论文部分内容阅读
摘 要：随着国内经济的蓬勃发展，对能源的需求不断增长，我国油气对外依存度不断提高，能源供应安全存在一定的风险，这给国内能源勘探开发企业带来了更大的压力与挑战。录井技术是油气勘探活动中的最基本的技术，它是发现油气藏、开发油气藏的最及时、最直接、也是最重要的手段之一。录井行业伴随油气田勘探开发的需求和科技的不断进步而逐步发展起来的为油田提供第一性地质信息的一门井筒技术。文章分析页岩油气录井技术现状，页岩油气勘探中的录井技术选择，最后页岩油气勘探中的录井技术的应用。
关键词：页岩油气；录井技术；选择与应用
一、页岩油气录井技术现状
美国页岩气勘探开发的成功对全球产生了至关重要的影响，许多国家相继开展了研究、勘探评价和开发试验工作。我国从中央到石油、石化系统的各个单位对此均给予了高度重视，积极开展重大专项科研、会战、标准体系等方面的工作并取得了重要进展。录井既是一项勘探技术，又是一项工程技术，作为页岩油气勘探开发过程中的重要一环，也取得了一系列进展。
1.元素化学地层剖面建立与矿物成分评价地层中岩石及其元素含量的检测与评价是页岩油气层研究领域的重要内容之一。在化学地层评价、沉积环境识别、应力环境描述、水平井地质导向、压裂改造选层等方面具有重要作用。国外三大服务公司都有各自的测录井商业化产品，如斯仑贝谢公司的ECSTM（Elemental capture spectroscopy）元素俘获能谱测井仪，哈里伯顿公司用于井场地层化学服务的Laser Start R、GEMTM（Elemental Analysis tool） 地层元素测井仪和LIBS（LASER-Induced Break down Spectroscopy）激光诱导击穿光谱仪，贝克休斯公司的FLEXTM（Formation Lithology explorer）地层岩性测井仪，这些仪器在页岩油气领域发挥了突出的作用。元素录井具有全井段分析（有的页岩油气水平井水平段不测井）、采集元素种类多、成本低等优势，是页岩油气低成本勘探开发战略的必要配套技术之一。
2.页岩油气储集层物性及孔隙结构评价。页岩油储集层的孔喉直径为30～400nm，页岩气储集层的孔喉直径为5～200nm，如此小的孔隙需要较高分辨率的设备进行物性评价。目前常用的非常规储集层实验设备，可以看出，核磁共振设备具有较高的孔喉分辨率，且能评价孔喉分布。核磁共振的孔喉分辨率与磁场强度、表面弛豫率及（CPMG）序列的回波间隔（TE）密切相关，TE越大，小孔隙的信息丢失越多，孔隙度的精度也就越差。目前的核磁共振测井仪器和核磁共振录井仪器的TE均为0.6ms，核磁共振测井从1ms开始反演，相当于735nm的孔隙；核磁共振录井从0.1ms开始反演，相当于73.5nm的孔隙。由此可见，目前的核磁共振测井和录井技术并不能满足页岩油气储集层物性评价的需要。为此，测录井所通过实验探索，采用 为0.05ms的核磁共振设备，可以检测到弛豫时间为0.01ms（相等于7.35nm）的孔隙，据此将t2谱从0.01ms开始反演，能够满足页岩油气储集层评价的需要。资料对比说明，核磁共振t2谱包含了基质孔隙、生烃孔隙和微裂缝3部分，基质孔隙峰反映了吸附气含量的高低，生烃孔隙峰反映生烃能力的大小，而微裂缝峰则反映储集层改造的难易程度。因此，对页岩油气储集层开展核磁共振孔隙结构评价对于指导油气勘探、开发具有重要的作用。
3.页岩油气识别与定量评价。页岩油气录井识别受钻井液固体粉末荧光添加剂和混油钻井液、油基钻井液的影响。采用气测、定量荧光等油气识别手段虽然有一定的效果，但不能解决同源原油混入的问题，不能定量评价地层油气含量。为此，测录井所加强了3个方面的研究：一是钻井液含油性定量检测技术；二是钻井液含气性定量检测技术；三是页岩岩样油气定量检测技术。
二、页岩油气勘探中的录井技术选择
1.泥页岩油气选区（选层）评价中的录井技术应用
（1）常规地质录井资料应用常规地质录井是录井的基础，其主要功能是人工观察与描述采集的与地层、岩性、油气显示有关的信息，为实现钻井地质设计的最主要、最基本的目的服务，反映了录井信息的最基本的功能与作用。通过常规地质录井可以建立地质剖面，从而获得页（泥）岩厚度和埋深信息，进而结合其他资料进行地层对比确定页（泥）岩分布范围，并通过岩芯、岩屑录井为其他分析化验提供基础资料。
（2）地化录井应用。北美及国内专家在页岩油气评价时特别注重TOC、有机质成熟度等相关指标，而这些在常规油气勘探中属于烃源岩评价范畴。在页岩油气钻探中，运用地化录井仪可以获得S0、S1、S2、S4、Tmax等岩石热解参数，利用S0、S1、S2、S4参数可以计算TOC，利用岩石热解参数及关系图版可以划分有机质类型。
2.泥页岩层储层流体性质解释评价中的录井技术应用
（1）常规地质录井法应用。通过常规地质录井获得的岩性、钻井液槽池面显示资料、钻井液密度、粘度、岩芯岩屑浸水试验、页岩页理含油气性是直接判断泥岩含油气性最直观的资料。
（2）气测录井法应用。气测录井是目前唯一于井口连续检测地层含油气量的技术，测量的是钻井液携带的油气，而钻井液中油气来源于被钻头破碎岩石孔隙赋存的油气和井壁地层渗入钻井液的油气。无论是常规油气储层还是非常规油气储层（煤、页岩、致密砂岩），其蕴藏的油气进入钻井液后气测录井表现特征只与储集层类型（缝、隙、洞）、地层含烃量、流体性质以及压力有关，而与储集层岩性无关，因此可以利用气测录井资料评价页（泥）岩储层的含油气性。气测录井油气层解释方法目前主要有钻时、全烃、甲烷曲线迭加后的“幅差形态法”解释法。皮克斯勒图版解释方法、甲烷相对含量-乙丙烷比值图版法。通过这些解释方法可以判断泥页岩储层流体性质、储层流体压力及渗透相对高低。
三、录井技术系列及应用
录井技术系列是针对不同的地质任务、勘探目标、地质条件、钻井施工工艺等因素建立起的一整套技术措施的组合。它一般可分为探井技术系列和开发井技术系列， 分别适用于科学探索井、区域预探井、一般预探井、详探井或评价井以及各类型开发井等。利用不同的技术手段， 录取不同的资料、不同功能的组合、进行不同的分析解释，完成不同的录井技术服务。目前已初步建立了七大录井技术系列。一是地质剖面录井系列。主要包括岩屑录井、钻时录井、岩心录井（或岩心扫描技术）、井壁取心、碳酸盐含量分析、岩矿分析、古生物分析、核磁共振分析， 地质循环观察录井等。其主要功能是： 建立准确地质剖面， 为勘探开发决策和地质研究提供基础资料；直接获取生储盖评价基础资料， 为勘探方案的制定提供决策依据；进行沉积相分析， 为编制开发方案和储量计算提供基础资料； 精确地层分层， 为准确标定地震剖面提供确切资料；从岩心、岩屑、井壁取心等岩样上可以直接确定岩性及其描述， 观察岩屑含油气的情况以及原油的产状和性质等， 这对勘探目标来说是最准确， 直接识别油气层的方法；利用岩屑的碳酸盐成分的含量、含有的矿物成分、含有的古生物类型来确定地层类型等。
四、结语
页岩油气勘探开发虽不是新生事物，但也不能完全照搬常规的录井技术和方法，需要明确发展思路与方向，在充分认识其地质特征与工程特点的基础上，实现新的突破。
参考文献：
[1]邹才能，朱如凯，白斌，等.中国油气储集层中纳米孔首次发现及其科学价值[J].岩石学报，2011，27（6）：1857-1864.
[2]刘洪林，王 莉，王红岩等. 中国页岩气勘探开发适用技术探讨[J]. 油气井测试，2009，18（4）：68-71.
[3] 巫正礼. 论录井技术的发展方向[J] . 录井技术， 1998， （4） .
关键词：页岩油气；录井技术；选择与应用
一、页岩油气录井技术现状
美国页岩气勘探开发的成功对全球产生了至关重要的影响，许多国家相继开展了研究、勘探评价和开发试验工作。我国从中央到石油、石化系统的各个单位对此均给予了高度重视，积极开展重大专项科研、会战、标准体系等方面的工作并取得了重要进展。录井既是一项勘探技术，又是一项工程技术，作为页岩油气勘探开发过程中的重要一环，也取得了一系列进展。
1.元素化学地层剖面建立与矿物成分评价地层中岩石及其元素含量的检测与评价是页岩油气层研究领域的重要内容之一。在化学地层评价、沉积环境识别、应力环境描述、水平井地质导向、压裂改造选层等方面具有重要作用。国外三大服务公司都有各自的测录井商业化产品，如斯仑贝谢公司的ECSTM（Elemental capture spectroscopy）元素俘获能谱测井仪，哈里伯顿公司用于井场地层化学服务的Laser Start R、GEMTM（Elemental Analysis tool） 地层元素测井仪和LIBS（LASER-Induced Break down Spectroscopy）激光诱导击穿光谱仪，贝克休斯公司的FLEXTM（Formation Lithology explorer）地层岩性测井仪，这些仪器在页岩油气领域发挥了突出的作用。元素录井具有全井段分析（有的页岩油气水平井水平段不测井）、采集元素种类多、成本低等优势，是页岩油气低成本勘探开发战略的必要配套技术之一。
2.页岩油气储集层物性及孔隙结构评价。页岩油储集层的孔喉直径为30～400nm，页岩气储集层的孔喉直径为5～200nm，如此小的孔隙需要较高分辨率的设备进行物性评价。目前常用的非常规储集层实验设备，可以看出，核磁共振设备具有较高的孔喉分辨率，且能评价孔喉分布。核磁共振的孔喉分辨率与磁场强度、表面弛豫率及（CPMG）序列的回波间隔（TE）密切相关，TE越大，小孔隙的信息丢失越多，孔隙度的精度也就越差。目前的核磁共振测井仪器和核磁共振录井仪器的TE均为0.6ms，核磁共振测井从1ms开始反演，相当于735nm的孔隙；核磁共振录井从0.1ms开始反演，相当于73.5nm的孔隙。由此可见，目前的核磁共振测井和录井技术并不能满足页岩油气储集层物性评价的需要。为此，测录井所通过实验探索，采用 为0.05ms的核磁共振设备，可以检测到弛豫时间为0.01ms（相等于7.35nm）的孔隙，据此将t2谱从0.01ms开始反演，能够满足页岩油气储集层评价的需要。资料对比说明，核磁共振t2谱包含了基质孔隙、生烃孔隙和微裂缝3部分，基质孔隙峰反映了吸附气含量的高低，生烃孔隙峰反映生烃能力的大小，而微裂缝峰则反映储集层改造的难易程度。因此，对页岩油气储集层开展核磁共振孔隙结构评价对于指导油气勘探、开发具有重要的作用。
3.页岩油气识别与定量评价。页岩油气录井识别受钻井液固体粉末荧光添加剂和混油钻井液、油基钻井液的影响。采用气测、定量荧光等油气识别手段虽然有一定的效果，但不能解决同源原油混入的问题，不能定量评价地层油气含量。为此，测录井所加强了3个方面的研究：一是钻井液含油性定量检测技术；二是钻井液含气性定量检测技术；三是页岩岩样油气定量检测技术。
二、页岩油气勘探中的录井技术选择
1.泥页岩油气选区（选层）评价中的录井技术应用
（1）常规地质录井资料应用常规地质录井是录井的基础，其主要功能是人工观察与描述采集的与地层、岩性、油气显示有关的信息，为实现钻井地质设计的最主要、最基本的目的服务，反映了录井信息的最基本的功能与作用。通过常规地质录井可以建立地质剖面，从而获得页（泥）岩厚度和埋深信息，进而结合其他资料进行地层对比确定页（泥）岩分布范围，并通过岩芯、岩屑录井为其他分析化验提供基础资料。
（2）地化录井应用。北美及国内专家在页岩油气评价时特别注重TOC、有机质成熟度等相关指标，而这些在常规油气勘探中属于烃源岩评价范畴。在页岩油气钻探中，运用地化录井仪可以获得S0、S1、S2、S4、Tmax等岩石热解参数，利用S0、S1、S2、S4参数可以计算TOC，利用岩石热解参数及关系图版可以划分有机质类型。
2.泥页岩层储层流体性质解释评价中的录井技术应用
（1）常规地质录井法应用。通过常规地质录井获得的岩性、钻井液槽池面显示资料、钻井液密度、粘度、岩芯岩屑浸水试验、页岩页理含油气性是直接判断泥岩含油气性最直观的资料。
（2）气测录井法应用。气测录井是目前唯一于井口连续检测地层含油气量的技术，测量的是钻井液携带的油气，而钻井液中油气来源于被钻头破碎岩石孔隙赋存的油气和井壁地层渗入钻井液的油气。无论是常规油气储层还是非常规油气储层（煤、页岩、致密砂岩），其蕴藏的油气进入钻井液后气测录井表现特征只与储集层类型（缝、隙、洞）、地层含烃量、流体性质以及压力有关，而与储集层岩性无关，因此可以利用气测录井资料评价页（泥）岩储层的含油气性。气测录井油气层解释方法目前主要有钻时、全烃、甲烷曲线迭加后的“幅差形态法”解释法。皮克斯勒图版解释方法、甲烷相对含量-乙丙烷比值图版法。通过这些解释方法可以判断泥页岩储层流体性质、储层流体压力及渗透相对高低。
三、录井技术系列及应用
录井技术系列是针对不同的地质任务、勘探目标、地质条件、钻井施工工艺等因素建立起的一整套技术措施的组合。它一般可分为探井技术系列和开发井技术系列， 分别适用于科学探索井、区域预探井、一般预探井、详探井或评价井以及各类型开发井等。利用不同的技术手段， 录取不同的资料、不同功能的组合、进行不同的分析解释，完成不同的录井技术服务。目前已初步建立了七大录井技术系列。一是地质剖面录井系列。主要包括岩屑录井、钻时录井、岩心录井（或岩心扫描技术）、井壁取心、碳酸盐含量分析、岩矿分析、古生物分析、核磁共振分析， 地质循环观察录井等。其主要功能是： 建立准确地质剖面， 为勘探开发决策和地质研究提供基础资料；直接获取生储盖评价基础资料， 为勘探方案的制定提供决策依据；进行沉积相分析， 为编制开发方案和储量计算提供基础资料； 精确地层分层， 为准确标定地震剖面提供确切资料；从岩心、岩屑、井壁取心等岩样上可以直接确定岩性及其描述， 观察岩屑含油气的情况以及原油的产状和性质等， 这对勘探目标来说是最准确， 直接识别油气层的方法；利用岩屑的碳酸盐成分的含量、含有的矿物成分、含有的古生物类型来确定地层类型等。
四、结语
页岩油气勘探开发虽不是新生事物，但也不能完全照搬常规的录井技术和方法，需要明确发展思路与方向，在充分认识其地质特征与工程特点的基础上，实现新的突破。
参考文献：
[1]邹才能，朱如凯，白斌，等.中国油气储集层中纳米孔首次发现及其科学价值[J].岩石学报，2011，27（6）：1857-1864.
[2]刘洪林，王 莉，王红岩等. 中国页岩气勘探开发适用技术探讨[J]. 油气井测试，2009，18（4）：68-71.
[3] 巫正礼. 论录井技术的发展方向[J] . 录井技术， 1998， （4） .