頁巖氣開發(fā)中的錄井技術(shù)

□ 詹 松

頁巖氣是一個(gè)嶄新的非常規(guī)能源勘探領(lǐng)域，美國在頁巖油氣勘探開發(fā)方面取得的巨大成功，已產(chǎn)生強(qiáng)大的輻射效應(yīng)，改變著世界能源格局。

我國的頁巖氣資源也十分豐富。據(jù)披露，頁巖氣資源量初步估計(jì)達(dá)100萬億立方米，相當(dāng)于常規(guī)天然氣量的兩倍。然而，我國頁巖油氣產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展水平還處于低端起步階段，產(chǎn)量幾乎是空白，與國際石油公司存在較大差距。

頁巖氣儲集于致密巖層，具有低孔、低滲透、氣流阻力大等特點(diǎn)，開采不僅需要先進(jìn)的勘探鉆井技術(shù)，還需要在頁巖儲層壓裂方面有重大突破。目前，頁巖氣先進(jìn)的鉆井和錄井技術(shù)主要由殼牌、雪佛龍、哈利伯頓等國際能源企業(yè)掌握。

頁巖氣錄井技術(shù)面臨三大難題

頁巖氣產(chǎn)量低、開采時(shí)間長，因此必須采用低成本的開采技術(shù)。要降低成本，就要縮短鉆井周期，采用新的鉆井技術(shù)。氣體鉆井和PDC鉆井是頁巖氣鉆井的主要技術(shù)，施工中一般在技術(shù)套管前采用氣體鉆井技術(shù)，之后采用“常規(guī)鉆井液+PDC鉆頭”鉆井技術(shù)。

中國石油川慶鉆探地質(zhì)勘探研究院韓永剛指出，這些鉆井新技術(shù)的應(yīng)用，給錄井帶來三大難題。

關(guān)鍵層位的卡準(zhǔn)。在氣體鉆井條件下，使用“常規(guī)鉆井液+PDC鉆頭”鉆井技術(shù)卡準(zhǔn)關(guān)鍵層位，是一個(gè)技術(shù)難題。

頁巖氣儲層的發(fā)現(xiàn)和評價(jià)。存在于頁巖有機(jī)質(zhì)中的吸附氣含量的高低可以評價(jià)頁巖儲層的好壞，如何檢測吸附氣是錄井過程中首先要考慮的問題。

地層壓力和工程異常檢測。由于頁巖氣鉆井使用氣體鉆井和常規(guī)鉆井液組合鉆井，錄井過程中檢測地層壓力是發(fā)現(xiàn)有機(jī)碳儲層的重要手段，也是技術(shù)難點(diǎn)；在氣體鉆井段，工程參數(shù)判斷異常的機(jī)理發(fā)生了變化，異常檢測也是技術(shù)難點(diǎn)。

錄井技術(shù)在頁巖氣開發(fā)中的應(yīng)用

專家表示，頁巖氣開采中，綜合錄井、地化錄井、氣體鉆井錄井、微鉆時(shí)、巖石可鉆性、氣測色譜、巖屑數(shù)碼顯微放大等錄井技術(shù)，能有效解決分層卡層、發(fā)現(xiàn)和評價(jià)儲層、預(yù)報(bào)工程異常和油氣顯示等問題，值得推廣應(yīng)用。

綜合錄井除了常規(guī)的應(yīng)用外，主要是把微鉆時(shí)引入地質(zhì)卡層，利用色譜分析檢測頁巖儲層中的游離氣，發(fā)現(xiàn)鉆井工程異常。

微鉆時(shí)技術(shù)，是將現(xiàn)場采集的以時(shí)間記錄的數(shù)據(jù)庫，通過連續(xù)轉(zhuǎn)換處理，形成間距小、連續(xù)的、能正確反映地層和儲層特征的技術(shù)。一些地層的分層界限僅靠巖屑錄井難以區(qū)別，利用微鉆時(shí)技術(shù)，可在一米內(nèi)快速判斷層位變化。

巖石可鉆性指數(shù)，是機(jī)械鉆速的校正參數(shù)。在錄井過程中對巖石可鉆性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，能準(zhǔn)確判斷地層分界。而通過對可調(diào)參數(shù)的處理，得到反映地層的可鉆性參數(shù)。

巖屑顯微數(shù)碼放大。氣體鉆井和PDC鉆井是頁巖氣鉆井的主要技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械鉆速快，但是其巖屑細(xì)小或?yàn)榉勰?，識別難，巖性剖面質(zhì)量不高。應(yīng)用巖屑數(shù)碼顯微放大技術(shù)，可以觀察巖屑細(xì)小結(jié)構(gòu)，輔助識別巖性，提高剖面質(zhì)量，從而準(zhǔn)確分層卡層。

氣測色譜技術(shù)。利用綜合錄井氣測色譜，可以檢測地層的含氣性。氣測含量的高低可反映頁巖儲層中游離氣的含量，從而快速評價(jià)頁巖氣儲層的好壞。

吸附氣檢測，是通過地化熱解，測量儲層的有機(jī)碳含量。錄井過程中，分析頁巖儲層有機(jī)碳的含量，并據(jù)此判斷頁巖儲層的含氣量。

壓力檢測技術(shù)，主要是根據(jù)地層壓力檢測圖，通過對鉆時(shí)、層位、井深、巖性剖面等的分析，判斷頁巖儲層的有機(jī)碳含量和吸附氣含量。

錄井技術(shù)助力中國石化頁巖氣開發(fā)

目前，中國石化頁巖氣開發(fā)取得一系列新進(jìn)展。新近發(fā)現(xiàn)的我國埋藏最深的大型海相氣田元壩侏羅系陸相頁巖氣勘探取得重大突破，5口探井獲得頁巖氣工業(yè)產(chǎn)量，為“十二五”非常規(guī)大發(fā)展指明了方向。

中國石化石油工程技術(shù)研究院測錄井所副所長張衛(wèi)告訴記者，目前勝利油田、河南油田、華北石油局等油氣勘探單位均在進(jìn)行頁巖氣開發(fā)，錄井技術(shù)發(fā)揮了不可替代的作用。

針對鄂爾多斯盆地南部三疊系延長組張家灘頁巖，華北石油局錄井公司積極開展“非常規(guī)油氣藏錄井配套技術(shù)”項(xiàng)目研究。他們以常規(guī)錄井技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)泥質(zhì)巖類成藏的地質(zhì)特點(diǎn)，開展泥質(zhì)巖氣層隨鉆識別與評價(jià)研究，形成泥質(zhì)巖氣層的隨鉆錄井技術(shù)系列。他們還著手建立一套泥質(zhì)巖氣層錄井解釋方法，為開辟新的油氣資源不懈努力探索。

河南油田泌陽凹陷在非常規(guī)油氣資源方面具有一定優(yōu)勢，為此該油田錄井公司及早介入非常規(guī)資源研究工作，初步掌握了該區(qū)非常規(guī)油氣資源特別是頁巖油氣的分布范圍及顯示特點(diǎn)。在泌陽凹陷第一口頁巖油氣探井安深1井錄井過程中，河南錄井依據(jù)錄井資料特點(diǎn)，準(zhǔn)確識別儲層流體為油而非氣，并提出“甜點(diǎn)區(qū)”。安深1井經(jīng)壓裂改造，喜獲工業(yè)油流，取得了河南油田乃至集團(tuán)公司在非常規(guī)油氣勘探領(lǐng)域中的重大突破。