頁(yè)巖氣測(cè)井地層評(píng)價(jià)的方法與進(jìn)展

龐一龍　馬佳星（河南省煤田地質(zhì)局二隊(duì)，河南 洛陽(yáng)　471000）

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頁(yè)巖氣測(cè)井地層評(píng)價(jià)的方法與進(jìn)展

龐一龍馬佳星
（河南省煤田地質(zhì)局二隊(duì)，河南 洛陽(yáng)471000）

摘要：為了保障經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，減輕能源使用環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的污染，我國(guó)正加緊開(kāi)采頁(yè)巖氣等儲(chǔ)量豐富、對(duì)環(huán)境污染小的能源?，F(xiàn)階段，關(guān)于頁(yè)巖氣的開(kāi)采理論與方法不斷地被完善，頁(yè)巖氣開(kāi)采行業(yè)發(fā)展迅猛。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，在本文中分析了頁(yè)巖氣測(cè)井地層評(píng)價(jià)的方法與進(jìn)展，供有關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣；開(kāi)采；進(jìn)展

地球儲(chǔ)藏了大量的頁(yè)巖氣，而我國(guó)已探明的頁(yè)巖氣總量巨大，若能盡快改進(jìn)頁(yè)巖氣測(cè)井理論、完善頁(yè)巖氣開(kāi)采方法以提升頁(yè)巖氣開(kāi)采效率與質(zhì)量，將極大地緩解國(guó)內(nèi)能源危機(jī)。頁(yè)巖氣具有非常豐富的賦存狀態(tài)，一般以吸附狀態(tài)存在于有機(jī)質(zhì)以及巖石顆粒表面，在開(kāi)采上具有較高的難度。目前，地質(zhì)勘探部門(mén)在巖心試驗(yàn)基礎(chǔ)上，充分利用地震等地質(zhì)資料來(lái)分析頁(yè)巖氣油藏特征，從而計(jì)算油氣的可采儲(chǔ)量與總資源量。

一、頁(yè)巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)面臨的問(wèn)題

就目前狀況而言，頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)工作主要面臨著兩個(gè)問(wèn)題，一是目標(biāo)儲(chǔ)層是否儲(chǔ)藏了足夠量的頁(yè)巖氣資源，二是以現(xiàn)有的開(kāi)采技術(shù)條件是否能最大程度地實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)開(kāi)采，在控制開(kāi)采投入的同時(shí)提升頁(yè)巖氣開(kāi)采量?？碧饺藛T為了判斷某地層中頁(yè)巖氣是否具有較高開(kāi)采價(jià)值，需要采集儲(chǔ)藏層滲透率以及頁(yè)巖氣體積等重要數(shù)據(jù)。除此之外，勘探人員還需要收集地層成熟度、地層孔隙度、地層有機(jī)質(zhì)豐度以及儲(chǔ)藏層含氣飽和度等關(guān)鍵參數(shù)，完善頁(yè)巖氣測(cè)井技術(shù)能夠有效地保障上述數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與客觀性。

值得注意的是，頁(yè)巖氣與一般天然氣性質(zhì)有所差異，頁(yè)巖氣開(kāi)采工作涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、具有較高的難度，而國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣測(cè)井技術(shù)相對(duì)落后，所以我國(guó)暫時(shí)還不具備大規(guī)模開(kāi)采頁(yè)巖氣的能力。

二、頁(yè)巖氣測(cè)井技術(shù)概述

首先，探測(cè)地層彈性參數(shù)與聲波傳播特性的方法：主要包括聲幅測(cè)井、聲波全波測(cè)井以及聲波速度測(cè)井等。其次，探測(cè)地層放射性的方法：如果儲(chǔ)層具有較高的放射性，則頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中放射性射線會(huì)嚴(yán)重危害人體健康，因此應(yīng)用以探測(cè)地層放射性為主的地球物理勘測(cè)技術(shù)具有重要的意義。目前，探測(cè)地層反射性的技術(shù)或方法主要有中子測(cè)井、伽馬測(cè)井、密度測(cè)井以及元素測(cè)井等。事實(shí)表明，上述測(cè)井方法能夠準(zhǔn)確地探測(cè)出地層放射性強(qiáng)度［1］。

再次，探測(cè)地層電性的方法：探測(cè)地層電性的工作較為重要，如果能夠了解地層電性狀況則可以采取相關(guān)措施避免電子設(shè)備受到干擾?，F(xiàn)階段主流的以探測(cè)地層電性為目的的測(cè)井方法有側(cè)向測(cè)井法、普通電極測(cè)井法、自然電位測(cè)井法以及感應(yīng)測(cè)井法等。

最后，在某些情況下，勘探人員還會(huì)應(yīng)用一些相對(duì)冷門(mén)的測(cè)井技術(shù)，其中包括重力測(cè)井法、磁力測(cè)井法以及溫度測(cè)井法等。

三、測(cè)井技術(shù)中關(guān)于含氣頁(yè)巖儲(chǔ)藏參數(shù)的解釋

（一）頁(yè)巖孔隙度的確定。就目前狀況而言，在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層儲(chǔ)藏參數(shù)測(cè)井解釋過(guò)程中應(yīng)用較為普遍的方法有復(fù)合型的測(cè)試法，復(fù)合型測(cè)試法指的是電阻率測(cè)井法與三孔隙度測(cè)井法組合形成的一類測(cè)井方法。應(yīng)當(dāng)看到，存在于頁(yè)巖中的粘土礦物理化性質(zhì)非常特殊，因此較難獲取特別準(zhǔn)確的解釋參數(shù)，從而容易致使測(cè)井解釋孔隙度精度不高。

在測(cè)井技術(shù)不斷被完善的背景下，測(cè)井解釋精度控制工作不再是阻礙頁(yè)巖氣開(kāi)采事業(yè)進(jìn)步的“大山”。在ECS測(cè)井應(yīng)用不斷增加的背景下，QFM模型誕生并得到了有效的完善，極大地提升了測(cè)井解釋孔隙度的精度。

（二）含氣飽和度的估算。經(jīng)驗(yàn)表明，儲(chǔ)層的含氣量愈豐富，則儲(chǔ)層的電阻率也會(huì)愈大。鑒于以上情況，目前許多勘探人員在估算地層含氣飽和度的工作中傾向于使用阿爾奇公式。全球最大的油氣技術(shù)服務(wù)公司斯倫貝謝認(rèn)為對(duì)地層含氣飽和度的估算工作應(yīng)當(dāng)分兩步展開(kāi)。

斯倫貝謝認(rèn)為，對(duì)含氣飽和度估算工作的首要步驟是獲取地層吸附氣含量數(shù)據(jù)，在此過(guò)程中需要充分利用測(cè)井工作所獲得地層壓力、溫度等數(shù)據(jù)，并且要充分考慮地區(qū)等溫吸附曲線。在獲得地層吸附氣含量數(shù)據(jù)后，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的修正工作，如此方能最大程度地保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與客觀。

除此之外，地質(zhì)勘探部門(mén)需要精確獲取地層粘土礦物的含量數(shù)據(jù)，及時(shí)確定粘土的孔隙度與類型。在獲得粘土礦物的含量數(shù)據(jù)后，勘探人員可以利用優(yōu)化解釋程序以及雙水模型來(lái)獲取游離氣的飽和度數(shù)據(jù)。大量事實(shí)證明，斯倫貝謝公司的對(duì)于含氣飽和度估算工作的理解是非常到位的，所提出的方法能夠有效地保障含氣飽和度數(shù)據(jù)的質(zhì)量［2］。

四、測(cè)井解釋技術(shù)

由于基巖的滲透率與頁(yè)巖的孔隙度極低，所以在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工作中，技術(shù)人員的首要工作是提高地層天然裂縫以及頁(yè)巖基質(zhì)的綜合滲透率?，F(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，技術(shù)人員可以采用壓裂改造技術(shù)。

通常情況下，儲(chǔ)層中存在著大量的天然裂縫，頁(yè)巖氣開(kāi)采工作者應(yīng)當(dāng)充分利用天然裂縫。

電阻率掃描成像測(cè)井法在儲(chǔ)層天然裂縫識(shí)別以及評(píng)價(jià)工作中應(yīng)用普遍、收到了良好的效果。在電阻率掃描成像測(cè)井法應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員需要借助先進(jìn)的陣列電極來(lái)獲取井壁內(nèi)的二維電阻率圖像。電阻率掃描成像工作中所使用的陣列電極具有高分辨率的特征，所以能夠有效地辨別地層中的微裂隙、天然縫以及誘導(dǎo)縫。

五、如何促進(jìn)頁(yè)巖氣測(cè)井技術(shù)的進(jìn)步

通過(guò)調(diào)查走訪，發(fā)現(xiàn)部分頁(yè)巖氣測(cè)井人員綜合素質(zhì)不高，表現(xiàn)為理論知識(shí)不足、缺乏主動(dòng)創(chuàng)新意識(shí)與能力，從而對(duì)頁(yè)巖氣測(cè)井工作的發(fā)展造成了不利影響。為此，頁(yè)巖氣測(cè)井單位應(yīng)當(dāng)采取有效措施以提升測(cè)井人員的綜合素質(zhì)，可以通過(guò)定期舉辦行業(yè)專家講座以及組織專業(yè)技能培訓(xùn)活動(dòng)等形式來(lái)切實(shí)擴(kuò)充測(cè)井人員的理論知識(shí)儲(chǔ)備、強(qiáng)化其專業(yè)能力，從而使其更加適應(yīng)新時(shí)期頁(yè)巖氣測(cè)井地層評(píng)價(jià)工作的各類要求［3］。

除此之外，政府應(yīng)當(dāng)加大對(duì)頁(yè)巖氣測(cè)井領(lǐng)域的投資，出臺(tái)一系列保障性政策以促進(jìn)測(cè)井工作的發(fā)展。與此同時(shí)，要健全測(cè)井質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化測(cè)井人員配置與技術(shù)引進(jìn)體系。

六、結(jié)語(yǔ)

新的發(fā)展形勢(shì)下做好頁(yè)巖氣地層測(cè)井地層評(píng)價(jià)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為此，政府要持續(xù)加大對(duì)頁(yè)巖氣測(cè)井工作的投資，測(cè)井人員要積極提升自身綜合素質(zhì)、善于總結(jié)借鑒優(yōu)秀的測(cè)井經(jīng)驗(yàn)，從而促進(jìn)我國(guó)能源事業(yè)的長(zhǎng)足進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

［1］金曉凡，曾靖珂.四川長(zhǎng)寧地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)方法研究［J］. 內(nèi)蒙古石油化工. 2015（Z1）

［2］朱冬昌，付永強(qiáng)，馬杰，張勇，劉盛鵬，趙昊，陳虎.長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)國(guó)家示范區(qū)油基巖屑處理實(shí)踐分析［J］. 石油與天然氣化工. 2016（02）

［3］石司宇，田繼軍，王長(zhǎng)江，韋波，楊曙光，李樂(lè).新疆吐哈盆地頁(yè)巖氣富集條件與有利區(qū)預(yù)測(cè)［J］. 中國(guó)地質(zhì). 2016（02）

中圖分類號(hào)：P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2016）06-0134-01