非常規(guī)油氣勘探的地層評價以及地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

種 苗

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

頁巖氣行業(yè)的興旺與持續(xù)壯大離不開技術(shù)的支持，正是由于常規(guī)鉆探積累了不少的經(jīng)驗技術(shù)，頁巖氣的勘探開發(fā)才會這么順利。而對于非常規(guī)的油氣開發(fā)而言，更多的利用水平井的鉆井技術(shù)與水利壓裂技術(shù)，這兩項技術(shù)是頁巖氣油氣資源開發(fā)進(jìn)行的如此順利的關(guān)鍵所在。美國作為整個世界上目前開采頁巖氣資源最為豐富的國家，積累了許多相關(guān)的成功經(jīng)驗以及教訓(xùn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，美國在巴奈特、鷹灘這樣的一些頁巖氣富集區(qū)開始了鉆探活動，并且陸續(xù)收獲了很多頁巖氣儲量。由于近幾年油氣行業(yè)進(jìn)入寒冬，天然氣的價格持續(xù)走低，勘探也受到了影響，但是美國的頁巖氣勘探開發(fā)區(qū)域的頁巖氣儲量發(fā)現(xiàn)卻在不斷的創(chuàng)下新高，這說明了只要擁有相對先進(jìn)的非常規(guī)油氣勘探的地層評價以及地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，就可以在一定程度上克服困難，帶來持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益[1-3]。

1 頁巖油田的地層評價與優(yōu)化設(shè)計

在美國的典型非常規(guī)儲層中，滲透率比較低，這也是頁巖氣儲層的一個比較明顯的特征，因此對于地層評價與生產(chǎn)來說，如何讓更多的井眼與儲層連接就成為了考驗研究人員的一個難題。美國學(xué)者Dustar Hofter 在石油與勘探年會上特意提到，如果可以很好的控制完井設(shè)計中的復(fù)雜裂縫井網(wǎng)的開啟以及閉合，就可以讓整個導(dǎo)流路徑更為通暢，讓儲層與井眼更多的相對接融合。在美國中部的頁巖儲集區(qū)域內(nèi)，許多高密度、多類型的天然裂縫在整個儲層中彌補，因此提升對于頁巖油田的地層評價以及完井技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計，將能夠很好的打開儲層，釋放油氣儲量[4-5]。

1.1 確定天然裂縫

在尋找天然裂縫的過程當(dāng)中，可以發(fā)現(xiàn)在美國中部的巴斯縣，擁有著極為特殊的非常規(guī)頁巖儲層，這些儲層中的天然裂縫對于整個頁巖油田的勘探開發(fā)以及生產(chǎn)運行有著重要的影響，裂縫也決定著油氣的運聚單元的分布，尤其是當(dāng)烴為液態(tài)與游離態(tài)時，這種情況將會更為顯眼。為了確定這個區(qū)域內(nèi)頁巖的天然裂縫位置，相關(guān)工作人員才用了多種測井技術(shù)。一般而言，評價頁巖油田相關(guān)儲層的方法包含：雙側(cè)向、自然電位、微電極、自然伽馬、聲波全波列、中子孔隙率、井徑測井、補償密度以及聲波時差等測井方法，這些測井方法能夠很好的觀察確定儲層周圍的天然裂縫的存在狀態(tài)，以及能夠觀察到這些裂縫的開啟閉合狀態(tài)。經(jīng)過研究得知：這些天然氣裂縫主要是生成在沿最小水平應(yīng)力方向所鉆井眼周圍的相關(guān)走向方向。而儲層里面的次要裂縫一般不同于主要裂縫的走向方向，他們的方向互相垂直，能夠形成一個非常規(guī)各向異性的生產(chǎn)通道，這樣的生產(chǎn)通道可以更加匹配儲層，將極大的為未來的勘探開發(fā)帶來好處。

1.2 針對地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的裂縫匹配分析

針對巴斯縣北部的三口井進(jìn)行編號以及分析的結(jié)果可以用圖表代號表示。假設(shè)這三口井分別編號為ABC，在對這三口井進(jìn)行相應(yīng)模擬之前，可以針對地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)做一個裂縫匹配分析，這個分析也會利用一系列的軟件進(jìn)行模擬，針對當(dāng)前的地質(zhì)問題已經(jīng)不能用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行討論，在未對地下構(gòu)造情況進(jìn)行建模的情況下，也很難完成地下相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌歸納。

2 相關(guān)頁巖氣田完井作業(yè)實例

根據(jù)以上相關(guān)結(jié)論，結(jié)合相關(guān)工區(qū)的實際情況，可以選擇四口井作為實驗對象，這四口井每口井相距兩千碼左右，相互之間平行，并設(shè)置代號分別為：1H，2H，3H，4H。

在這四口井中，井1H 安裝了球閥壓裂裝置，作為對比試驗，井2H 采用了橋塞射孔的相關(guān)手段來進(jìn)行完井作業(yè)，在對比試驗的過程中，一定需要注意的是，每口井只有在相關(guān)定量相同、只存在某一特定變量的情況下，才能夠得到對比試驗結(jié)果。在后面的實驗中，井3H 與井4H 都是基于前面的兩口井進(jìn)行對比實驗來判斷是否會出現(xiàn)地質(zhì)異常，這樣的“保險”策略能夠在很大程度上避免干擾的發(fā)生。按照相同的安排，對兩組井進(jìn)行試驗，并對于四口井都可以采用油溶示蹤劑來對單井的產(chǎn)量進(jìn)行綜合評價與系統(tǒng)分析。

利用化學(xué)地層學(xué)建立起來的一組橫向的四口井的記錄，由于在低黏土含量的區(qū)域油氣的產(chǎn)量較高，當(dāng)遇到高黏土含量區(qū)域的時候，卻往往出現(xiàn)相反的結(jié)果，因此基于這些試驗記錄我們可以確定相關(guān)技術(shù)的使用位置。

3 結(jié)論

1）在頁巖油、頁巖氣等非常規(guī)油氣田中，地質(zhì)導(dǎo)向的技術(shù)對含油氣層段生產(chǎn)至關(guān)重要，對于尋找裂縫發(fā)育以及尋找水平井的井眼，都有著不可替代的作用。

2）在進(jìn)行非常規(guī)油氣勘探的地層評價中，可以充分利用新技術(shù)、新方法，通過化學(xué)示蹤等技術(shù)，對非常規(guī)油氣田增產(chǎn)方向進(jìn)行研究，并進(jìn)行技術(shù)改良，以滿足擴(kuò)大生產(chǎn)的目的。

3）經(jīng)過目前的研究，實驗人員發(fā)針對地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的裂縫匹配分析是一種非常重要的措施，其優(yōu)勢兼具成本低、效果好、環(huán)境破壞壓力較小等特點，隨著頁巖油氣的持續(xù)開發(fā)，工程技術(shù)將會變得越來越重要，在不久的將來，我們有理由相信，非常規(guī)油氣勘探的地層評價以及地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)將會取得更大的突破。