頁巖氣測井地層評價的方法與進展

龐一龍　馬佳星（河南省煤田地質局二隊，河南 洛陽　471000）

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頁巖氣測井地層評價的方法與進展

龐一龍馬佳星
（河南省煤田地質局二隊，河南 洛陽471000）

摘要：為了保障經濟的穩定發展，減輕能源使用環節對環境的污染，我國正加緊開采頁巖氣等儲量豐富、對環境污染小的能源。現階段，關于頁巖氣的開采理論與方法不斷地被完善，頁巖氣開采行業發展迅猛。筆者結合工作經驗，在本文中分析了頁巖氣測井地層評價的方法與進展，供有關人員參考借鑒。

關鍵詞：頁巖氣；開采；進展

地球儲藏了大量的頁巖氣，而我國已探明的頁巖氣總量巨大，若能盡快改進頁巖氣測井理論、完善頁巖氣開采方法以提升頁巖氣開采效率與質量，將極大地緩解國內能源危機。頁巖氣具有非常豐富的賦存狀態，一般以吸附狀態存在于有機質以及巖石顆粒表面，在開采上具有較高的難度。目前，地質勘探部門在巖心試驗基礎上，充分利用地震等地質資料來分析頁巖氣油藏特征，從而計算油氣的可采儲量與總資源量。

一、頁巖氣測井評價面臨的問題

就目前狀況而言，頁巖氣評價工作主要面臨著兩個問題，一是目標儲層是否儲藏了足夠量的頁巖氣資源，二是以現有的開采技術條件是否能最大程度地實現頁巖氣經濟開采，在控制開采投入的同時提升頁巖氣開采量。勘探人員為了判斷某地層中頁巖氣是否具有較高開采價值，需要采集儲藏層滲透率以及頁巖氣體積等重要數據。除此之外，勘探人員還需要收集地層成熟度、地層孔隙度、地層有機質豐度以及儲藏層含氣飽和度等關鍵參數，完善頁巖氣測井技術能夠有效地保障上述數據的準確性與客觀性。

值得注意的是，頁巖氣與一般天然氣性質有所差異，頁巖氣開采工作涉及多個技術領域、具有較高的難度，而國內頁巖氣測井技術相對落后，所以我國暫時還不具備大規模開采頁巖氣的能力。

二、頁巖氣測井技術概述

首先，探測地層彈性參數與聲波傳播特性的方法：主要包括聲幅測井、聲波全波測井以及聲波速度測井等。其次，探測地層放射性的方法：如果儲層具有較高的放射性，則頁巖氣開采過程中放射性射線會嚴重危害人體健康，因此應用以探測地層放射性為主的地球物理勘測技術具有重要的意義。目前，探測地層反射性的技術或方法主要有中子測井、伽馬測井、密度測井以及元素測井等。事實表明，上述測井方法能夠準確地探測出地層放射性強度［1］。

再次，探測地層電性的方法：探測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措施避免電子設備受到干擾。現階段主流的以探測地層電性為目的的測井方法有側向測井法、普通電極測井法、自然電位測井法以及感應測井法等。

最后，在某些情況下，勘探人員還會應用一些相對冷門的測井技術，其中包括重力測井法、磁力測井法以及溫度測井法等。

三、測井技術中關于含氣頁巖儲藏參數的解釋

（一）頁巖孔隙度的確定。就目前狀況而言，在頁巖氣儲層儲藏參數測井解釋過程中應用較為普遍的方法有復合型的測試法，復合型測試法指的是電阻率測井法與三孔隙度測井法組合形成的一類測井方法。應當看到，存在于頁巖中的粘土礦物理化性質非常特殊，因此較難獲取特別準確的解釋參數，從而容易致使測井解釋孔隙度精度不高。

在測井技術不斷被完善的背景下，測井解釋精度控制工作不再是阻礙頁巖氣開采事業進步的“大山”。在ECS測井應用不斷增加的背景下，QFM模型誕生并得到了有效的完善，極大地提升了測井解釋孔隙度的精度。

（二）含氣飽和度的估算。經驗表明，儲層的含氣量愈豐富，則儲層的電阻率也會愈大。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服務公司斯倫貝謝認為對地層含氣飽和度的估算工作應當分兩步展開。

斯倫貝謝認為，對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據，在此過程中需要充分利用測井工作所獲得地層壓力、溫度等數據，并且要充分考慮地區等溫吸附曲線。在獲得地層吸附氣含量數據后，要對數據進行合理的修正工作，如此方能最大程度地保障數據的準確與客觀。

除此之外，地質勘探部門需要精確獲取地層粘土礦物的含量數據，及時確定粘土的孔隙度與類型。在獲得粘土礦物的含量數據后，勘探人員可以利用優化解釋程序以及雙水模型來獲取游離氣的飽和度數據。大量事實證明，斯倫貝謝公司的對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據的質量［2］。

四、測井解釋技術

由于基巖的滲透率與頁巖的孔隙度極低，所以在頁巖氣開發工作中，技術人員的首要工作是提高地層天然裂縫以及頁巖基質的綜合滲透率。現階段，為了實現上述目的，技術人員可以采用壓裂改造技術。

通常情況下，儲層中存在著大量的天然裂縫，頁巖氣開采工作者應當充分利用天然裂縫。

電阻率掃描成像測井法在儲層天然裂縫識別以及評價工作中應用普遍、收到了良好的效果。在電阻率掃描成像測井法應用過程中，技術人員需要借助先進的陣列電極來獲取井壁內的二維電阻率圖像。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、天然縫以及誘導縫。

五、如何促進頁巖氣測井技術的進步

通過調查走訪，發現部分頁巖氣測井人員綜合素質不高，表現為理論知識不足、缺乏主動創新意識與能力，從而對頁巖氣測井工作的發展造成了不利影響。為此，頁巖氣測井單位應當采取有效措施以提升測井人員的綜合素質，可以通過定期舉辦行業專家講座以及組織專業技能培訓活動等形式來切實擴充測井人員的理論知識儲備、強化其專業能力，從而使其更加適應新時期頁巖氣測井地層評價工作的各類要求［3］。

除此之外，政府應當加大對頁巖氣測井領域的投資，出臺一系列保障性政策以促進測井工作的發展。與此同時，要健全測井質量控制標準，優化測井人員配置與技術引進體系。

六、結語

新的發展形勢下做好頁巖氣地層測井地層評價工作具有重要的現實意義，為此，政府要持續加大對頁巖氣測井工作的投資，測井人員要積極提升自身綜合素質、善于總結借鑒優秀的測井經驗，從而促進我國能源事業的長足進步。

參考文獻：

［1］金曉凡，曾靖珂.四川長寧地區龍馬溪組頁巖儲層裂縫預測方法研究［J］. 內蒙古石油化工. 2015（Z1）

［2］朱冬昌，付永強，馬杰，張勇，劉盛鵬，趙昊，陳虎.長寧、威遠頁巖氣開發國家示范區油基巖屑處理實踐分析［J］. 石油與天然氣化工. 2016（02）

［3］石司宇，田繼軍，王長江，韋波，楊曙光，李樂.新疆吐哈盆地頁巖氣富集條件與有利區預測［J］. 中國地質. 2016（02）

中圖分類號：P618.13

文獻標識碼：A

文章編號：1671-864X（2016）06-0134-01