中原石油工程有限公司地球物理测井公司 河南濮阳 457000
摘要：随着美国页岩气革命的成功和页岩资源开采的繁荣发展，页岩油气资源也成为了近些年人们讨论的热点之一，页岩气储层地球物理测井技术，采用引进和自主研发相结合的方式，创新发展了页岩气实验评价技术；创建了页岩四孔隙组分”测井评价模型和页岩游离气、吸附气含量测井评价技术；初步建立了页岩气甜点地球物理预测技术，主要包括：页岩各向异性岩石物理建模，TOC、脆性指数（BI）、地层压力、地应力、天然裂缝地震预测技术。开发方面，建立了页岩气压裂水平井产能评价和动态分析预测方法，形成复杂地表地质条件下页岩气开发技术政策优化技术。
关键词：页岩气储层；物理测井；评价现状
近年来，随着计算机与ＧＰＳ技术的发展，地球物理方法勘探的效率与精度已有很大提升，这为页岩气勘探提供了有效的技术支撑。由于页岩气主体一般位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，且储层致密，因此地球物理方法是分析页岩气空间分布最有效、最准确的预测技术。在所有地球物理方法中，地震勘探在识别和追踪页岩储层空间分布具有明显优势；测井则能精细评价页岩层及储气能力；电磁法具有探测深度大、工作效率高的特点，可用于寻找深部圈闭构造；而重磁法可解决区域构造格架问题，圈定有利远景区；利用非震方法可达到间接寻找页岩气的目的。
1.页岩气勘探中的地球物理测井技术
1.1井下地层是由各类岩石组成，不同的岩石具有不同的物理化学性质，为了研究各类岩石的物理性质及井下地层是否含有石油天然气和其他有用矿产，建立了一门实用性很强的边缘学科，就是地球物理测井学，简称“测井”，它以地质学、物理学、数学为理论基础，采用计算机信息技术、电子技术及传感器技术，设计出专门的测井仪器，沿着井身进行测量，得出地层的各种物理、化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息，为石油天然气勘探、油气田开发提供重要数据和资料。地球物理测井的技术能在各种条件下测量地层电阻率，利用地层电阻率和介电常数能准确地划分出油气层。
1.2地球物理测井包括以下方法：
（1）电法测井，如视电阻率测井、侧向测井、感应测井、阵列感应测井等，能在各种条件下测量地层电阻率。
（2）电波传测并，测量岩石介电常数，利用地层电阻率和介电常数能准确地划分出油气层。
（3）地层倾角测井，确定井下地层的产状和构造，地层微电阻率扫描成像测井，能研究地层结构、层理及裂缝等，并能给出并壁成像。
（5）声波测井，如声速测井、阵列声波测井、偶极声波成像测并等，可用于确定地层机械特性等。并下声波电视可提供并壁图像，是成像测并系列的方法之一。
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（6）核测并（放射性测并），用于最岩石的自然放射性，可确定若石中轴、仕、钾的含量。用细马射线源照射地层可确定地层的若性和密度，称为若性度测并，用中子源照射地层可研究地层的中子特性，包括中子器井、中子活化测井等，用于确定井下地层的岩性、孔隙度及含油和度，是划分油气、水层的重要方法。
（7）频谱分解技术：基于含油气储层的高频吸收特性进行页岩气检测。这项技术已在常规油气中开展应用，但在页岩气的应用中还较少。
2.地球物理测井技术评价现状
2.1技术评价具有分辨率高、精细测量的特点，已成为常规油气勘探中必不可少的手段之一。与钻探相比，地球物理测井更加经济高效，不需要取芯即可准确获取钻孔中的多种物性参数。由于受环境影响，测量岩芯获得的物性参数与真值之间往往存在一定的误差，而地球物理测井法直接在井中进行测量，不改变其物质的沉积环境，因而可以获得更加准确的结果。除了直接获得井中物性参数外，还可以对井壁周围进行推测，判断目标体的规模和延伸。由此可见，在评价页岩气储量方面，地球物理测井已成为页岩气勘探开发的重要技术手段。
由于含气页岩的孔隙渗透率低，且具有很强的非均质性和各向异性，常规测井解释评价方法不再适用，因而需要建立新的测井方法模式。已经逐渐发展起来用于识别页岩气储层的测井技术方法有气测识别法、常规测井组合识别法、ΔｌｇＲ 识别法、介电常数识别法。
测井仪器的发展和各行各业的测试技术一样，随着科学技术的进步从简单到复杂。最早的测井仪器就是一个大的方用表，将测量电极延伸至井下，随着测井学科的发展，测量地层的电阻进而换算成电阻率更由于材料工业、电子技术、计算机技术和信息技术的飞速发展，使测井仪器从单一的单参数测量发展到对多参数大量信息进行采集、传输到处理、解释，并经历了从模拟记求、数字记录、数字控制到今天的成像测井系统，实时地自动展现井下地层各种物理参数的二推图像。油气地层的电、核等物理性质也个同于个含油气的地层，从单一的电测井到包括电、声、核、核磁的各类测并，使仪器多样化。因此，在石油探中，需要在几千米的井中测量所有地层的电、声、核、核磁等物理性质，以确定哪些深度的地层含有油气。并以地面的计算机为中心按照一定的时序对地层的各种物理信息进行采集、传输、处理和快速解释，把测量上述各种物理性质的仪器组合在一起，并在测量过程中实时地对下井仪器进行控制。这就是现代的石油测井仪器系统。
结语：
经过多年的技术攻关，我国已经形成了一批适应于海相页岩气的勘探开发工程技术系列，实现了页岩气勘探开发的良好开局。但国内页岩气发展仍然面临技术、成本、环境三大严峻挑战，仍然需要加强中国特色页岩气地质理论和勘探开发技术攻关，攻克技术难点，形成具有竞争力的技术装备体系；同时创造更有利的政策环境，以实现中国页岩气的跨越发展。
参考文献：
[1]李家斌，屈念念.综合地球物理方法在黔西页岩气勘探中的应用[J].中国地质调查，2018，5（6）：97-105.
[2]谢启茂.地球物理技术在页岩气勘探开发中的应用[J].石化技术，2018，25（3）：147.
论文作者:陈斌
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第11期
论文发表时间:2019/5/23
标签：页岩论文; 地层论文; 技术论文; 地球物理论文; 油气论文; 测量论文; 电阻率论文; 《建筑模拟》2019年第11期论文;