天然气开发技术的应用研究

摘要：近几年，天然气作为一种新能源逐渐发展起来，并且在各个领域得到广泛的使用。然而在使用天然气的时候，最主要的关于天然气开发的问题，在开发天然气过程中，要不断改革开发的工艺技术，使得我国的能源结构发生变化，最终不仅能够促使我国的煤矿行业安全生产，而且能够推动经济的可持续发展。文章主要分析了天然气开发技术的应用技术，从而不断提高天然气勘探的开发技术以及科研能力，有利于加快清洁能源产业的发展。

关键词：天然气；开发技术；天然气勘探；科研能力

中图分类号：TD87 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0019-03

在天然气开发过程中，开发技术在逐渐形成，因此天然气地质学家开始不断研究，从而推动了天然气勘探开采技术的发展。在我国，勘探技术主要包括了地震勘探技术、天然气测井技术、勘探评价分析技术以及煤层气勘探开发等。在各个盆地天然气勘探和开发中，勘探技术发挥着重要的作用。近几年，随着科学技术的不断发展，我国的天然气勘探技术得到了快速的发展，从而能够满足天然气勘探的需要。

1 我国天然气开发技术的现状

1.1 根据天然气的特点，建立科学的天然气勘探技术

在天然气地震勘探技术中，其中有一种名叫烃类地震直接检测的技术，在这一技术中，主要包括以下几个技术：多播勘探技术、AVO技术、波阻反演技术以及模糊神经网络技术等。此外还包括了地震储层横向预测技术，然而这一技术主要应用在四川等高斗构造带地区以及地质条件复杂的地区。

天然气测井技术中所需要的设备大多数是从国外引进的，并且引进较多的是CLS3700。然而在引进CLS3700之后，我国的各个油田开始建立起天然气常规测井系统，并且该系统主要包括以下几个方面：核测井、声学测井、体积密度测井这三个方面。当要分析处理这些测量出来的数据的时候，此时就要使用CLS3700测井软件，然而使用该软件的程序如下：分析弹孔踪度、分析泥质砂岩、分析复杂岩性以及分析四臂倾角等，除此之外还包括了校正环境这一程序、深度移动程序、数据处理以及修改程序等。由于中国的地质环境复杂多变，因此使用国外的测井处理软件所测出的结果是不准确的。虽然我国科研人员已经分析和研究国外先进的测井分析程序，并且在分析研究的基础上，要结合我国各个天然气测探地区的具体地质情况对CYSERLOOK解释程序进行研究，除此之外还包括了多功能测井分析程序以及测井资料微分分析程序。在经过一系列的研究之后，我国开始为测井解释分析软件添加了许多的技术。

1.2 开展天然气勘探评价技术研究，并且不断指导天然气勘探

在最近几年的研究过程中，研究人员开始引入国外的盆地模拟技术，并且建立适合中国开采的盆地模拟技术，在1985年的时候，我国已经形成了SLBSS系统，并且在1990年的时候，北京石油勘探开发科学研究院成立了BAS1.2.3盆地模拟系统，然而这一盆地模拟技术主要是指在分析油气地质理论进行综合应用的基础上，并且分析以及研究盆地，通过模拟盆地的地热、盆地的生烃、盆地的排烃以及盆地的运移等情况，从而能够预测油气资源的具体含量，最终能够评价以及分析地质情况的实施状况。在盆地模拟技术之外，在天然气勘探开发过程中，区带评价技术以及气藏描述技术有着重要的利用价值。

1.3 针对不同的天然气形成不同特色的开发技术

由于我国的地质条件比较复杂，特别是一些致密的砂岩气藏，砂岩气藏的主要特点是指低孔低渗、地质压力超常以及较大的损害等。由于砂岩气藏具有特殊的性质，这就注定了对砂岩气藏进行勘探的时候，要严格按照相关的勘探技术来进行。比如：在砂岩气藏描述过程中，会存在一些针对较强的2D/3D地震压力预测技术以及道积分反演技术等，一般情况下，会在钻井完井储层保护方面中使用一些低损害的泥浆体系，促使勘探任务的顺利进行。

2 天然气开发技术的相关内容

2.1 碳酸盐岩气藏的主要开发技术

四川盆地是我国最先开发裂缝孔隙性气藏以及碳酸盐岩裂缝性气藏的地区。在上世纪五六十年代，我国主要在二叠系以及三叠系地区开发了一些小型气田，然后到了上世纪70年代，我国开始开发了一些中小型或大型气田。在我国开采油气田的过程中，积累和掌握了大量与碳酸盐岩相关的开发技术。

第一，裂缝性气藏的评价技术。该评价技术主要是以储集层的描述作为研究的主体，并且采用了地质、测井、地震以及地质建模技术来研究天然气富集的规律，并且在分析的过程中充分结合了试采以及开发动态来进行，从而使得储集层结构以及储渗参数得以落实下来。在研究这一技术的时候，要对动态储量进行核实，并且要对气井高产控制的因素进行研究。在评价该技术的时候，要采用数值模拟技术来对开井进行优化，从而能够形成多个碳酸盐岩裂缝性气藏。

第二，裂缝性气藏排水采气技术。在四川盆地中，碳酸盐岩裂缝孔隙性储集层并不是均质性的，并且其中所含的水气比较多，气与水之间的关系极为复杂，因此在进行气田开采时，会产出不同质量的水气，这将会对气田的生产存在较大的影响。而且在气藏开采过程中，逐渐形成了水力射流、机抽等有效的排水开采技术。然而在实际采气过程中，要更好的将生产各个环节的工艺结合在一起。排水采气技术不仅能够提高气井的单井产量，而且还能延长气井的生产周期，大大提高了气井的采收率。从生产实践中可以看出，在适当的条件下，隐蔽天然气储量的有效途径是指“排水找气”。现阶段，四川盆地开始运用排水采气以及排水找气，从而使得采收率得到提高，并且能够保证稳定产量。

2.2 低渗透气藏开发技术

（1）低渗透性气藏的综合表征技术。目前，我国加快了对低渗透油气藏的开采，而且储集层的渗透率比较低以及非均质性比较强。在气藏开发前期的评价阶段以及规模建产阶段，长庆气田存在着大量的气水和沟槽，在对储集层的连通性以及富集规律进行研究时，要充分掌握碳酸盐岩储层中气层的横向变化以及储集层的非均质性，并在此基础上，按照长庆地区下古生界气藏的特殊地质条件和地质特征来使得气田的经济开发得以实现，并且通过使用新方法以及新技术来对学科静态以及动态研究开展工作。通过对上古生界气藏的调查及研究来对其砂体展布情况、沉积微相展布、参数分布、储集层微观结构特征以及气层分类等进行评价，而且还要对气藏储集层的主要影响因素进行分析，从而为后期的选井及开采提供借鉴。对于气藏的开发工程来说，要借助气井的压力系统以及生产动态特征等对生产井之间的连通性等进行判断和研究，从而对储集层的连通性进行合理的判断，以区分连通性的优劣。在进行地质研究、气藏工程等综合评价时，要在有利区的基础上，利用测井、地震等软件来对有利区进行相关的解释，并且对开发井位进行及时的优化，从而形成了储集层地震预测、砂体描述以及连通性分级等。除此之外，在对气田的布井进行优化时，储集层的横向预测、综合评价以及生产井之间的连通性等为其奠定了良好的基础。

（2）水平井以及大斜度井技术。与直井相比较，水平井不仅水井泄流面积比较大，而且单井压差下的差能比较高，因此在国外的很过国家都开始采用了水平井来开采低渗透性气藏。如今，我国对水平井已经进入了试验性阶段，例如在四川盆地西部德阳地区开采的致密性砂岩储集层就使用了水平井技术，而且获得了实质性的进展，并且该井的产量已经达到了直井的3倍之多。

四川盆地储集层具有低孔以及低渗的特点，并且储量动用难度较大，因此要通过采用水平井或大斜度井技术来对其进行开采，只有这样才能更好的提升气藏单井的产能。在完成水平井和大斜度井之后，一般会采用加砂压裂以及射孔技术，以确保能够获得较大的突破。

磨溪气藏不仅储层渗透率比较低，而且还存在一定的气水过渡带，这在一定程度上降低了气井的产能，因此要想获得稳产就需要采用阶梯式的水平井技术。并且在完井之后要对其进行酸化处理和天然气量的测试，结果日产量远远超过了以前，这就大大增加了该井的

产量。

（3）气藏保护和优化压裂技术。根据低渗透气藏开发的实践中可以看出，气藏低产的原因主要是由于气井施工过程中会对气层造成一定的伤害，因此，要采取措施对低渗透气藏给予保护。从“八五”年以来，大量的新技术不断出现，并且这些新技术对气藏的施工起到了很好的保护作用。然而在对气藏的损害机理进行研究方面也取得了很大的进步，从而形成了一套与之相适应的新技术和新理念。

低渗透气藏通常具有低产的特点，并且也需要对储集层进行改造以达到保护储层的目的，从而有效的提高了气藏的单井产量。现阶段，在改造储集层的时候，要充分考虑到评价室内实验、选择性能等方面。除此之外在酸化以及压裂工艺方面都形成了配套技术系列，特别是大型压裂取得较突出的成绩。近几年，低渗透气藏开发技术已经在中国川西北、长庆等地区得到了广泛的应用。

2.3 中低含硫气藏开采技术

中低含硫气藏通常是指气藏中含有小于2%的硫化氢气体。在我国的四川、渤海、鄂尔多斯以及塔里木盆地等都分布着含硫化氢气藏。直到2003年底，我国探明的所有天然气储层中，其含有硫化氢的天然气就占到了26%。并且在四川盆地中有接近70%左右的气藏都含有硫化氢和二氧化碳气体。

如果气藏存在水，那么气藏中含有的硫化氢气体会腐蚀生产设备和金属管道，从而严重影响了天然气的生产、运输。为了能够克服这一问题，我国已经研究出了一系列防止含硫天然气腐蚀设备和管道的技术以及相关的缓蚀剂，其一般采用玻璃钢油管或经过脱出处理之后在进行天然气运输等。除此之外，还研发出了一套检测管道和设备腐蚀的技术，例如电阻探针法、缓蚀剂残余浓度法以及氢探针法等。

在对含硫天然气进行开采时，先进的净化脱硫技术起到了不可或缺的作用。但是在气藏开采过程中，对天然气进行净化是一项比较关键的环节，并且要根据气藏中硫化氢的含量来制定出与之适应的脱硫技术和开采设备。在我国四川盆地等含硫气田开发过程中，含硫天然气的防腐以及净化技术起着至关重要的作用。

2.4 异常高压气藏的开采技术

异常高压气藏通常具有弹性能量充足以及压力高等特点，而且气藏的单井产量比较高，这为气井的高产奠定了良好的基础。如今，我国比较典型的高压气藏是指克拉2气藏，克拉2气藏的气层压力达到74.3MPa。压力系数控制在2.0到2.2之间。现阶段，我国已经成功开发了该气田，而且单井平均产量达到了300多万立方米/天，从而成为了我国“西气东输”的主要气田。

克拉2气藏的构造比较高陡，而且通过区域地质、地震、测井来来建立模型，并且要采用全三维交互的方式来对其进行解释，利用相干数据来对断层的平面分布来进行解释，从而有效的提高了对气藏三维地震资料的合理解释。在预测储集层横向的过程中，要充分结合地质露头研究、岩心描述以及测井约束，从而使得该地区的三维地震建模更适合气藏的开采，并且能够形成气藏的精细表征技术。

2.5 凝析气藏开采技术

在上个世纪70年代，我国在海域以及陆地上均发现了一些凝析气藏，并且柯克亚是我国研究最早的凝析气藏，通过循环注气技术进行该类气藏的开采，并取得了不错的效果。

在天然气开发过程中，中国不仅研发出了相关的主体技术，而且也形成了一系列的专项技术，比如：气藏早期综合表征技术、多层合采或者分采技术、单井增产改造技术、天然气处理以及净化技术等，并且在中国气田开发过程中，这些技术发挥了巨大的作用。

3 天然气开发技术未来的发展趋势

在隐蔽性的地层比如页岩层开采天然气的时候，要充分运用天然气开采技术，并且要以高分辨率地震勘探技术为基础。除此之外，要根据我国天然气储存的特点来不断完善以及创新测井技术以及装备。天然气测井与地震资料要充分的结合起来，并且要重视天然气测井解释技术，从而使得天然气开发技术逐渐走向成熟。

近几年，天然气勘探评价技术越来越成熟，并且天然气室内分析测试的技术开始完善起来。比如：盆地模拟技术由原来的二维变成三维，在模型建立之后，视觉效果会更加好，从而有利于研究人员做好相关的天然气勘探的工作。天然气开发技术从不同程度上进行创新改革，并且要根据气藏的不同特点来选择合适的天然气开发技术，与此同时要使用计算机技术，对气藏进行模拟，以及不断优化气藏，从而大大提升了天然气的采集以及储存效率。在天然气开采出来之后，要进行储存以及运输的工作，从而大大提高了天然气网管建设以及储气库技术的发展。

4 结语

在开采天然气的时候，要不断提升天然气勘探技术，并且要大力研究天然气开发工艺技术，从而能够使得我国的天然气勘探事业顺利的发展下去。

参考文献

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作者简介：吴彪，男，重庆科技学院石油与天然气工程学院石油工程系2011级学生。