页岩气地球物理勘探技术的现状及发展趋势探索

2016-04-14窦凤珂许蓬杨其栋

地球 2016年7期

关键词：测井页岩勘探

■窦凤珂许蓬杨其栋

（山东省煤田地质规划勘察研究院山东泰安271000）

页岩气地球物理勘探技术的现状及发展趋势探索

■窦凤珂许蓬杨其栋

（山东省煤田地质规划勘察研究院山东泰安271000）

近年来，国内外的页岩气开采产业迅速崛起。页岩气富集地区能源的开采利用逐渐改变了世界能源的供应格局，而页岩气球物理勘探技术更是迅速在世界范围内引发广泛重视。国内的页岩气储量丰富，掌握先进的页岩气地球物理勘探技术，对于解决国内的资源紧张问题、改善我国的能源结构具有重要意义。本文立足于国内页岩气地球物理勘探技术的现状，对地球物理勘探技术目前的应用状况和未来的技术创新走向进行分析，以探索适合我国地球物理勘探技术的发展方向。

页岩气地球物理勘探技术发展现状趋势探索

0　前言

页岩气主要分布于页岩等具有基质孔隙和裂缝的地质条件中，通常其吸附于有机质或岩石等矿物表面或者溶解于沥青或水等液体中，受地质条件的影响作用聚集形成具有开采价值的天然气聚集区。由于页岩气分布地区地貌复杂，页岩气本身具有非匀质性和各向异性，开采难度大，极易发生泄漏问题，因此利用地球物理勘探技术进行识别、评价以为后续的开采工作提供参考是十分必要的。

1　页岩气地球物理勘探技术的现状

相比起步较早的美国和加拿大等北美国家，国内的页岩气地球物理勘探技术起步较晚，但在世界范围内，中国的页岩气勘探技术还是处于较为领先的地位，成为除北美地区之外率先实现页岩气工业化先导的实验国家。20世纪90年代之后，我国逐渐开始了对页岩气的研究和开发工作，初期由于开发的地质条件难度大、探测和开发技术有限，未能形成较为规模化的产业。探索研究也主要集中于调查富有页岩气的地质地表特点，进行探究的主要手段采取传统的地质浅井和地貌特征分析等，页岩气的开发利用率低。

随着近年来多项页岩气地球物理勘探技术研究项目的确立，以探究页岩气储量丰富地区的岩石物理特征以及测量井的响应特征为基础，开展起的包括页岩气储量评估、储层改造以及有效开发等系统性的预测方法和体系被逐渐确立起来。这对于提高我国川南等页岩气储量丰富地区的页岩气开采，确立适合国内地质条件的页岩气地球物理勘探技术开发思路具有重要意义和价值。

目前国内页岩气地球物理测井的研究和实验分析仍缺乏行之有效的技术体系，测井的动态软件仍处于研究和开发阶段。因此，国内学者必须紧跟先进国家和地区的页岩气物理测井的发展动态，以寻求页岩气地球物理测井技术的新突破。

2　页岩气地球物理勘探技术应用

2.1地球物理勘探技术的传统应用

页岩气地球物理勘探技术的传统测量通常能够对页岩气分布地区的矿物组分进行评价，对岩石中的黏土含量、碳酸盐含量、有机质、石膏以及常规的石英、云母、长石等矿物组成成分进行准确的评估。通过对页岩气分布地区各种矿物的组成成分的研究确定采取的开采方法，以及在开采过程中可能出现的地质变动情况，从而采取恰当措施进行有效预防。

2.2地球物理勘探技术的现代应用

随着页岩气地球物理勘探技术的发展，逐渐能够对页岩气分布地区的物性参数和含气性进行评价。美国研究者Herron等人提出利用元素俘获能谱测井的方法对孔隙度等物性参数进行计算，这种计算方法具有准确度高、受岩性影响小的特点。利用现场解吸和等温吸附等方法，对页岩的最大饱和吸附含气量进行计算，最后确定页岩气分布地区储量和分布情况。

页岩气地球物理勘探技术能够对页岩气分布地区的可压裂性进行评价。可压裂性是评价页岩在开采过程中能够被水力压裂的性质，这对于天然气开发过程中制定关键控制措施的具有重要作用。决定可压裂性的因素包括页岩本身的组成成分、裂缝发育、岩石受力状况等。可压裂性的评价是对页岩气开采技术难度、储藏数量和质量以及开采综合效益的综合性评价。地球物理勘探技术的发展使得页岩气开发者对页岩气的储量分布和开发情况更加清楚，有效提高了开发效率。

3　页岩气地球物理勘探技术发展趋势

3.1加强基础研究和国际合作

页岩气储量分布评价涉及矿物组成、地应力、物性参数以及岩石力学等多方面的评价，因此在基础研究方面，需要加强对各个方面的测量和计算，以获得更多的数据和更精确的评价参数。

与国外相比，国内的常规井资料分析以及声波、电磁测井等基础理论处于领先地位，而非常规油气储层的专项测井技术和相关检测仪器仍与地球物理勘探技术成熟地区具有差距。因此，这需要国内的专家加强与国际合作，以填补国内地球物理勘探技术的空白。

3.2确定关键技术研发主体

我国的页岩气产地地质条件复杂，国内不同地区的研究技术水平参差不齐，这就造成在实际的测量评价中标准存在差异。测井方法需要具有针对性，因此在进行页岩气地球物理勘探技术的研究过程中，研发主体的确立应以川南地区的研究学者为研发主体。川南地区是国内主要的页岩气分布区，川南地区的研究者具有多年的研发经验，能够制定出适合该地区的新技术。

3.3基于国内实际情况的页岩气地球物理勘探技术的发展创新

利用声、电阻率、核磁共振，元素俘获和阵列声波测井技术进行测量，能够获得更精确的特征参数，这些新型的测井技术具有更为广泛的应用前景。地层测试和井检测，对于获取储层的流体分布和储层改造部署具有重要参考意义，这也成为地球物理勘探技术关注的重点。