣田，然后到了上世紀70年代，我國開始開發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的開發技術。

第一，裂縫性氣藏的評價技術。該評價技術主要是以儲集層的描述作為研究的主體，并且采用了地質、測井、地震以及地質建模技術來研究天然氣富集的規律，并且在分析的過程中充分結合了試采以及開發動態來進行，從而使得儲集層結構以及儲滲參數得以落實下來。在研究這一技術的時候，要對動態儲量進行核實，并且要對氣井高產控制的因素進行研究。在評價該技術的時候，要采用數值模擬技術來對開發布井進行優化，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。在四川盆地中，碳酸鹽巖裂縫孔隙性儲集層并不是均質性的，并且其中所含的水氣比較多，氣與水之間的關系極為復雜，因此在進行氣田開采時，會產出不同質量的水氣，這將會對氣田的生產存在較大的影響。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。然而在實際采氣過程中，要更好的將生產各個環節的工藝結合在一起。排水采氣技術不僅能夠提高氣井的單井產量，而且還能延長氣井的生產周期，大大提高了氣井的采收率。從生產實踐中可以看出，在適當的條件下，隱蔽天然氣儲量的有效途徑是指“排水找氣”。現階段，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，并且能夠保證穩定產量。

2.2 低滲透氣藏開發技術

（1）低滲透性氣藏的綜合表征技術。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性比較強。在氣藏開發前期的評價階段以及規模建產階段，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性，并在此基礎上，按照長慶地區下古生界氣藏的特殊地質條件和地質特征來使得氣田的經濟開發得以實現，并且通過使用新方法以及新技術來對學科靜態以及動態研究開展工作。通過對上古生界氣藏的調查及研究來對其砂體展布情況、沉積微相展布、參數分布、儲集層微觀結構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。對于氣藏的開發工程來說，要借助氣井的壓力系統以及生產動態特征等對生產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，以區分連通性的優劣。在進行地質研究、氣藏工程等綜合評價時，要在有利區的基礎上，利用測井、地震等軟件來對有利區進行相關的解釋，并且對開發井位進行及時的優化，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化時，儲集層的橫向預測、綜合評價以及生產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。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，我國對水平井已經進入了試驗性階段，例如在四川盆地西部德陽地區開采的致密性砂巖儲集層就使用了水平井技術，而且獲得了實質性的進展，并且該井的產量已經達到了直井的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來對其進行開采，只有這樣才能更好的提升氣藏單井的產能。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，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能，因此要想獲得穩產就需要采用階梯式的水平井技術。并且在完井之后要對其進行酸化處理和天然氣量的測試，結果日產量遠遠超過了以前，這就大大增加了該井的

產量。

（3）氣藏保護和優化壓裂技術。根據低滲透氣藏開發的實踐中可以看出，氣藏低產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，大量的新技術不斷出現，并且這些新技術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和新理念。

低滲透氣藏通常具有低產的特點，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量。現階段，在改造儲集層的時候，要充分考慮到評價室內實驗、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，低滲透氣藏開發技術已經在中國川西北、長慶等地區得到了廣泛的應用。

2.3 中低含硫氣藏開采技術

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設備和金屬管道，從而嚴重影響了天然氣的生產、運輸。為了能夠克服這一問題，我國已經研究出了一系列防止含硫天然氣腐蝕設備和管道的技術以及相關的緩蝕劑，其一般采用玻璃鋼油管或經過脫出處理之后在進行天然氣運輸等。除此之外，還研發出了一套檢測管道和設備腐蝕的技術，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鍵的環節，并且要根據氣藏中硫化氫的含量來制定出與之適應的脫硫技術和開采設備。在我國四川盆地等含硫氣田開發過程中，含硫天然氣的防腐以及凈化技術起著至關重要的作用。

2.4 異常高壓氣藏的開采技術

異常高壓氣藏通常具有彈性能量充足以及壓力高等特點，而且氣藏的單井產量比較高，這為氣井的高產奠定了良好的基礎。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。壓力系數控制在2.0到2.2之間?，F階段，我國已經成功開發了該氣田，而且單井平均產量達到了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氣藏的構造比較高陡，而且通過區域地質、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，利用相干數據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，要充分結合地質露頭研究、巖心描述以及測井約束，從而使得該地區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。

2.5 凝析氣藏開采技術

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

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

3 天然氣開發技術未來的發展趨勢

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，并且要以高分辨率地震勘探技術為基礎。除此之外，要根據我國天然氣儲存的特點來不斷完善以及創新測井技術以及裝備。天然氣測井與地震資料要充分的結合起來，并且要重視天然氣測井解釋技術，從而使得天然氣開發技術逐漸走向成熟。

近幾年，天然氣勘探評價技術越來越成熟，并且天然氣室內分析測試的技術開始完善起來。比如：盆地模擬技術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的天然氣勘探的工作。天然氣開發技術從不同程度上進行創新改革，并且要根據氣藏的不同特點來選擇合適的天然氣開發技術，與此同時要使用計算機技術，對氣藏進行模擬，以及不斷優化氣藏，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的工作，從而大大提高了天然氣網管建設以及儲氣庫技術的發展。

4 結語

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

參考文獻

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

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

[3] 李世臻，曲英杰.美國煤層氣和頁巖氣勘探開發現狀及對我國的啟示[J].中國礦業，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。