非常规油气资源地球物理勘探技术发展现状及趋势

1、1会计学非常规油气资源地球物理勘探技术发展非常规油气资源地球物理勘探技术发展现状及趋势现状及趋势一、非常规油气资源概念二、非常规油气资源勘探开发技术体系三、页岩气地球物理勘探技术发展现状四、煤层气地球物理勘探技术发展现状五、展望汇 报 内 容p随着美国页岩气勘探开发的成功，人们逐渐意识到非常规油气的巨大资源潜力，随着美国页岩气勘探开发的成功，人们逐渐意识到非常规油气的巨大资源潜力，开始出现全球热潮。美国已经在非常规评价方面形成了一套比较成熟和完整的技开始出现全球热潮。美国已经在非常规评价方面形成了一套比较成熟和完整的技术方法。术方法。p 我国非常规资源勘探开发正处于起步阶段，还没有形成系统的非

2、常规油气勘我国非常规资源勘探开发正处于起步阶段，还没有形成系统的非常规油气勘探开发技术评价体系，勘探技术几乎空白。探开发技术评价体系，勘探技术几乎空白。p地球物理技术发展迅速主要表现在高精度采集处理解释、叠前成像、储层预测、地球物理技术发展迅速主要表现在高精度采集处理解释、叠前成像、储层预测、多波技术等方面。国际和国家油公司在勘探开发全过程运用这些地球物理技术来多波技术等方面。国际和国家油公司在勘探开发全过程运用这些地球物理技术来解决非常规油气勘探开发问题，必将高效低成本勘探开发的最有效的途径。解决非常规油气勘探开发问题，必将高效低成本勘探开发的最有效的途径。1.0 1.0 非常规油气资源发展

3、现状非常规油气资源发展现状一、一、非常规油气资源概念非常规油气资源概念非常规油气资源技术经济学角度工程技术学角度石油地质学角度 将现有技术难以进行经济开发的油气资源称为非常规油气资源。美国能源安全联合研究协会（RPSEA）认为非常规油气资源应该是采用普通勘探开发技术难以表征和进行商业性生产的油气聚集。 美国地质调查局（USGS）从油气藏的地质特征出发，提出“连续型油气藏”的概念，指空间分布范围大、无清晰边界且不依赖于水柱而存在的油气藏；其主要的差别在于资源的“低品位”。上世纪70年代早中期美国多数勘探地质学家将次经济的和在经济评价中处在盈亏平衡点上的煤层气、页岩气、致密气、致密油等称为非常规油

4、气资源1.1 1.1 什么是非常规天然气资源什么是非常规天然气资源一、一、非常规油气资源概念非常规油气资源概念 所谓非常规天然气资源，是的埋藏、赋存状态与常规天然气资源有较大的差别，资源的“低品位”的；尚未充分认识、还没有可以借鉴的成熟技术和经验进行开发的一类天然气资源。主要包括：u煤层气（瓦斯）；u页（泥）岩气；u致密气（致密砂岩气、火山岩气、碳酸盐岩气）；u天然气水合物（可燃冰）；u水溶气；u无机气以及盆地中心气、浅层生物气等。1.1 1.1 什么是非常规天然气资源什么是非常规天然气资源一、一、非常规油气资源概念非常规油气资源概念一、非常规油气资源概念二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系

5、三、页岩气地球物理勘探技术发展现状四、煤层气地球物理勘探技术发展现状五、展望汇 报 内 容 以美国为代表的非常规天然气开采，经过近30年的不断探索，形成了适用于非常规天然气开发的技术体系。中国在致密气开发走在了世界前列。 其关键主体技术包括：非常规天然气地震勘探开发技术非常规天然气地震勘探开发技术。非常规天然气成藏基础理论研究（有机质、孔隙、渗流等）。致密砂岩气藏精细描述技术。丛式井、水平井、羽状水平井钻井工艺技术。多井、多层压裂改造增产工艺技术（批量化施工）。 成功的关键词：低成本技术体系；低成本管理体系。2.1 2.1 全球非常规天然气开发技术体系全球非常规天然气开发技术体系二、二、非常规

6、油气资源勘探开发技术体系非常规油气资源勘探开发技术体系煤层地球物理识别技术（国内先进）煤层钻完井技术（国内先进）页岩岩石物理模拟、地震勘探识别技术（正在攻关试验）羽状多分枝钻井技术（低成本新技术、世界先进）排水采气技术（沁水盆地，成熟技术）水平井钻井技术（成熟技术）水平井分段压裂改造技术（大庆、长庆、吉林正在攻关试验）排水采气技术低压集输处理工艺技术等 经过多年的不懈努力，中国非常规天然气开发初步探索形成了一系列关键技术，有些技术已达到世界先进水平。2.2 2.2 中国非常规天然气开发技术体系中国非常规天然气开发技术体系二、二、非常规油气资源勘探开发技术体系非常规油气资源勘探开发技术体系一、非

7、常规油气资源概念二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系三、页岩气地球物理勘探技术发展现状及趋势四、煤层气地球物理勘探技术发展现状及趋势五、展望汇 报 内 容Barnett页岩页岩微裂缝微裂缝微孔隙微孔隙吸附气吸附气游离气游离气有机质有机质粘粘土土颗颗粒粒储集空间储集空间页岩气页岩气以吸附或游离状态赋存在暗色泥页岩中的非常规天然气。与常规气藏不同，泥页岩既是天然气生成的烃源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层，具有典型的“自生自储”的特点。储层储层微观孔隙发育, 具有三孔隙结构, 具有很强的各向异性，特征介于致密砂岩与煤层(吸附气85%以上)之间，主要的差别在于资源的“低品位”。三、三、页岩气地

8、球物理勘探技术发展现状3.1 3.1 页岩储层特征页岩储层特征测井曲线测井曲线输出参数输出参数曲线特征曲线特征影响因素影响因素自然伽马自然伽马自然放射性高值（高值（100API100API），）， 局部低值局部低值泥质含量越高，自然伽马值越大，有机质可能含有高放射性物质井径井径井眼直径扩径扩径泥质地层显扩径：有机质的存在使井眼扩径严重声波时差声波时差时差曲线较高，明显较高，明显“跳波跳波”岩性密度：泥岩页岩砂岩；有机质丰度高，声波时差大；含气量增大声波值变大；遇裂缝发生周波跳跃；中子孔隙度中子孔隙度中子孔隙度高值高值束缚水使测量值偏高；含气量增大使测量值偏低；裂缝地区的中子孔隙度变大地层密度地

9、层密度地层密度中低值中低值含气量大密度值低；有机质使测量值偏低；裂缝底层密度值偏低，井径扩大岩性密度岩性密度有效光电吸收指低值低值烃类引起测量值偏小，气体引起测量值偏小，裂缝带局部曲线降低深浅电阻率深浅电阻率深探测电阻率，浅探测电阻率总体低值，局部高值总体低值，局部高值地层渗透率：泥质和束缚水均使电阻率偏低，有机质干酪根电阻率极大，测量值局部为高值（张卫东（张卫东 2010 ）页岩气层测井特征页岩气层测井特征 “四高两低一扩四高两低一扩”三、三、页岩气地球物理勘探技术发展现状采集技采集技术术基于不同目的层埋深的优化观测系统技术基于不同目的层埋深的优化观测系统技术经济技术一体化地震采集技术经济技

10、术一体化地震采集技术基于高精度卫片炮检点布设技术基于高精度卫片炮检点布设技术长排列长排列+小弯线小弯线+小道距观测系统技术小道距观测系统技术山地高精度静校正技术山地高精度静校正技术波动方程正演与照明技术波动方程正演与照明技术处理技处理技术术山地地区配套静校正处理技术山地地区配套静校正处理技术高保真综合去噪处理技术高保真综合去噪处理技术高精度振幅补偿处理技术高精度振幅补偿处理技术各向异性叠前时间偏移处理技术各向异性叠前时间偏移处理技术三维分方位角配套处理技术三维分方位角配套处理技术其中为有效方法有地震干涉；面波反演；其中为有效方法有地震干涉；面波反演；宽方位；全波反演；偏移向量，并且重视宽方位；

11、全波反演；偏移向量，并且重视静校正和速度建模静校正和速度建模（据（据SLB和和XTO / ExxonMobil）解释技解释技术术页岩储层综合标定、地震响应页岩储层综合标定、地震响应三维构造建模及解释技术三维构造建模及解释技术复杂地表构造变速成图方法复杂地表构造变速成图方法页岩储层地震反演技术页岩储层地震反演技术裂缝识别技术裂缝识别技术页岩储层综合评价页岩储层综合评价（郝会民（郝会民（BGP总工总工），），Alex Marinez（ExxonMobil）等，非常规油气勘探开发技术专题研讨会，）等，非常规油气勘探开发技术专题研讨会，2011年年10月）月） 20002000年以来，年以来，XTO/

12、ExxonMobil XTO/ExxonMobil 主要支持公司非常规项目，具有丰富的页岩主要支持公司非常规项目，具有丰富的页岩气开发经验，涉及美国几乎所有的主要页岩气气开发经验，涉及美国几乎所有的主要页岩气，是美国最大的天然气生产商是美国最大的天然气生产商，页页岩气产量大约为岩气产量大约为2Bcfd2Bcfd； 2009201120092011年，年，BGPBGP在滇北昭通等地区实施了专门针对页岩气为目标的二维在滇北昭通等地区实施了专门针对页岩气为目标的二维和三维的地震勘探。和三维的地震勘探。页岩气层储层评价页岩气层储层评价三、三、页岩气地球物理勘探技术发展现状一、非常规油气资源概念二、全球

13、非常规油气资源勘探开发技术体系三、页岩气地球物理勘探技术发展现状四、煤层气地球物理勘探技术发展现状五、展望汇 报 内 容 目前，世界17个主要采煤国家均开展了煤层气的开发利用，其中地面地震探测技术美国；沿煤层钻探、横波地震、地面地震及地震填图等澳大利亚；地质参数和富集储层的物理、化学特征俄罗斯；横波地震探测德国。4.1 4.1 煤层气国外勘探技术现状煤层气国外勘探技术现状三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状地震勘探技术亟待突破中国石化煤层气“十二五”勘探开发规划与国内煤田企业合作，扩大资源基础；依靠科技进步，坚持效益优先；尽快煤层气实现工业性突破；识别煤层，并查明主要目的煤层的埋深、几

14、何形态（煤层厚度平面展布范围）、与煤层相关的构造及断层发育情况查明煤层中裂缝或者割理发育情况查明煤层中流体（水、气）的特征及其富集规律、压力和温度、泊松比、杨氏模量q 加快地球物理技术、目的层改造技术及井筒工程技术突破与创新，开展工业化试验和示范，实现规模化发展。1970198019902000201020202030煤层气页岩气致密气页岩气美国非常规气发展阶段中国非常规气发展阶段煤层气4.2 4.2 煤层气地震勘探亟待解决的技术问题煤层气地震勘探亟待解决的技术问题三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状基本形成800m以内浅、中高煤阶煤层气勘探开发技术q 经过多年的攻关研究与实践，国内逐

15、步形成了 以地震勘探确定煤层分布范围与空间形以地震勘探确定煤层分布范围与空间形态，识别断裂，优化设计钻探井位；态，识别断裂，优化设计钻探井位；以裂缝识别技术预测优势渗流通道；以裂缝识别技术预测优势渗流通道； 以地质综合研究评价研究沉积体系、预测煤层厚度、含气量，分析成藏模式，优选富集区带；以煤岩学评价与测井评价认识煤岩成分、煤型及结构，评价煤储层物理、物性特征，确定射孔方案和排采基本工作制度等预测、评价技术系列。( (接铭训，非常规天然气有效开采工程技术会议，接铭训，非常规天然气有效开采工程技术会议，20112011年年9 9月月) )53553052552051551050550049549

16、0485480475470465460455450井组井眼三维轨迹图排采井位置投影排采井位置投影中国石油煤层气重点目标分布图 沁水韩城大宁-吉县三交鄂尔多斯盆地地盆水沁4.3 4.3 煤层气地震勘探技术国内发展现状煤层气地震勘探技术国内发展现状三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状 煤层不仅是煤层气的源岩，也是煤层气的储集层。煤层气主要以游离、吸煤层不仅是煤层气的源岩，也是煤层气的储集层。煤层气主要以游离、吸附和溶解三种状态赋存于煤层中。游离气仅占附和溶解三种状态赋存于煤层中。游离气仅占10%10%一一20%20%。吸附气可占。吸附气可占70%-95%70%-95%。（1 1）孔隙系统孔

17、隙系统：煤的孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙，是一种双重孔隙系：煤的孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙，是一种双重孔隙系统。基质是主要的储气空间，裂隙是主要的渗流通道。统。基质是主要的储气空间，裂隙是主要的渗流通道。（2 2）孔隙度孔隙度：孔隙度一般仅为：孔隙度一般仅为1%-5%1%-5%，基质孔隙度也仅为，基质孔隙度也仅为2%2%。（3 3）渗透率渗透率：原始渗透率一般小于：原始渗透率一般小于10md10md， 煤层渗透率伴随埋藏深度的增加而降低。煤层渗透率伴随埋藏深度的增加而降低。 煤层气储层割理发育、低孔、低渗，这一特性主要表现在以上三个方面。 煤岩孔隙结构4.3 4.3 煤层气岩石物理特征煤

18、层气岩石物理特征三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状 3-D3-D数字岩石物理成成像平台数字岩石物理成成像平台 斯坦福大学Amos Nur教授利用数字岩石物理学和虚拟三维成像技术，将煤岩岩心进行3D 高分辨率成像，结合专有的图像处理能力，可以实现连续岩心浏览、CT 井眼成像和CT 密度与原子序数曲线绘制等。好处在于是非破坏性的，并能快速数值模拟粘性矿物现实的孔隙空间分布情况。 3-D3-D数字岩石物理成成像平台数字岩石物理成成像平台北京SEG生产论坛,2011年10月4.3 4.3 煤层气岩石物理特征煤层气岩石物理特征三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状韩城三维韩城三维5#煤顶

19、面构造煤顶面构造图（初步解释结果）图（初步解释结果）面元：面元：30303060m韩城地区韩城地区5煤层构造图立体显示煤层构造图立体显示煤层反射特征煤层反射特征韩城三维韩城三维11#煤层煤层-5-5ms曲率属性平面图曲率属性平面图地震勘探地震勘探确定煤层分布范围与空间形态，识别断裂，优化设计钻探井位确定煤层分布范围与空间形态，识别断裂，优化设计钻探井位4.4 4.4 煤层气构造及断层识别煤层气构造及断层识别浅层二维地震及储层识别技术浅层二维地震及储层识别技术三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状 预测优势渗流通道，一是预测优势渗流通道，一是利用地震属性信利用地震属性信息息预测煤层裂缝发育

20、特点和分布位置，二预测煤层裂缝发育特点和分布位置，二是是利用测井资料利用测井资料进行进行裂缝识别，并在进行进行裂缝识别，并在确定煤岩是氧化或还原条件下，进行优势确定煤岩是氧化或还原条件下，进行优势渗流通道预测。渗流通道预测。电阻率（微球测井）、声波识电阻率（微球测井）、声波识别裂缝别裂缝深浅电阻率差值、自然电位预深浅电阻率差值、自然电位预测优势渗流通道测优势渗流通道高产区的分布规律研究高产区的分布规律研究 韩城三维韩城三维11#煤层煤层-5-5ms曲率属性平面图曲率属性平面图4.5 4.5 煤层气裂缝识别技术煤层气裂缝识别技术三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状AVO属性名称意义密度影

21、响因素：岩性、矿物成分、孔隙、裂隙和压实程度、流体含量剪切模量用于标明岩性变化、区分孔隙和裂隙类储层、区分固体和流体介质P波速度影响因素：岩性、矿物成分、孔隙、裂隙和压实程度、含量、密度纵横波速度比影响因素：岩性、流体泊松比影响因素：岩性、流体体积模量影响因素：岩性、矿物成分、孔隙、裂隙和压实程度、流体含量K三参数三参数( 、 、 ) AVO分析方法分析方法（探测煤层厚度、裂缝发育和煤层气富集区域）纵波叠后反演纵波叠后反演纵波速度有关的岩性参数纵波叠前反演、方位纵波叠前反演、方位AVO反演反演预测裂隙和非均质性方面的岩性信息多波联合反演多波联合反演探测裂隙(方向和密度)、压力、流体性质，岩石物

22、性参数/PSVV4.6 4.6 煤层气煤层气AVOAVO分析技术分析技术三、煤层气三、煤层气地球物理勘探技术发展现状一、非常规油气资源概念二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系三、页岩气地球物理勘探技术发展现状及趋势四、煤层气地球物理勘探技术发展现状及趋势五、展望与建议汇 报 内 容通过非常规天然气地震勘探技术现状调研，取得了以下认识：通过非常规天然气地震勘探技术现状调研，取得了以下认识：l 常规的地震预测方法可以对页岩、煤储层的埋深、厚度、断层、裂常规的地震预测方法可以对页岩、煤储层的埋深、厚度、断层、裂缝发育情况进行预测缝发育情况进行预测,含气性检测还有待于进一步的研究。含气性检测还有待于

23、进一步的研究。l 页岩气页岩气独特的岩石物理特征独特的岩石物理特征和和地震响应特征地震响应特征，为地震技术应用于非，为地震技术应用于非常规天然气勘探提供了基础依据。常规天然气勘探提供了基础依据。l 地震技术应用于非常规天然气勘探的主要优势在于地震技术应用于非常规天然气勘探的主要优势在于低幅度构造和细低幅度构造和细微构造解释微构造解释、应力场和裂缝系统预测应力场和裂缝系统预测，储层预测与精细描述储层预测与精细描述，以及，以及含气性综合分析与评价。含气性综合分析与评价。l 微地震压裂监测技术微地震压裂监测技术在非常规天然气开发中发挥着极其重要的作用在非常规天然气开发中发挥着极其重要的作用。五、展望

24、与建议五、展望与建议多学科交叉形成解决方案不同学科的配合 地质力学 地震数据（或延时地震数据） 微地震数据 新的压裂设计 用测试前的流体和压力数据校准压裂设计压力 地球化学和岩石学 岩石力学 地震学 储层建模裂缝 需要的数据包括 成像测井 声波测井和地化测井岩石学微地震 清晰的勘探思路，清晰的勘探思路， 合理的时间安排，合理的时间安排， 具体的实施计划，具体的实施计划， 关键落实到行动关键落实到行动五、展望与建议五、展望与建议敬请各位专家批评指正敬请各位专家批评指正一、非常规油气资源概念二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系三、页岩气地球物理勘探技术发展现状四、煤层气地球物理勘探技术发展现状五、展望汇 报 内 容 以美国为代表的非常规天然气开采，经过近30年的不断探索，形成了适用于非常规天然气开发的技术体系。中国在致密气开发走在了世界前列。 其关键主体技术包括：非常规天然气地震勘探开发技术非常规天然气地震勘探开发技术。非常规天然气成藏基础理论研究（有机质、孔隙、渗流等）。致密砂岩气藏精细描述技术。丛式井、水平井