国内非常规油气地球物理勘探技术现状及进展-.pdf

[ 3 01 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n． 1 6 7 2 - 7 7 0 3 ． 2 0 1 2 ． 0 4 ． 0 0 6 国内非常规油气地球物理勘探技术现状及进展水 赵万金李海亮杨午阳 中国石油勘探 开发研 究院西北分院 ，甘肃省兰州市 7 3 0 0 2 0 摘要我国非常规油气资源储量丰富，分布区域广，具有油气和成藏类型多样、低孑 L 、低渗的特点。目前非常 规油气勘探主要还是一些常规地球物理技术的应用， 如裂缝检测技术、 地震属性及反演技术等。由于非常规油气岩性特 征及成藏条件更加复杂， 使得常规地球物理勘探技术应用存在很多困难， 如岩石物理分析相对单一， 常规地震构造成像 技术无法满足非常规油气勘探的需求，储层建模简单等。目前一批新技术、新方法在非常规油气勘探中取得初步应用， 如万道地震仪和数字检波器应用于采集、波动方程叠前逆时偏移技术应用于成像、全波形反演技术构建准确速度场等。 最后文章从软硬件设施、 新技术方法研究及应用等方面提出了加快我国非常规油气地球物理勘探技术发展的一些建议。 关键词非常规油气；地球物理技术 ；成藏地质；问题；新技术方法 ；建议 中图分类号P 6 3 1 ． 4 文献标识码 A 随着中国经济持续快速的发展，油气供需矛盾已 经成 为制约 中国经济和社会发展 的主要瓶颈之一 。 2 0 1 0 年我国原油产量突破21 0 。 t ， 但对外依赖度达到 5 4 ％，但截至 2 0 1 0年底 ，中国天然气消费占一次能源 消费比重约3 ． 8 ％左右。根据 “ 新一轮全国油气资源评 价”结果，我国非常规油气总资源量达 1 ． 9 X 1 0 m ， 是常规油气的 2 倍[ 】 】 ，因此如果能够将国内非常规能源 开发利用起来，对于保障国家能源安全具有重要的战 略意义乜 1 。 文献调研发现 ，非常规油气勘探开发理论聚焦于 成藏地质理论研究和钻井开发技术研究 ，对地球物理 技术方法的关注少之又少，目前还没有一篇专门综述 非常规油气地球物理勘探技术现状与研究进展的文献。 地震技术在非常规油气勘探开发中的作用没有得到充 分体现 ， 制约了非常规油气的规模发展 ， 有必要对非常 规油气地球物理勘探技术的应用现状及新技术的发展 趋势进行总结。 1 中国非常规油气资源分布及开发现状 非常规油气指成藏机理、 赋存状态 、 分布规律及勘 探开发方式等不同于常规油气藏的烃类资源，现阶段 非常规油气资源主要指油页岩、 油砂、 煤层气、 页岩气、 致密砂岩气等。我国非常规油气总资源量达 1 ． 9 1 0 H m。 ，其中煤层气 3 ． 71 0 m ，位居世界第三 ，已 探明储量 2 ． 8 X 1 0 m 。我 国页岩气资源量达 1 X 1 0 m ，其中可采储量 2 ． 6 X 1 0 m。 ，与美 国相当；目 前，我 国页岩气资源仍处于未开发状态，开发潜力 巨 大； 我国致密砂岩天然气资源量约为 1 ． 4 8 X 1 0 1 3 m ， 2 0 1 0 年全国致密砂岩气产量达到 31 0 加 m [ 2 】 。 我国非常规油气成藏特点、分布状况及地球物理 勘探现状见表 1 ，其特点如下①资源储量丰富 ， 分布 区域广；②油气类型多样， 成藏类型多；③储层非均质 性强， 受构造、 裂缝及孔隙等因素控制； ④大都表现为 低孔低渗。 可见非常规油气藏与常规油气藏相比， 其成 基金项 目中国石油勘探 与生产公 司物探攻 关项 目 “ 台北 凹陷南部斜坡 区地震资料精细处理储层预测烃类检 测技术 及应用 ” 2 0 1 卜 0 3 第一作者简介赵万金，男，工程师，硕士， 2 0 0 6 年毕业于中国石油大学 华东 ，目前从事地球物理勘探研究工作。 收稿 日期 2 0 1 1 1 2 0 3 ；修改 日期 2 0 1 2 0 5 2 5 ， 一 r 中国石油勘探 2 0 1 2 年第4 期3 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1我国主要非常规油气资源分布 勘探情况[ 5 - 1 3 ] Ta bl e 1 Ma i n u nc o n v e nt i o n al oi l a n d g a s r e s o u r c es d i s t r i b u t i o n a n d e xplor a t i o n s i t u a t i o n in Chi n a 类 型 烃源岩 成藏 、运移 、储集特 点 主要分布盆地 已用地球物理技术 有机质形式储存，灰分高于5 0 ％ 的腐泥型固 松辽、鄂尔多斯、渤海湾、 常规测井评价技术系列确定储集参数等；地 油页岩 页 岩 震岩石物理建模确定岩性参数；地震解释技 体可燃矿产 准噶尔 术确定厚度及分布范 围 主要以沥青形式储存 ，有砂、沥青、矿物质 准噶尔、柴达木、松辽、鄂 地震成像确定构造 ，地震解释技术确定厚度 油 砂 油 砂 及黏土和水组成混合物 尔多斯、塔里木、四川 及分布范围 自生 、 自储 、 自保 ；裂缝及 微孔隙 。渗透率 常规测井评 价技术 系列确定 储集参数 、生烃 依赖 裂缝 的发育与 开启 ；吸附气 为主 ， 吐哈、鄂尔多斯、准噶尔、 潜力等；常规地震处理技术构造成像 ；常规 煤层气 煤 层 占8 0 ％以 上 ，游 离气 与溶 解气次 之 ；运 移距 海拉 尔、二连 、沁 水 地 震反演技 术确定 储层厚 度、分布范 围等 ； 离短，一般为原地储集形式 地震属性及烃类检测技术识别储层流体等 自生 、 自储 、 自保 ；孔隙 、裂缝 ，低 孔 、低 常规测井评 价技术 系列确定 储集参数 、生烃 页岩气 页 岩 渗 吸 附 气 、 游 离 气 并 存 ，吸 附 气 占 2 0 ％ 松辽 、渤海湾 、鄂 尔多斯 、 潜 力等 ，常规地震 处理技术 构造成像 ，常规 准噶尔 、吐哈 、柴达 木 地 震反演技 术确定 储层厚 度、分布范 围等 ； ～ 8 0 ％；运移距离短 ，一般 为原 地储集形式 地 震属性 及烃 类检测技术识别储层流体等 生储盖合理组合 ；孔 隙和 裂缝 ，低孔 、低渗 四川 、鄂 尔多斯 、松辽 、渤 常 规测井评价 技术 系列确定储 集参数 、生烃 致密气 页岩和煤层 游离气为主；运移距离短，一般为就近储集 海湾、柴达木、塔里木、吐 潜力等；常规地震处理技术构造成像 ；常规 地 震反演技 术确定储 层厚度 、分布范 围等 ； 形式 哈 地震属性 及烃 类检测技 术识 别储层流体等 藏地质条件更复杂 ，勘探开发技术要求更高。 2 地球物理勘探技术应用现状 2 ． 1 测井评价技术 目前非常规油气储层测井评价技术大致分为4 类 基于常规油气储层评价思想的定性识别方法 ；基于体 积模型的储层评价方法；基于概率统计模型的储层评 价方法； 基于神经网络模型的储层评价方法。 测井地层 评价主要围绕3 个方面展开 ①非常规油气地层的岩性 和储集参数评价 ，包括孔隙度、含气量 包括吸附气、 游离气 、 渗透率等参数； ②烃源岩的生烃潜力评价， 主 要包括干酪根的识别与类型划分、 有机质含量、 热成熟 度等一系列指标的定性或定量解释 ； ③岩石力学参数和 裂缝发育指标的评价[ 1 4 。 2 ， 2 地震勘探技术 目前还没有专门针对非常规油气勘探的地震技术 系列。当前地震采集和处理技术主要以提高构造成像 为主 ，但一批新的方法技术已经被初步应用到工业生 产 ，比如针对鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气采用的 高密度、大偏移距、小道距采集技术系列等 ； 四川、鄂 尔多斯等盆地大力开展地震多波多分量勘探技术 ，大 力促进了非常规油气勘探的发展[ t S - 2 L 1 。利用地震技术 进行有利储层预测已形成多手段、 多系列的特点， 主要 包括如下几个方面。 1 地震正、反演技术系列 正演主要体现在数值 模拟方面 ， 反演包括各种叠后 、 叠前反演技术；目前叠 后反演主要预测储层厚度，叠前反演在识别储层岩性 及流体方面具有重要作用。 2 地震属性分析技术 包括各种常规地震属性分 析 、基于 AV O的多种属性分析和多属性融合技术；地 震属性在描述地震相、 沉积相以及刻画裂缝、 雕刻可能 的储集体等方面具有独到之处。 3 地震裂缝检测技术 包括基于地震属性相干技 术、面向对象的像素成像技术 、基于叠前方位 AVO ／ AVA裂缝检测技术以及多波多分量预测技术。 4 烃类检测技术 主要体现在吸收和衰减两个方 面 ， 并从不同角度有针对性地发展 了多项检测技术 ， 例 如基于流体因子检测技术、基于神经网络的气层识别 方法、基于各种变换的时、频域对比检测技术等。 地震技术在多个非常规油气区块勘探中取得较好 效果 。例如针对吐哈盆地致密砂岩形成有效 的地震储 层预测技术系列 ①利用叠前 、 叠后波阻抗反演技术预 测煤层厚度及煤层下部致密砂岩厚度；②利用AVO属 性及 多属性融合技术预测与含 气性有关的岩性参数 ， 进一步确定有利致密砂岩范围， 降低反演多解性 ； ③利 用制订的测井解释量版 ， 结合前面解释结果 ， 最终可以 定性地圈定致密砂岩气中的有利储层 图1 。这些技 术为致密砂岩气藏上钻提供了依据 ，多H井位获得工 3 7 N o 4 2 0 1 2 C h in a P e t r o le u m E x p lo r a t io n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 拟储层的地震响应与传播特征 ，对于研究非常规油气 藏地球物理特征非常重要 ，目前研究人员已开展大量 研究工作。 7 新的地震属性技术。如多属性融合技术预测 “ 甜点” ，频率域 AVO分析技术预测致密砂岩气等。 5 建议 随着地球物理技术的不断发展 ，从测井到地震采 集、 处理 、 解释技术都得到了长足的进步 ， 多项新的技 术方法已经开始在非常规油气勘探中发挥作用。从地 球物理研究角度出发，有以下几点建议 1 引进和 自行研制适用于我国非常规油气勘探 的专用仪器等硬件设施 ， 如测井仪器、 采集仪器等；引 进和研发适用于我国非常规油气勘探的专用地球物理 软件。 2 大力研究针对不同类型、 区块的有利储层及流 体识别的配套技术系列。 3 加大非常规油气基础岩石物理研究， 对非常规 油气藏地震响应及传播机理进行深入研究。 4 大力开展国内外学术交流 ， 不断发展与完善新 技术、新方法。 参考文献 [ 1 ]李玉喜，张金川，等 ． 中国非常规油气资源勘探开发与政 策思考[ J ] ． 国际石油经济，2 0 1 1 ， 9 6 1 9 ～2 4 ． 【 2 ]梁坤 ，李小地 ，郭秋麟 ． 中国石油企业可持续发展 阶段划 分和对策[ J ] ． 中国石油勘探，2 0 0 7 ， 1 2 6 5 l ～5 4 ． [ 3 ]雷群，王红岩，赵群 ，等． 国内外非常规油气资源勘探开 发现状及建议[ J ] ． 天然气工业 ，2 0 0 8 ， 2 8 1 2 7 ～1 0 ． [ 4 】宁宁 ，王红岩 ，雍洪 ． 中国非常规油 气资源基 础与开发技 术[ J 】 ． 天然 气工业 ，2 0 0 9 ， 2 9 9 9 ～1 2 ． 【 5 】胡文瑞，翟光明，雷群． 非常规油气勘探开发新领域与新 技 术【 C 】 ． 北京 石 油工业 出版社 ，2 0 0 8 2 7 0 ～2 7 2 ． [ 6 ]潘仁芳 ，黄 晓松 ． 页岩气及 国内勘探前景展望[ J ] ． 中国石油 勘探 ，2 0 0 9 ， 1 4 3 1 ～5 ． [ 7 ]郭秋麟，陈宁生 ，谢红兵，等． 四川盆地合川地区致密砂 岩气藏特征与分布预测[ J ] ． 中国石油勘探，2 0 1 0 ， 1 5 6 4 5 ～ 5 1 ． 【 8 ]张建国，苗耀，李梦溪，等． 沁水盆地煤层气水平井产能 影响因素分析[ J 】 _ 中国石油勘探，2 0 1 0 ， 1 5 2 4 9 ～5 4 ． [ 9 ]许春花，赵冠军 ，龙胜祥 ，等． 提高煤层气采收率新技术 分析[ J ] ． 中国石油勘探，2 0 1 0 ， l 5 3 5 l ～5 4 ． [ 1 0 ]朱志敏，杨春，沈冰． 煤层气及煤层气系统的概念和特征 [ J ] ． 新疆石油地质，2 0 0 6 ， 2 7 6 7 6 3 ～7 6 5 ． 一 r 中国石油勘探 2 0 1 2 年第4 期 40 [ 1 1 】左胜杰 ，庞雄奇 ，金之钧 ． 吐哈盆地台北凹陷深盆气成藏 地质条件[ J ] ． 新疆石油地质，2 0 0 2 ， 2 3 3 1 9 3 ～1 9 6 ． [ 1 2 】刘成林 ，葛岩，范柏江． 页岩气成藏模式研究【 J ] _ 油气地 质与采收率，2 0 1 0 ， l 7 5 1 ～5 ． [ 1 3 】 刘 人和 ，唐书恒 ，梁峰 ． 我国东北地区伸展盆地油页岩成 矿规律及控制因素研究[ J ] ． 中国石油勘探 ，2 0 1 0 ， 1 5 6 76～ 8 0． [ 1 4 】 李曙光，程冰洁，徐天吉． 页岩气储集层的地球物理特征 及识别方法[ J ] ． 新疆石油地质，2 0 1 1 ， 3 2 4 3 5 1 ～3 5 2 ． [ 1 5 】 莫修文，李舟波，潘保芝， 页岩气测井地层评价的方法与 进展[ J ] ． 2 0 1 1 ， 3 0 3 4 0 0 ～4 0 5 ． [ 1 6 】 章雄，潘和平，骆淼． 致密砂岩气层测井解释方法综述[ J ] ． 工程地球物理学报，2 0 0 5 ， 2 6 4 3 l ～4 3 6 ． [ 1 7 】 杨克兵 ，左银卿 ，甘健 ． 测井资料在煤层气储层评价中的 应用研究[ J ] ． 中国煤层气，2 0 1 1 ， 8 2 1 6 ～1 9 ． [ 1 8 】刘振武，撒利明，张明，等． 多波地震技术在中国部分气 田的应用和进展【 J ] ． 石油地球物理勘探 ，2 0 0 8 ， 4 3 6 6 6 8 ～6 7 2 ． [ 1 9 】 杨华，刘新社，孟培龙． 苏里格地区天然气勘探新进展【 J ] ． 天然气工业，2 0 1 1 ， 3 1 2 l ～8 ． [ 2 0 】王大兴 ，赵玉华 ，周义军 ，等 ． 苏里格气 田多波地震处理 与储层预测技术研究及应用[ J ] ． 中国石油勘探，2 0 1 1 ， 1 6 5 - 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