肖兵 (中國石油天然氣銷售遼河分公司,遼寧 盤錦 124010)
從能源角度來說,“天然氣”是指在自然界內生成的富含烴類和非烴類的氣體混合物,主要指的是油田氣、煤層氣、生物生成氣等一類能源氣體物質。與傳統的化石能源(煤炭、石油)相比,天然氣的應用范圍廣、效率高、運輸方便,對環境的污染程度小,是一種典型的清潔能源;從環境保護和能源成本等角度考慮,天然氣能源從開采到應用所消耗的成本低,更適合可持續發展的需求。
就當前來說,世界范圍內的大多數國家為了應對能源緊缺和環境危機的矛盾,一方面在開拓新的能源領域,另一方面在傳統能源開采技術方面尋求突破。而天然氣能源恰好符合這一過渡時期的需求,因此成為世界各國爭相發展的重要領域。
采氣工程技術對我國而言具有重要的戰略意義。從我國的能源種類分布不難看出,我國主要蘊含量最大的是煤炭資源,其次是石油資源,而天然氣資源的儲量相對較少。在積極發展新型制氣技術的同時,對自然界的天然氣開采能力高低,直接影響了當前我國經濟建設中天然氣能源供應的需求。
同時,天然氣同樣是一種不可再生資源。雖然不斷地開采、利用,世界范圍內的總儲量會不斷減少。提高采氣工程技術,可以最大限度地將天然氣能源實現應用,減少消耗,對提高開采率有很大的推動作用。
本文中將重點介紹五類采氣工程技術,即完井工藝技術、壓裂酸化技術、排水采氣工程技術、人工舉升技術、修井工藝技術,并根據分析結論提出未來發展趨勢。
完井技術是一項采氣常規工程技術,由于今年來的能源危機得到了較快的發展和完善。從特點上來說,完井技術的應用范圍很廣,便于在常規完井技術的基礎上進行擴展和完善,例如,針對含酸量較高的氣井、開采周期長的氣井等,同時,完井技術正在向智能方向發展。
例如針對一些大產量的氣井完井技術,既要實現高壓氣井的有效密封性,同時也要降低氣井內氣流沖蝕的影響,這對于傳統的完井技術而言存在很大的難度。完善技術所取得的成果主要在于管柱的可靠性方面,有利于簡化施工程序和氣藏保護,減少能源浪費。
壓裂酸化技術在國外應用較為廣泛,這涉及到地質原因,在國內部分氣井中也涉及到。利用水力壓裂技術是一個整體性工程,在作用中,可以根據裂縫的作用力來實現氣井的探測;而酸化技術是一種與化工產業結合比較緊密的技術,主要應用新型的酸液,對工藝技術進行一定的優化。
排水采氣技術是我國水氣田開采后期的主要工藝類型,具有很好的適應性。根據我國的地質特點,當天然氣開采到一定程度之后,氣藏中由于壓力降低,天然氣流動速度減小等原因,天然氣被滯留在井底無法泄出。而排水采氣工藝可以形成持續壓力。排水采氣技術的種類很多,例如泡沫工藝、優選管柱工藝、射流泵工藝等等。
人工舉升技術在我國得到了廣泛地發展,近年來革新重點是儀器設備,加強了與現有人工舉升技術的融合,在常規的基礎上,逐漸發展為高壓、低滲、深井等多重多角度作業,完善了現場檢測技術,并建立一系列的智能應用。
國外的修井工藝技術中,采用較多的是體系化類型,例如利用打撈工具、套管整形工具、井下探測工具、拆裝工具等等。目前,修井工藝技術的應用已經體現出高科技水平,例如根據三維立體技術建造的計算機模型,在配套傳感設備和繼電器設備之后,可以利用修井軟件自動進行完善。
綜上所述,采氣工程技術的發展日益多樣化,如何選擇和應用同樣是針對采氣工程技術的優化。結合國內外技術應用的特點,在技術選擇上,應該秉承著高效率、低成本的原則。
顯而易見的是,未來采氣工程技術會向兩個趨勢發展,其一是采氣工程中應用的細分化,針對不同的采氣環境和自然環境現狀,采用相對應的采氣工程技術;其二是工程技術和生產效益的結合,隨著現代科技的發展,更多先進的設備會應用于在采氣工程技術中,但技術水平需要和采氣效益相結合,才能發揮更好的社會現實優勢。
隨著我國經濟的發展以及人民生活水平的提高,天然氣的市場會越來越寬闊,而不僅僅局限于工業方面。應用的范圍越加廣泛,從源頭來說開采工程技術就要相應地提升,實現能源、環境、生產等多方面的平衡。在未來的發展中,積極研究新的采氣工程技術是十分必要的。
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