天然氣勘探開發(fā)技術(shù)手冊一、天然氣勘探開發(fā)技術(shù)概述

天然氣作為一種清潔高效的能源，其勘探開發(fā)技術(shù)對于保障能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。本手冊旨在系統(tǒng)介紹天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)方法、流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供參考。

（一）天然氣勘探技術(shù)

天然氣勘探的主要目標(biāo)是識別和評估含有天然氣儲層的地質(zhì)構(gòu)造和巖性特征。主要技術(shù)手段包括地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探和地球化學(xué)分析。

1.地質(zhì)調(diào)查

(1)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查：通過收集和分析區(qū)域地質(zhì)資料，確定有利勘探區(qū)帶。

(2)構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查：重點研究背斜、斷層等有利儲集體形態(tài)。

(3)巖性調(diào)查：分析儲層巖石類型和物性特征。

2.地球物理勘探

(1)地震勘探：

-方法：采用二維或三維地震采集技術(shù)，獲取地下構(gòu)造信息。

-處理：對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，繪制構(gòu)造圖。

-應(yīng)用：識別斷層、圈閉等儲集體形態(tài)。

(2)重力勘探：

-原理：利用地球重力場變化推斷地下密度異常體。

-應(yīng)用：適用于大面積區(qū)域普查。

(3)磁力勘探：

-原理：通過測量地球磁場異常識別巖性變化。

-應(yīng)用：輔助判斷儲層分布。

3.地球化學(xué)分析

(1)生物標(biāo)志物分析：通過分析巖石中的生物標(biāo)志物確定天然氣成因類型。

(2)氣相色譜分析：檢測天然氣組分，評估儲層含氣性。

（二）天然氣開發(fā)技術(shù)

天然氣開發(fā)的核心是高效、安全地開采儲層中的天然氣。主要技術(shù)包括鉆井、完井、壓裂和注水開發(fā)等。

1.鉆井技術(shù)

(1)直井鉆井：

-目的：垂直鉆達(dá)目標(biāo)儲層。

-設(shè)備：使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、鉆頭等。

(2)水平井鉆井：

-優(yōu)勢：增加井筒與儲層的接觸面積，提高采收率。

-工藝：采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

2.完井技術(shù)

(1)裸眼完井：直接在裸眼井段進(jìn)行射孔作業(yè)。

(2)套管完井：先下套管，再進(jìn)行射孔和酸化。

3.壓裂技術(shù)

(1)工藝流程：

-設(shè)計：根據(jù)儲層特性設(shè)計壓裂方案。

-作業(yè)：將攜砂液注入儲層，形成裂縫。

-效果：提高儲層滲透率，增加產(chǎn)量。

(2)常用材料：石英砂、樹脂、酸液等。

4.注水開發(fā)

(1)目的：維持儲層壓力，保持產(chǎn)量穩(wěn)定。

(2)方法：從注水井注入高壓水，推動天然氣流向生產(chǎn)井。

二、天然氣集輸與處理

天然氣集輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將開采的天然氣從井口收集并輸送到處理廠，主要技術(shù)包括管道輸送、計量和壓縮等。

（一）管道輸送

1.管道選型

(1)材質(zhì)：常用碳鋼管、不銹鋼管等。

(2)管徑：根據(jù)流量需求計算確定。

(3)壓力等級：考慮輸送距離和地形因素。

2.管道鋪設(shè)

(1)直埋鋪設(shè)：適用于平坦地形。

(2)樁基鋪設(shè)：適用于復(fù)雜地形。

3.壓力控制

(1)調(diào)壓站：設(shè)置減壓閥，穩(wěn)定管道壓力。

(2)緩沖罐：平衡瞬時流量變化。

（二）天然氣處理

1.分離雜質(zhì)

(1)沉降分離：去除水分和固體顆粒。

(2)脫硫脫碳：使用化學(xué)藥劑或吸附劑去除硫化氫和二氧化碳。

2.壓縮與液化

(1)壓縮：提高天然氣密度，便于運輸。

(2)液化：在低溫下將天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，減少運輸成本。

三、天然氣安全生產(chǎn)與環(huán)保

天然氣開發(fā)過程中，安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。主要措施包括風(fēng)險監(jiān)測、應(yīng)急處理和環(huán)保技術(shù)應(yīng)用。

（一）安全生產(chǎn)

1.風(fēng)險監(jiān)測

(1)設(shè)備監(jiān)測：定期檢查鉆機(jī)、管道等設(shè)備狀態(tài)。

(2)氣體檢測：實時監(jiān)測天然氣泄漏情況。

2.應(yīng)急處理

(1)泄漏應(yīng)急：立即隔離泄漏區(qū)域，啟動應(yīng)急預(yù)案。

(2)火災(zāi)防控：配備滅火設(shè)備，定期演練。

（二）環(huán)境保護(hù)

1.廢氣處理

(1)燃燒處理：將伴生氣回收燃燒，減少排放。

(2)吸收處理：使用化學(xué)吸收劑去除有害氣體。

2.廢水處理

(1)物理沉淀：去除懸浮物。

(2)化學(xué)處理：中和酸性廢水。

3.土地恢復(fù)

(1)填埋回填：平整井場，恢復(fù)植被。

(2)生態(tài)補償：種植經(jīng)濟(jì)作物，改善生態(tài)。

本手冊涵蓋了天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)環(huán)節(jié)，供相關(guān)技術(shù)人員參考。在實際應(yīng)用中，需結(jié)合具體地質(zhì)條件和工程需求選擇合適的技術(shù)方案，確保安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。

一、天然氣勘探開發(fā)技術(shù)概述

天然氣作為一種清潔高效的能源，其勘探開發(fā)技術(shù)對于保障能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。本手冊旨在系統(tǒng)介紹天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)方法、流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供參考。

（一）天然氣勘探技術(shù)

天然氣勘探的主要目標(biāo)是識別和評估含有天然氣儲層的地質(zhì)構(gòu)造和巖性特征。主要技術(shù)手段包括地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探和地球化學(xué)分析。

1.地質(zhì)調(diào)查

(1)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查：通過收集和分析區(qū)域地質(zhì)資料，確定有利勘探區(qū)帶。

-具體內(nèi)容：收集區(qū)域地質(zhì)圖、礦產(chǎn)分布圖、遙感影像等資料，進(jìn)行綜合分析。重點關(guān)注沉積盆地、斷裂帶、背斜構(gòu)造等有利地質(zhì)單元。

(2)構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查：重點研究背斜、斷層等有利儲集體形態(tài)。

-方法：利用構(gòu)造測量、地震資料解釋等方法，精確刻畫構(gòu)造形態(tài)和應(yīng)力場。

-目標(biāo)：識別圈閉類型（如背斜圈閉、斷塊圈閉）和規(guī)模。

(3)巖性調(diào)查：分析儲層巖石類型和物性特征。

-內(nèi)容：采集巖心或露頭樣品，進(jìn)行巖石學(xué)、地球物理和地球化學(xué)分析。

-關(guān)注點：儲層巖石類型（如砂巖、碳酸鹽巖）、孔隙度、滲透率、含油氣飽和度等。

2.地球物理勘探

(1)地震勘探：

-方法：采用二維或三維地震采集技術(shù)，獲取地下構(gòu)造信息。

-具體步驟：

1)采集：布置震源（如炸藥、空氣槍）和檢波器，進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集。

2)處理：對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲壓制、反褶積、偏移成像等處理。

3)解釋：結(jié)合地質(zhì)資料，繪制構(gòu)造圖，識別斷層、圈閉等。

-應(yīng)用：識別斷層、圈閉等儲集體形態(tài)。

(2)重力勘探：

-原理：利用地球重力場變化推斷地下密度異常體。

-應(yīng)用：適用于大面積區(qū)域普查。

-具體步驟：

1)測量：使用重力儀進(jìn)行地面或航空重力測量。

2)數(shù)據(jù)處理：進(jìn)行異常分離和解釋。

3)推斷：結(jié)合地質(zhì)背景，推斷可能存在油氣儲層的區(qū)域。

(3)磁力勘探：

-原理：通過測量地球磁場異常識別巖性變化。

-應(yīng)用：輔助判斷儲層分布。

-具體步驟：

1)測量：使用磁力儀進(jìn)行地面或航空磁力測量。

2)數(shù)據(jù)處理：進(jìn)行磁異常轉(zhuǎn)換和解釋。

3)推斷：結(jié)合地質(zhì)資料，識別可能與油氣相關(guān)的巖性體。

3.地球化學(xué)分析

(1)生物標(biāo)志物分析：通過分析巖石中的生物標(biāo)志物確定天然氣成因類型。

-方法：提取巖石中的生物標(biāo)志物，進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析。

-判斷依據(jù)：生物標(biāo)志物的類型和豐度，區(qū)分生物成因氣和熱成因氣。

(2)氣相色譜分析：檢測天然氣組分，評估儲層含氣性。

-方法：使用氣相色譜儀分離和檢測天然氣中的甲烷、乙烷、丙烷等組分。

-應(yīng)用：評估天然氣品質(zhì)和儲層豐度。

（二）天然氣開發(fā)技術(shù)

天然氣開發(fā)的核心是高效、安全地開采儲層中的天然氣。主要技術(shù)包括鉆井、完井、壓裂和注水開發(fā)等。

1.鉆井技術(shù)

(1)直井鉆井：

-目的：垂直鉆達(dá)目標(biāo)儲層。

-設(shè)備：使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、鉆頭等。

-具體步驟：

1)井口準(zhǔn)備：搭建井架，安裝鉆機(jī)。

2)鉆進(jìn)：逐段鉆進(jìn)，下套管固井。

3)完井：完成鉆井后，進(jìn)行井筒處理和完井作業(yè)。

(2)水平井鉆井：

-優(yōu)勢：增加井筒與儲層的接觸面積，提高采收率。

-工藝：采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

-具體步驟：

1)垂直鉆進(jìn)：鉆至目標(biāo)層位。

2)軌道鉆進(jìn)：使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，鉆出水平段。

3)完成：完成水平段鉆進(jìn)后，進(jìn)行完井作業(yè)。

2.完井技術(shù)

(1)裸眼完井：直接在裸眼井段進(jìn)行射孔作業(yè)。

-適用條件：儲層較薄或需要大井眼時。

-步驟：

1)射孔：在井筒中安裝射孔槍，射穿套管和水泥，暴露儲層。

2)投產(chǎn)：進(jìn)行生產(chǎn)測試，評估產(chǎn)能。

(2)套管完井：先下套管，再進(jìn)行射孔和酸化。

-適用條件：儲層較厚或需要保護(hù)套管時。

-步驟：

1)下套管：將套管下至目標(biāo)層位，固井。

2)射孔：在套管上安裝射孔槍，射穿水泥，暴露儲層。

3)酸化：使用酸液清洗儲層，提高滲透率。

4)投產(chǎn)：進(jìn)行生產(chǎn)測試，評估產(chǎn)能。

3.壓裂技術(shù)

(1)工藝流程：

-設(shè)計：根據(jù)儲層特性設(shè)計壓裂方案。

-考慮因素：儲層厚度、滲透率、孔隙度等。

-作業(yè)：將攜砂液注入儲層，形成裂縫。

-具體步驟：

1)準(zhǔn)備：配制壓裂液，選擇支撐劑（如石英砂）。

2)泵送：使用壓裂泵將壓裂液和支撐劑注入儲層。

3)破裂：達(dá)到破裂壓力，形成人工裂縫。

4)候凝：保持壓力，使支撐劑沉淀在裂縫中。

5)返排：降低壓力，返排壓裂液。

-效果：提高儲層滲透率，增加產(chǎn)量。

(2)常用材料：石英砂、樹脂、酸液等。

-石英砂：作為支撐劑，增加裂縫導(dǎo)流能力。

-樹脂：固化支撐劑，提高裂縫穩(wěn)定性。

-酸液：清洗儲層，提高滲透率。

4.注水開發(fā)

(1)目的：維持儲層壓力，保持產(chǎn)量穩(wěn)定。

(2)方法：從注水井注入高壓水，推動天然氣流向生產(chǎn)井。

-具體步驟：

1)選井：選擇合適的注水井和生產(chǎn)井。

2)設(shè)計：根據(jù)儲層特性設(shè)計注水方案。

3)注水：使用注水泵將水注入儲層。

4)監(jiān)測：監(jiān)測注水壓力和產(chǎn)出液量，調(diào)整注水方案。

二、天然氣集輸與處理

天然氣集輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將開采的天然氣從井口收集并輸送到處理廠，主要技術(shù)包括管道輸送、計量和壓縮等。

（一）管道輸送

1.管道選型

(1)材質(zhì)：常用碳鋼管、不銹鋼管等。

-碳鋼管：成本較低，適用于常壓輸送。

-不銹鋼管：耐腐蝕，適用于高壓或特殊環(huán)境。

(2)管徑：根據(jù)流量需求計算確定。

-計算公式：流量=管徑^2×速度。

(3)壓力等級：考慮輸送距離和地形因素。

-常用壓力等級：6MPa、10MPa、16MPa等。

2.管道鋪設(shè)

(1)直埋鋪設(shè)：適用于平坦地形。

-步驟：挖溝、鋪設(shè)管道、回填。

(2)樁基鋪設(shè)：適用于復(fù)雜地形。

-步驟：搭建樁基、鋪設(shè)管道、固定。

3.壓力控制

(1)調(diào)壓站：設(shè)置減壓閥，穩(wěn)定管道壓力。

-設(shè)備：減壓閥、安全閥、壓力表。

(2)緩沖罐：平衡瞬時流量變化。

-類型：活塞式、隔膜式。

（二）天然氣處理

1.分離雜質(zhì)

(1)沉降分離：去除水分和固體顆粒。

-設(shè)備：分離器、沉降罐。

-步驟：天然氣通過分離器，水分和固體顆粒沉降到底部。

(2)脫硫脫碳：使用化學(xué)藥劑或吸附劑去除硫化氫和二氧化碳。

-方法：化學(xué)吸收、物理吸收、吸附。

-設(shè)備：脫硫塔、脫碳塔。

2.壓縮與液化

(1)壓縮：提高天然氣密度，便于運輸。

-設(shè)備：壓縮機(jī)組、儲氣罐。

-步驟：天然氣通過多級壓縮，提高壓力。

(2)液化：在低溫下將天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，減少運輸成本。

-設(shè)備：液化裝置、低溫儲罐。

-步驟：天然氣通過制冷機(jī)，降低溫度至-162℃液化。

三、天然氣安全生產(chǎn)與環(huán)保

天然氣開發(fā)過程中，安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。主要措施包括風(fēng)險監(jiān)測、應(yīng)急處理和環(huán)保技術(shù)應(yīng)用。

（一）安全生產(chǎn)

1.風(fēng)險監(jiān)測

(1)設(shè)備監(jiān)測：定期檢查鉆機(jī)、管道等設(shè)備狀態(tài)。

-項目：檢查設(shè)備潤滑、緊固件、電氣系統(tǒng)等。

(2)氣體檢測：實時監(jiān)測天然氣泄漏情況。

-設(shè)備：氣體檢測儀、報警器。

-方法：定期檢測管道、設(shè)備連接處的氣體濃度。

2.應(yīng)急處理

(1)泄漏應(yīng)急：立即隔離泄漏區(qū)域，啟動應(yīng)急預(yù)案。

-步驟：

1)隔離：封閉泄漏區(qū)域，禁止人員進(jìn)入。

2)檢測：使用氣體檢測儀檢測泄漏位置和濃度。

3)處置：使用堵漏材料或焊接修復(fù)泄漏點。

(2)火災(zāi)防控：配備滅火設(shè)備，定期演練。

-設(shè)備：滅火器、消防栓、滅火系統(tǒng)。

-演練：定期進(jìn)行火災(zāi)疏散和滅火演練。

（二）環(huán)境保護(hù)

1.廢氣處理

(1)燃燒處理：將伴生氣回收燃燒，減少排放。

-設(shè)備：燃燒火炬、尾氣處理裝置。

(2)吸收處理：使用化學(xué)吸收劑去除有害氣體。

-設(shè)備：吸收塔、再生系統(tǒng)。

2.廢水處理

(1)物理沉淀：去除懸浮物。

-設(shè)備：沉淀池、過濾器。

(2)化學(xué)處理：中和酸性廢水。

-設(shè)備：中和池、投藥裝置。

3.土地恢復(fù)

(1)填埋回填：平整井場，恢復(fù)植被。

-步驟：

1)清理：清理井場垃圾和廢棄物。

2)回填：回填井筒和土方。

3)綠化：種植草皮和樹木。

(2)生態(tài)補償：種植經(jīng)濟(jì)作物，改善生態(tài)。

-方法：在井場周邊種植經(jīng)濟(jì)作物，增加土地收益。

本手冊涵蓋了天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)環(huán)節(jié)，供相關(guān)技術(shù)人員參考。在實際應(yīng)用中，需結(jié)合具體地質(zhì)條件和工程需求選擇合適的技術(shù)方案，確保安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。

一、天然氣勘探開發(fā)技術(shù)概述

天然氣作為一種清潔高效的能源，其勘探開發(fā)技術(shù)對于保障能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。本手冊旨在系統(tǒng)介紹天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)方法、流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供參考。

（一）天然氣勘探技術(shù)

天然氣勘探的主要目標(biāo)是識別和評估含有天然氣儲層的地質(zhì)構(gòu)造和巖性特征。主要技術(shù)手段包括地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探和地球化學(xué)分析。

1.地質(zhì)調(diào)查

(1)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查：通過收集和分析區(qū)域地質(zhì)資料，確定有利勘探區(qū)帶。

(2)構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查：重點研究背斜、斷層等有利儲集體形態(tài)。

(3)巖性調(diào)查：分析儲層巖石類型和物性特征。

2.地球物理勘探

(1)地震勘探：

-方法：采用二維或三維地震采集技術(shù)，獲取地下構(gòu)造信息。

-處理：對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，繪制構(gòu)造圖。

-應(yīng)用：識別斷層、圈閉等儲集體形態(tài)。

(2)重力勘探：

-原理：利用地球重力場變化推斷地下密度異常體。

-應(yīng)用：適用于大面積區(qū)域普查。

(3)磁力勘探：

-原理：通過測量地球磁場異常識別巖性變化。

-應(yīng)用：輔助判斷儲層分布。

3.地球化學(xué)分析

(1)生物標(biāo)志物分析：通過分析巖石中的生物標(biāo)志物確定天然氣成因類型。

(2)氣相色譜分析：檢測天然氣組分，評估儲層含氣性。

（二）天然氣開發(fā)技術(shù)

天然氣開發(fā)的核心是高效、安全地開采儲層中的天然氣。主要技術(shù)包括鉆井、完井、壓裂和注水開發(fā)等。

1.鉆井技術(shù)

(1)直井鉆井：

-目的：垂直鉆達(dá)目標(biāo)儲層。

-設(shè)備：使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、鉆頭等。

(2)水平井鉆井：

-優(yōu)勢：增加井筒與儲層的接觸面積，提高采收率。

-工藝：采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

2.完井技術(shù)

(1)裸眼完井：直接在裸眼井段進(jìn)行射孔作業(yè)。

(2)套管完井：先下套管，再進(jìn)行射孔和酸化。

3.壓裂技術(shù)

(1)工藝流程：

-設(shè)計：根據(jù)儲層特性設(shè)計壓裂方案。

-作業(yè)：將攜砂液注入儲層，形成裂縫。

-效果：提高儲層滲透率，增加產(chǎn)量。

(2)常用材料：石英砂、樹脂、酸液等。

4.注水開發(fā)

(1)目的：維持儲層壓力，保持產(chǎn)量穩(wěn)定。

(2)方法：從注水井注入高壓水，推動天然氣流向生產(chǎn)井。

二、天然氣集輸與處理

天然氣集輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將開采的天然氣從井口收集并輸送到處理廠，主要技術(shù)包括管道輸送、計量和壓縮等。

（一）管道輸送

1.管道選型

(1)材質(zhì)：常用碳鋼管、不銹鋼管等。

(2)管徑：根據(jù)流量需求計算確定。

(3)壓力等級：考慮輸送距離和地形因素。

2.管道鋪設(shè)

(1)直埋鋪設(shè)：適用于平坦地形。

(2)樁基鋪設(shè)：適用于復(fù)雜地形。

3.壓力控制

(1)調(diào)壓站：設(shè)置減壓閥，穩(wěn)定管道壓力。

(2)緩沖罐：平衡瞬時流量變化。

（二）天然氣處理

1.分離雜質(zhì)

(1)沉降分離：去除水分和固體顆粒。

(2)脫硫脫碳：使用化學(xué)藥劑或吸附劑去除硫化氫和二氧化碳。

2.壓縮與液化

(1)壓縮：提高天然氣密度，便于運輸。

(2)液化：在低溫下將天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，減少運輸成本。

三、天然氣安全生產(chǎn)與環(huán)保

天然氣開發(fā)過程中，安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。主要措施包括風(fēng)險監(jiān)測、應(yīng)急處理和環(huán)保技術(shù)應(yīng)用。

（一）安全生產(chǎn)

1.風(fēng)險監(jiān)測

(1)設(shè)備監(jiān)測：定期檢查鉆機(jī)、管道等設(shè)備狀態(tài)。

(2)氣體檢測：實時監(jiān)測天然氣泄漏情況。

2.應(yīng)急處理

(1)泄漏應(yīng)急：立即隔離泄漏區(qū)域，啟動應(yīng)急預(yù)案。

(2)火災(zāi)防控：配備滅火設(shè)備，定期演練。

（二）環(huán)境保護(hù)

1.廢氣處理

(1)燃燒處理：將伴生氣回收燃燒，減少排放。

(2)吸收處理：使用化學(xué)吸收劑去除有害氣體。

2.廢水處理

(1)物理沉淀：去除懸浮物。

(2)化學(xué)處理：中和酸性廢水。

3.土地恢復(fù)

(1)填埋回填：平整井場，恢復(fù)植被。

(2)生態(tài)補償：種植經(jīng)濟(jì)作物，改善生態(tài)。

本手冊涵蓋了天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)環(huán)節(jié)，供相關(guān)技術(shù)人員參考。在實際應(yīng)用中，需結(jié)合具體地質(zhì)條件和工程需求選擇合適的技術(shù)方案，確保安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。

一、天然氣勘探開發(fā)技術(shù)概述

天然氣作為一種清潔高效的能源，其勘探開發(fā)技術(shù)對于保障能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。本手冊旨在系統(tǒng)介紹天然氣勘探開發(fā)的主要技術(shù)方法、流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供參考。

（一）天然氣勘探技術(shù)

天然氣勘探的主要目標(biāo)是識別和評估含有天然氣儲層的地質(zhì)構(gòu)造和巖性特征。主要技術(shù)手段包括地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探和地球化學(xué)分析。

1.地質(zhì)調(diào)查

(1)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查：通過收集和分析區(qū)域地質(zhì)資料，確定有利勘探區(qū)帶。

-具體內(nèi)容：收集區(qū)域地質(zhì)圖、礦產(chǎn)分布圖、遙感影像等資料，進(jìn)行綜合分析。重點關(guān)注沉積盆地、斷裂帶、背斜構(gòu)造等有利地質(zhì)單元。

(2)構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查：重點研究背斜、斷層等有利儲集體形態(tài)。

-方法：利用構(gòu)造測量、地震資料解釋等方法，精確刻畫構(gòu)造形態(tài)和應(yīng)力場。

-目標(biāo)：識別圈閉類型（如背斜圈閉、斷塊圈閉）和規(guī)模。

(3)巖性調(diào)查：分析儲層巖石類型和物性特征。

-內(nèi)容：采集巖心或露頭樣品，進(jìn)行巖石學(xué)、地球物理和地球化學(xué)分析。

-關(guān)注點：儲層巖石類型（如砂巖、碳酸鹽巖）、孔隙度、滲透率、含油氣飽和度等。

2.地球物理勘探

(1)地震勘探：

-方法：采用二維或三維地震采集技術(shù)，獲取地下構(gòu)造信息。

-具體步驟：

1)采集：布置震源（如炸藥、空氣槍）和檢波器，進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集。

2)處理：對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲壓制、反褶積、偏移成像等處理。

3)解釋：結(jié)合地質(zhì)資料，繪制構(gòu)造圖，識別斷層、圈閉等。

-應(yīng)用：識別斷層、圈閉等儲集體形態(tài)。

(2)重力勘探：

-原理：利用地球重力場變化推斷地下密度異常體。

-應(yīng)用：適用于大面積區(qū)域普查。

-具體步驟：

1)測量：使用重力儀進(jìn)行地面或航空重力測量。

2)數(shù)據(jù)處理：進(jìn)行異常分離和解釋。

3)推斷：結(jié)合地質(zhì)背景，推斷可能存在油氣儲層的區(qū)域。

(3)磁力勘探：

-原理：通過測量地球磁場異常識別巖性變化。

-應(yīng)用：輔助判斷儲層分布。

-具體步驟：

1)測量：使用磁力儀進(jìn)行地面或航空磁力測量。

2)數(shù)據(jù)處理：進(jìn)行磁異常轉(zhuǎn)換和解釋。

3)推斷：結(jié)合地質(zhì)資料，識別可能與油氣相關(guān)的巖性體。

3.地球化學(xué)分析

(1)生物標(biāo)志物分析：通過分析巖石中的生物標(biāo)志物確定天然氣成因類型。

-方法：提取巖石中的生物標(biāo)志物，進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析。

-判斷依據(jù)：生物標(biāo)志物的類型和豐度，區(qū)分生物成因氣和熱成因氣。

(2)氣相色譜分析：檢測天然氣組分，評估儲層含氣性。

-方法：使用氣相色譜儀分離和檢測天然氣中的甲烷、乙烷、丙烷等組分。

-應(yīng)用：評估天然氣品質(zhì)和儲層豐度。

（二）天然氣開發(fā)技術(shù)

天然氣開發(fā)的核心是高效、安全地開采儲層中的天然氣。主要技術(shù)包括鉆井、完井、壓裂和注水開發(fā)等。

1.鉆井技術(shù)

(1)直井鉆井：

-目的：垂直鉆達(dá)目標(biāo)儲層。

-設(shè)備：使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、鉆頭等。

-具體步驟：

1)井口準(zhǔn)備：搭建井架，安裝鉆機(jī)。

2)鉆進(jìn)：逐段鉆進(jìn)，下套管固井。

3)完井：完成鉆井后，進(jìn)行井筒處理和完井作業(yè)。

(2)水平井鉆井：

-優(yōu)勢：增加井筒與儲層的接觸面積，提高采收率。

-工藝：采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

-具體步驟：

1)垂直鉆進(jìn)：鉆至目標(biāo)層位。

2)軌道鉆進(jìn)：使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，鉆出水平段。

3)完成：完成水平段鉆進(jìn)后，進(jìn)行完井作業(yè)。

2.完井技術(shù)

(1)裸眼完井：直接在裸眼井段進(jìn)行射孔作業(yè)。

-適用條件：儲層較薄或需要大井眼時。

-步驟：

1)射孔：在井筒中安裝射孔槍，射穿套管和水泥，暴露儲層。

2)投產(chǎn)：進(jìn)行生產(chǎn)測試，評估產(chǎn)能。

(2)套管完井：先下套管，再進(jìn)行射孔和酸化。

-適用條件：儲層較厚或需要保護(hù)套管時。

-步驟：

1)下套管：將套管下至目標(biāo)層位，固井。

2)射孔：在套管上安裝射孔槍，射穿水泥，暴露儲層。

3)酸化：使用酸液清洗儲層，提高滲透率。

4)投產(chǎn)：進(jìn)行生產(chǎn)測試，評估產(chǎn)能。

3.壓裂技術(shù)

(1)工藝流程：

-設(shè)計：根據(jù)儲層特性設(shè)計壓裂方案。

-考慮因素：儲層厚度、滲透率、孔隙度等。

-作業(yè)：將攜砂液注入儲層，形成裂縫。

-具體步驟：

1)準(zhǔn)備：配制壓裂液，選擇支撐劑（如石英砂）。

2)泵送：使用壓裂泵將壓裂液和支撐劑注入儲層。

3)破裂：達(dá)到破裂壓力，形成人工裂縫。

4)候凝：保持壓力，使支撐劑沉淀在裂縫中。

5)返排：降低壓力，返排壓裂液。

-效果：提高儲層滲透率，增加產(chǎn)量。

(2)常用材料：石英砂、樹脂、酸液等。

-石英砂：作為支撐劑，增加裂縫導(dǎo)流能力。

-樹脂：固化支撐劑，提高裂縫穩(wěn)定性。

-酸液：清洗儲層，提高滲透率。

4.注水開發(fā)

(1)目的：維持儲層壓力，保持產(chǎn)量穩(wěn)定。

(2)方法：從注水井注入高壓水，推動天然氣流向生產(chǎn)井。

-具體步驟：

1)選井：選擇合適的注水井和生產(chǎn)井。

2)設(shè)計：根據(jù)儲層特性設(shè)計注水方案。

3)注水：使用注水泵將水注入儲層。

4)監(jiān)測：監(jiān)測注水壓力和產(chǎn)出液量，調(diào)整注水方案。

二、天然氣集輸與處理

天然氣集輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將開采的天然氣從井口收集并輸送到處理廠，主要技術(shù)包括管道輸送、計量和壓縮等。

（一）管道輸送

1.管道選型

(1)材質(zhì)：常用碳鋼管、不銹鋼管等。

-碳鋼管：成本較低，適用于常壓輸送。

-不銹鋼管：耐腐蝕，適用于高壓或特殊環(huán)境。

(2)管徑：根據(jù)流量需求計算確定。

-計算公式：流量=管徑^2×速度。

(3)壓力等級：考慮輸送距離和地形因素。

-常用壓力等級：6MPa、10MPa、16MPa等。

2.管道鋪設(shè)

(1)直埋鋪設(shè)：適用于平坦地形。

-步驟：挖溝、鋪設(shè)管道、回填。

(2)樁基鋪設(shè)：適用于復(fù)雜地形。

-步驟：搭建樁基、鋪設(shè)管道、固定。

3.壓力控制

(1)調(diào)壓站：設(shè)置減壓閥，穩(wěn)定管道壓力。

-設(shè)備：減壓閥、安全閥、壓力表。

(2)