页岩气地球物理预测与评价方法技术探讨.pdf

第五届中国石油地质年会 页岩气地球物理预测与评价方法技术探讨 李曙光 1，2 徐天吉 1，2 （1. 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都610000 2. 中国石油化工股份有限公司多波地震技术重点实验室，四川成都610000 ） 摘要：页岩气是中国新能源战略的重点方向。目前中国的页岩气勘探开发刚刚起步，对于页 岩气层的地球物理特征及地球物理勘探方法研究甚少。本文讨论了国内外页岩气地球物理研 究的现状及发展方向，根据页岩易脆、性软的特性，对页岩气的岩石物理基础进行了分析， 提出了地球物理技术在页岩气预测及评价中的几个主要作用及方法，为页岩气的地球物理勘 探提供了思路。 关键词：页岩气 地球物理 储层识别 裂缝 页岩气是一类资源量十分丰富、勘探开发潜力极大的非常规天然气。目前，对于非常规 天然气的界定，尽管学者们尚未取得一致的意见，但普遍认为非常规天然气体系应包括裂缝 页岩气（FSG ）、致密砂岩气（TGS）、盆地中心气（BCG ）、浅层甲烷气（SBM）、煤层 气（CBM）和天然气水合物（GH）。页岩气（Shale Gas 或 Gas Shale ）是储量最大、极具 勘探开发潜力的重要类型之一。近年来，北美地区的勘探实践已经证实，页岩气资源十分丰 富、分布非常广泛。正是在北美地区（主要是美国）页岩气的成功勘探开发的启示和影响下， 这类天然气资源成为当今油气勘探开发的热点。总体而言，近几年页岩气在非常规天然气中 异军突起，已经成为全球油气勘探开发的新亮点；然而，在页岩气的成藏认识、资源评估、 勘探开发等方面尚存在诸多难题，资源获取难度极大。在这样的背景下，与页岩气相关的理 论、方法、技术成为了该领域研究的前沿课题。 1 页岩气的地球物理研究现状及方向 页岩气作为当今油气藏勘探的前沿领域，日益成为石油天然气勘探开发研究的热门课 题。2008 年 4 月在美国召开的 AAPG 国际会议上，页岩气成为本次会议的焦点，相关的论文 达到 50 多篇。其研究内容涉及到页岩层实验样品分析、地震特征、沉积层序、页岩气的生 成和保存以及页岩气钻井及工业开采技术等各个方面。SEG 于 2011 年 3 月在成都开了一次 页岩气技术交流会；《The Leading Edge》于 2011 年第 3 期出了一期针对页岩气的专辑， 共有 9 篇技术文章，主要内容包括页岩的各向异性分析、岩石物理测试、层序地层与地震岩 石力学等几个方面；EAGE 于 2011 年 6 月在成都开了一次页岩气技术交流会；《First Break》 （2011）第 5 期刊登了一期针对非常规油气的专辑。可见，页岩气在业界倍受关注的程度极 高。 在美国、加拿大等页岩气的勘探开发实践中，油气田的开发周期主要包括 5 个阶段，即 资源评估、勘探启动、早期开采、成熟开采和产量递减阶段。涉及的技术涵盖与地质、地球 物理、地球化学等多学科交叉的资源评价技术及测井、钻井与完井、储层改造与动态监测等 开发技术。总体而言，针对页岩气的综合地质研究主要包括如下几个方面： 130 第五届中国石油地质年会 ① 研究含气页岩发育的地质条件、沉积相及沉积特征（如，地质构造、地层、页岩体 的大小、厚度、形态、连续性等）； ② 页岩气的产层特征研究，包括渗透率、孔隙度和气水饱和度的室内测定；利用测井 资料（包括常规和非常规测井资料）求取 K、ø、Sg、Sw 等参数；研究孔隙结构非均质性对 含气性的影响；页岩地球化学参数的测定，矿物组份（硅质含量、钙质含量、粘土含量）的 分析；总有机碳、热成熟度、干酪根类型的测定及其对含气量的影响研究；吸附气和游离气 含量分析；页岩气成因研究（热成因和生物成因气）； ③ 页岩气含油气系统研究（包括天然气的生成、运移、聚集及圈闭）； ④ 研究裂缝的成因、分布、矿物充填情况和诊断技术及其对页岩气储量和产能的影响； ⑤ 异常压力研究，如异常压力成因机制及其与含气性之间的关系，异常压力对页岩气 的勘探意义； ⑥ 地质人员与工程技术人员协同，研究和试验页岩气的产层改造和增产措施； ⑦ 研究煤层气、致密砂岩气与页岩气生、储、运之间的某些相