頁巖氣儲層錄井配套技術(shù)應(yīng)用新進(jìn)展

張獻(xiàn)召

【摘? 要】論文主要分析了頁巖的地質(zhì)情況，結(jié)合其特征，分析氣儲層的特殊性。論文通過總結(jié)當(dāng)前存在的問題，分析與總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探究頁巖氣儲層錄井技術(shù)的要點(diǎn)。論文提出頁巖氣儲層的巖石內(nèi)硅質(zhì)成分占比較高，且鈣含量也比較高，巖石既堅硬又脆弱，在鉆井階段，要使鉆井速度保持在較高水平。通過合理使用綜合氣相色譜儀，可發(fā)現(xiàn)油氣開發(fā)過程中存在的問題，其應(yīng)用優(yōu)勢比較明顯。

【Abstract】This paper mainly analyzes the geological conditions of shale， combined with its characteristics， analyzes the particularity of gas reservoirs. By summing up the existing problems， analyzing and summarizing the experience， this paper explores the key points of shale gas reservoirs mud-logging technologies. The paper proposes that the rocks of shale gas reservoirs have a high siliceous component and a high calcium content， and that the rocks are both hard and fragile. In the drilling stage， the drilling speed should be maintained at a high level. The problems existing in the process of oil and gas development can be found by using comprehensive gas chromatograph reasonably. The advantages of its application are more obvious.

【關(guān)鍵詞】頁巖;氣儲層;錄井配套技術(shù);應(yīng)用;新進(jìn)展

【Keywords】shale; gas reservoirs; mud-logging support technologies; application; recent progress

【中圖分類號】TE142? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0186-02

1 引言

在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，我國汽油勘探技術(shù)迅速發(fā)展，且取得了較大的進(jìn)步，各行各業(yè)也十分重視油氣儲藏。權(quán)威資料表明，非常規(guī)的油氣儲存量占我國總油氣資源的80.0%，這類油氣開發(fā)的成敗，對我國油氣產(chǎn)量造成了較大的影響。近年來，這一技術(shù)迅速發(fā)展，在國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)開采。國內(nèi)的技術(shù)正在不斷完善，雖說頁巖氣的油氣資源比較豐富，但是其開采難度比較大，技術(shù)人員面臨的考驗(yàn)也比較大。我國科技人員對這方面的研究起步比較晚，即便是取得了一定的成果，但是相比國外差距較大。

2 頁巖氣儲層的定義及地質(zhì)特征

頁巖氣本身屬于吸附、游離的暗色泥頁、高碳泥頁巖，主要是以吸附狀態(tài)為主，含有比較集中的天然氣，表現(xiàn)為明顯的原地藏式，且儲存層的密度相對較高，一般集中為納米級的洞隙。天然氣選擇的是多種形式的吸附，一般是游離或者是其他的形式[1]。在此期間，不會受到構(gòu)造的控制，為大面積的連續(xù)性分布，能夠?qū)崿F(xiàn)奇緣、巖石層面積的保護(hù)。頁巖氣本身分布在厚度較大的盆地區(qū)內(nèi)，且分布面比較廣、厚度高，含氣量普遍，能夠促使頁巖井內(nèi)的氣體產(chǎn)氣穩(wěn)定。頁巖氣的資源儲存本身是一體的，可以持續(xù)地進(jìn)行儲存與收藏，且無明顯的圈閉限制，封閉或蓋層依然是必不可缺的。

3 我國頁巖氣儲層的特殊性

與美國相比，我國的頁巖層最為明顯特征的就是其為陸相巖性。中國在新生代時期，形成了具有特色的陸相與海陸過渡盆地，且已經(jīng)形成了連續(xù)多套大型且類型各不相同的泥頁巖層系統(tǒng)，這些資源主要分布在我國北部、南部，集中在川西凹陷、江漢盆地和蘇北盆地等地，這些區(qū)域的頁巖油氣資源豐富，擁有較好的地質(zhì)開發(fā)條件，泥頁巖的含量較大，頁巖為多樣性與復(fù)雜性分布。由于泥頁巖的層系比較多，累計的厚度比較大，砂巖層與泥巖層能夠相互層疊，可發(fā)育，特別是夾層內(nèi)的發(fā)展更加頻繁。內(nèi)部含有的脆性礦物質(zhì)含量較低，土層的粘土比較高，熱演化相對較低，油氣兼顧了產(chǎn)巖、頁巖，多樣化特征明顯，且賦存了復(fù)雜的地質(zhì)條件。其中，最為典型的沉積區(qū)為陸相斷陷盆地，在進(jìn)行陷斷期間，可見多個湖泊的侵?jǐn)_，可見明顯的退旋回，暗色泥巖的厚度較大，底層的發(fā)育順序十分特別。在深湖盆地底部砂礫層上按順序分布開發(fā)小型大規(guī)模深湖河流，沼澤地河流富含Ⅲ型圓形干酪根硬質(zhì)泥結(jié)石頁巖，深湖與長江半深湖內(nèi)含有豐富的硬質(zhì)、半干酪根、Ⅰ型圓形的泥結(jié)石巖層，錢湖區(qū)域與三角洲內(nèi)含有豐富的Ⅰ和Ⅱ型硬質(zhì)泥結(jié)石、半干酪根、圓形的泥結(jié)石巖層，沼澤地和深湖河流中分別含有Ⅱ和Ⅲ型圓形干酪根硬質(zhì)泥結(jié)石頁巖、Ⅱ型圓形干酪根。

現(xiàn)代錄井技術(shù)的應(yīng)用，能夠及時地發(fā)現(xiàn)頁巖氣儲存層，屬于最為直接與有效的儲存方式，就頁巖氣儲層錄井技術(shù)來說，能夠?qū)Ξ?dāng)前頁巖氣井、老井開展重新的評定與重新的解釋，指導(dǎo)意義顯著[2]。

4 頁巖氣儲層錄井存在的問題

第一，通過勘探老舊的錄井，發(fā)現(xiàn)其可見微弱的油氣數(shù)值顯示，主要是因?yàn)楫?dāng)時未能重視錄井技術(shù)與鉆井技術(shù)，需要相關(guān)人員對老井進(jìn)行再次解釋與評價。

第二，目前，國內(nèi)未能對頁巖氣儲層進(jìn)行解釋與評價，對于油氣顯示判斷、評價未能重視。就頁巖氣儲層的開發(fā)潛力判斷，未能重視。

第三，常規(guī)錄井技術(shù)對頁巖氣儲層的識別效果較差，技術(shù)多與常規(guī)方法結(jié)合，僅可發(fā)現(xiàn)地層內(nèi)的薄碎屑巖和其他巖性的泥頁巖儲層。

5 頁巖氣儲層錄井配套技術(shù)的應(yīng)用

5.1 巖屑錄井

常規(guī)錄井中石屑技術(shù)為直接且有效的方式，是現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)油氣量的主要依據(jù)。國內(nèi)相關(guān)研究表明，就已經(jīng)鉆取結(jié)束的油井，油氣顯示的頁巖氣儲層，其巖屑內(nèi)均含有方解石晶體，且氣儲層可見微量的裂縫?，F(xiàn)場需要結(jié)合巖層巖屑的顏色、性質(zhì)變化、礦物質(zhì)等特征，綜合判斷[3]。

5.2 鉆時錄井

通過實(shí)際的分析，發(fā)現(xiàn)新疆頁巖氣儲層內(nèi)最為主要的礦物質(zhì)就是石英，其含量范圍為15%～33%，接著就是方解石，含量為12%～28%，白云石含量為13%～29%。部分頁巖氣儲層內(nèi)含有的白云石或方解石含量為32.0%，黃鐵礦的含量占比為1%～6%。頁巖層儲存層內(nèi)的硅、鈣成分較高，使得其質(zhì)地產(chǎn)生了變化，不僅脆，而且堅硬，進(jìn)而導(dǎo)致鉆井速度較快，鉆井難度較大。

5.3 氣測錄井

隨著氣測錄井技術(shù)的迅速發(fā)展，氣測錄井技術(shù)油氣勘探工作發(fā)展，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)踐階段，氣測錄井已經(jīng)成為錄井內(nèi)的關(guān)鍵部分，不可或缺，屬于錄井油氣層內(nèi)發(fā)現(xiàn)油氣最為直接與有效的方法，能夠?yàn)殇浘畠?nèi)的工作人員發(fā)現(xiàn)油氣提供協(xié)助，并對油氣含量進(jìn)行判斷。在進(jìn)行鉆入階段，受到底層壓力、井筒柱壓力的影響，地層會流進(jìn)井筒內(nèi)。結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)來看，頁巖氣儲層鉆井時常出現(xiàn)不同程度的油氣表現(xiàn)，如井涌、侵襲性和氣測異常。在鉆頁巖氣的層中，為確保油氣層的發(fā)現(xiàn)，目前，多選擇的是不均衡的鉆井技術(shù)，通過選擇優(yōu)質(zhì)的鉆井液，可顯示出常規(guī)鉆井無法顯示的數(shù)值。簡單而言，使用綜合錄井氣相色譜儀，可以發(fā)現(xiàn)微弱的油氣。與常規(guī)的錄井相比，其應(yīng)用優(yōu)勢較大，應(yīng)用價值突出。采用常規(guī)氣測錄井檢測游離氣，發(fā)現(xiàn)儲層，結(jié)合快速色譜的采用，加密監(jiān)測，利于微裂縫發(fā)育頁巖的發(fā)現(xiàn)[4]。

5.4 地化錄井

地化錄井技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種技術(shù)，在進(jìn)行油氣勘探階段，發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。地化錄井能夠定量評估生油巖石，能夠定量評估儲存層。主要是因?yàn)轫搸r氣儲層本身擁有其獨(dú)特的性質(zhì)，不僅僅是生油層還是儲油層，與常規(guī)的儲油層有較大的差異。錄井階段工作人員很難及時發(fā)現(xiàn)，通過加熱鉆井內(nèi)的巖石屑，能夠探測到巖石層內(nèi)儲存的油氣含量，并判斷其分散吸附氣體。可見該技術(shù)在頁巖氣儲層錄井內(nèi)的應(yīng)用價值較高。采用地化錄井對吸附氣進(jìn)行檢測，分析儲層的有機(jī)碳含量，建立有機(jī)碳和地層含氣量的關(guān)系圖，根據(jù)這個關(guān)系圖判斷頁巖儲層的含氣量，達(dá)到初步評價儲層的目的。

優(yōu)質(zhì)頁巖具備以下特性：有機(jī)質(zhì)類型好、有機(jī)質(zhì)豐度高且TOC>2.5%、熱演化程度適中。

5.5 元素錄井

元素錄井技術(shù)可測定樣品中的礦物、元素含量，根據(jù)一定的算法計算地層中的脆性物質(zhì)含量，脆性物質(zhì)含量=石英+長石+方解石。好的儲層脆性物質(zhì)含量高，利于后期選層測試。

6 結(jié)論

綜上所述，頁巖氣儲存層內(nèi)的巖石中含有大量的硅質(zhì)成分，且應(yīng)用含有的鈣元素含量比較高，會導(dǎo)致巖石變得十分脆弱，巖石的質(zhì)地變得十分堅硬。在進(jìn)行取油鉆井的過程中，必須確保鉆動速度，促使速度一直處于較高的水平。綜合對比相應(yīng)的色譜儀，在實(shí)際應(yīng)用中，可發(fā)現(xiàn)油氣數(shù)值，能夠?qū)崿F(xiàn)錄井預(yù)測。頁巖不僅僅是生油層，還是儲油層，可及時地發(fā)現(xiàn)儲存層，其應(yīng)用十分必要。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王建波，馮明剛，嚴(yán)偉，等.頁巖氣儲層含水飽和度影響因素及計算方法——以焦石壩區(qū)塊五峰組—龍馬溪組為例[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2020，14（06）：21-28.

【2】王玉杰，趙迪斐，盧琪榮，等.紋層、夾層沉積構(gòu)造對海相頁巖儲集空間和儲層脆性的影響——以四川盆地龍馬溪組頁巖為例[J].非常規(guī)油氣，2020，7（06）：33-40.

【3】于榮澤，郭為，程峰，等.四川盆地太陽背斜淺層頁巖氣儲層特征及試采評價[J].礦產(chǎn)勘查，2020，11（11）：2455-2462.

【4】沈志軍.還崇山峻嶺一抹“亮色”——華東石油局電動壓裂助力頁巖氣儲層改造側(cè)記[J].國企管理，2020（22）：66-69.