非常規(guī)油氣資源地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

非常規(guī)油氣資源地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)第1頁(yè)/共26頁(yè)一、非常規(guī)油氣資源概念二、非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀四、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀五、展望匯報(bào)內(nèi)容第2頁(yè)/共26頁(yè)隨著美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的成功，人們逐漸意識(shí)到非常規(guī)油氣的巨大資源潛力，開(kāi)始出現(xiàn)全球熱潮。美國(guó)已經(jīng)在非常規(guī)評(píng)價(jià)方面形成了一套比較成熟和完整的技術(shù)方法。

我國(guó)非常規(guī)資源勘探開(kāi)發(fā)正處于起步階段，還沒(méi)有形成系統(tǒng)的非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)評(píng)價(jià)體系，勘探技術(shù)幾乎空白。地球物理技術(shù)發(fā)展迅速主要表現(xiàn)在高精度采集處理解釋、疊前成像、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、多波技術(shù)等方面。國(guó)際和國(guó)家油公司在勘探開(kāi)發(fā)全過(guò)程運(yùn)用這些地球物理技術(shù)來(lái)解決非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)問(wèn)題，必將高效低成本勘探開(kāi)發(fā)的最有效的途徑。1.0非常規(guī)油氣資源發(fā)展現(xiàn)狀一、非常規(guī)油氣資源概念第3頁(yè)/共26頁(yè)非常規(guī)油氣資源技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)角度工程技術(shù)學(xué)角度石油地質(zhì)學(xué)角度將現(xiàn)有技術(shù)難以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的油氣資源稱為非常規(guī)油氣資源。美國(guó)能源安全聯(lián)合研究協(xié)會(huì)（RPSEA）認(rèn)為非常規(guī)油氣資源應(yīng)該是采用普通勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)難以表征和進(jìn)行商業(yè)性生產(chǎn)的油氣聚集。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）從油氣藏的地質(zhì)特征出發(fā)，提出“連續(xù)型油氣藏”的概念，指空間分布范圍大、無(wú)清晰邊界且不依賴于水柱而存在的油氣藏；其主要的差別在于資源的“低品位”。上世紀(jì)70年代早中期美國(guó)多數(shù)勘探地質(zhì)學(xué)家將次經(jīng)濟(jì)的和在經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中處在盈虧平衡點(diǎn)上的煤層氣、頁(yè)巖氣、致密氣、致密油等稱為非常規(guī)油氣資源1.1什么是非常規(guī)天然氣資源一、非常規(guī)油氣資源概念第4頁(yè)/共26頁(yè)

所謂非常規(guī)天然氣資源，是的埋藏、賦存狀態(tài)與常規(guī)天然氣資源有較大的差別，資源的“低品位”的；尚未充分認(rèn)識(shí)、還沒(méi)有可以借鑒的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的一類天然氣資源。主要包括：煤層氣（瓦斯）；頁(yè)（泥）巖氣；致密氣（致密砂巖氣、火山巖氣、碳酸鹽巖氣）；天然氣水合物（可燃冰）；水溶氣；無(wú)機(jī)氣以及盆地中心氣、淺層生物氣等。1.1什么是非常規(guī)天然氣資源一、非常規(guī)油氣資源概念第5頁(yè)/共26頁(yè)一、非常規(guī)油氣資源概念二、全球非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀四、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀五、展望匯報(bào)內(nèi)容第6頁(yè)/共26頁(yè)以美國(guó)為代表的非常規(guī)天然氣開(kāi)采，經(jīng)過(guò)近30年的不斷探索，形成了適用于非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)的技術(shù)體系。中國(guó)在致密氣開(kāi)發(fā)走在了世界前列。其關(guān)鍵主體技術(shù)包括：非常規(guī)天然氣地震勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)。非常規(guī)天然氣成藏基礎(chǔ)理論研究（有機(jī)質(zhì)、孔隙、滲流等）。致密砂巖氣藏精細(xì)描述技術(shù)。叢式井、水平井、羽狀水平井鉆井工藝技術(shù)。多井、多層壓裂改造增產(chǎn)工藝技術(shù)（批量化施工）。

成功的關(guān)鍵詞：低成本技術(shù)體系；低成本管理體系。2.1全球非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)技術(shù)體系二、非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系第7頁(yè)/共26頁(yè)煤層地球物理識(shí)別技術(shù)（國(guó)內(nèi)先進(jìn)）煤層鉆完井技術(shù)（國(guó)內(nèi)先進(jìn)）頁(yè)巖巖石物理模擬、地震勘探識(shí)別技術(shù)（正在攻關(guān)試驗(yàn)）羽狀多分枝鉆井技術(shù)（低成本新技術(shù)、世界先進(jìn)）排水采氣技術(shù)（沁水盆地，成熟技術(shù)）水平井鉆井技術(shù)（成熟技術(shù)）水平井分段壓裂改造技術(shù)（大慶、長(zhǎng)慶、吉林正在攻關(guān)試驗(yàn)）排水采氣技術(shù)低壓集輸處理工藝技術(shù)等經(jīng)過(guò)多年的不懈努力，中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)初步探索形成了一系列關(guān)鍵技術(shù)，有些技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。2.2中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)技術(shù)體系二、非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系第8頁(yè)/共26頁(yè)一、非常規(guī)油氣資源概念二、全球非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)四、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)五、展望匯報(bào)內(nèi)容第9頁(yè)/共26頁(yè)Barnett頁(yè)巖微裂縫微孔隙吸附氣游離氣有機(jī)質(zhì)粘土顆粒儲(chǔ)集空間頁(yè)巖氣以吸附或游離狀態(tài)賦存在暗色泥頁(yè)巖中的非常規(guī)天然氣。與常規(guī)氣藏不同，泥頁(yè)巖既是天然氣生成的烴源巖，也是聚集和保存天然氣的儲(chǔ)層和蓋層，具有典型的“自生自儲(chǔ)”的特點(diǎn)。儲(chǔ)層微觀孔隙發(fā)育,

具有三孔隙結(jié)構(gòu),

具有很強(qiáng)的各向異性，特征介于致密砂巖與煤層(吸附氣85%以上)之間，主要的差別在于資源的“低品位”。三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3.1頁(yè)巖儲(chǔ)層特征第10頁(yè)/共26頁(yè)測(cè)井曲線輸出參數(shù)曲線特征影響因素自然伽馬自然放射性高值（>100API），局部低值泥質(zhì)含量越高，自然伽馬值越大，有機(jī)質(zhì)可能含有高放射性物質(zhì)井徑井眼直徑擴(kuò)徑泥質(zhì)地層顯擴(kuò)徑：有機(jī)質(zhì)的存在使井眼擴(kuò)徑嚴(yán)重聲波時(shí)差時(shí)差曲線較高，明顯“跳波”巖性密度：泥巖<頁(yè)巖<砂巖；有機(jī)質(zhì)豐度高，聲波時(shí)差大；含氣量增大聲波值變大；遇裂縫發(fā)生周波跳躍；中子孔隙度中子孔隙度高值束縛水使測(cè)量值偏高；含氣量增大使測(cè)量值偏低；裂縫地區(qū)的中子孔隙度變大地層密度地層密度中低值含氣量大密度值低；有機(jī)質(zhì)使測(cè)量值偏低；裂縫底層密度值偏低，井徑擴(kuò)大巖性密度有效光電吸收指低值烴類引起測(cè)量值偏小，氣體引起測(cè)量值偏小，裂縫帶局部曲線降低深淺電阻率深探測(cè)電阻率，淺探測(cè)電阻率總體低值，局部高值地層滲透率：泥質(zhì)和束縛水均使電阻率偏低，有機(jī)質(zhì)干酪根電阻率極大，測(cè)量值局部為高值（張衛(wèi)東2010）頁(yè)巖氣層測(cè)井特征“四高兩低一擴(kuò)”三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第11頁(yè)/共26頁(yè)采集技術(shù)基于不同目的層埋深的優(yōu)化觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)一體化地震采集技術(shù)基于高精度衛(wèi)片炮檢點(diǎn)布設(shè)技術(shù)長(zhǎng)排列+小彎線+小道距觀測(cè)系統(tǒng)技術(shù)山地高精度靜校正技術(shù)波動(dòng)方程正演與照明技術(shù)處理技術(shù)山地地區(qū)配套靜校正處理技術(shù)高保真綜合去噪處理技術(shù)高精度振幅補(bǔ)償處理技術(shù)各向異性疊前時(shí)間偏移處理技術(shù)三維分方位角配套處理技術(shù)其中為有效方法有地震干涉；面波反演；寬方位；全波反演；偏移向量，并且重視靜校正和速度建模（據(jù)SLB和XTO/ExxonMobil）解釋技術(shù)頁(yè)巖儲(chǔ)層綜合標(biāo)定、地震響應(yīng)三維構(gòu)造建模及解釋技術(shù)復(fù)雜地表構(gòu)造變速成圖方法頁(yè)巖儲(chǔ)層地震反演技術(shù)裂縫識(shí)別技術(shù)頁(yè)巖儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)（郝會(huì)民（BGP總工），AlexMarinez（ExxonMobil）等，非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)專題研討會(huì)，2011年10月）

2000年以來(lái)，XTO/ExxonMobil主要支持公司非常規(guī)項(xiàng)目，具有豐富的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，涉及美國(guó)幾乎所有的主要頁(yè)巖氣，是美國(guó)最大的天然氣生產(chǎn)商，頁(yè)巖氣產(chǎn)量大約為2Bcfd；

2009—2011年，BGP在滇北昭通等地區(qū)實(shí)施了專門(mén)針對(duì)頁(yè)巖氣為目標(biāo)的二維和三維的地震勘探。頁(yè)巖氣層儲(chǔ)層評(píng)價(jià)三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第12頁(yè)/共26頁(yè)一、非常規(guī)油氣資源概念二、全球非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀四、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀五、展望匯報(bào)內(nèi)容第13頁(yè)/共26頁(yè)目前，世界17個(gè)主要采煤國(guó)家均開(kāi)展了煤層氣的開(kāi)發(fā)利用，其中地面地震探測(cè)技術(shù)—美國(guó)；沿煤層鉆探、橫波地震、地面地震及地震填圖等—澳大利亞；地質(zhì)參數(shù)和富集儲(chǔ)層的物理、化學(xué)特征-—俄羅斯；橫波地震探測(cè)-—德國(guó)。4.1煤層氣國(guó)外勘探技術(shù)現(xiàn)狀三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第14頁(yè)/共26頁(yè)地震勘探技術(shù)亟待突破中國(guó)石化煤層氣“十二五”勘探開(kāi)發(fā)規(guī)劃與國(guó)內(nèi)煤田企業(yè)合作，擴(kuò)大資源基礎(chǔ)；依靠科技進(jìn)步，堅(jiān)持效益優(yōu)先；盡快煤層氣實(shí)現(xiàn)工業(yè)性突破；識(shí)別煤層，并查明主要目的煤層的埋深、幾何形態(tài)（煤層厚度平面展布范圍）、與煤層相關(guān)的構(gòu)造及斷層發(fā)育情況查明煤層中裂縫或者割理發(fā)育情況查明煤層中流體（水、氣）的特征及其富集規(guī)律、壓力和溫度、泊松比、楊氏模量加快地球物理技術(shù)、目的層改造技術(shù)及井筒工程技術(shù)突破與創(chuàng)新，開(kāi)展工業(yè)化試驗(yàn)和示范，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。1970198019902000201020202030煤層氣頁(yè)巖氣致密氣頁(yè)巖氣美國(guó)非常規(guī)氣發(fā)展階段中國(guó)非常規(guī)氣發(fā)展階段煤層氣4.2煤層氣地震勘探亟待解決的技術(shù)問(wèn)題三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第15頁(yè)/共26頁(yè)基本形成800m以內(nèi)淺、中高煤階煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的攻關(guān)研究與實(shí)踐，國(guó)內(nèi)逐步形成了

以地震勘探確定煤層分布范圍與空間形態(tài)，識(shí)別斷裂，優(yōu)化設(shè)計(jì)鉆探井位；以裂縫識(shí)別技術(shù)預(yù)測(cè)優(yōu)勢(shì)滲流通道；

以地質(zhì)綜合研究評(píng)價(jià)研究沉積體系、預(yù)測(cè)煤層厚度、含氣量，分析成藏模式，優(yōu)選富集區(qū)帶；以煤巖學(xué)評(píng)價(jià)與測(cè)井評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)煤巖成分、煤型及結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)煤儲(chǔ)層物理、物性特征，確定射孔方案和排采基本工作制度等預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)技術(shù)系列。(接銘訓(xùn)，非常規(guī)天然氣有效開(kāi)采工程技術(shù)會(huì)議，2011年9月)井組井眼三維軌跡圖排采井位置投影中國(guó)石油煤層氣重點(diǎn)目標(biāo)分布圖沁水韓城大寧-吉縣三交鄂爾多斯盆地地盆水沁4.3煤層氣地震勘探技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第16頁(yè)/共26頁(yè)

煤層不僅是煤層氣的源巖，也是煤層氣的儲(chǔ)集層。煤層氣主要以游離、吸附和溶解三種狀態(tài)賦存于煤層中。游離氣僅占10%一20%。吸附氣可占70%-95%。（1）孔隙系統(tǒng)：煤的孔隙結(jié)構(gòu)分為基質(zhì)孔隙和裂隙孔隙，是一種雙重孔隙系統(tǒng)?；|(zhì)是主要的儲(chǔ)氣空間，裂隙是主要的滲流通道。（2）孔隙度：孔隙度一般僅為1%-5%，基質(zhì)孔隙度也僅為2%。（3）滲透率：原始滲透率一般小于10md，煤層滲透率伴隨埋藏深度的增加而降低。煤層氣儲(chǔ)層割理發(fā)育、低孔、低滲，這一特性主要表現(xiàn)在以上三個(gè)方面。煤巖孔隙結(jié)構(gòu)4.3煤層氣巖石物理特征三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第17頁(yè)/共26頁(yè)

3-D數(shù)字巖石物理成成像平臺(tái)

斯坦福大學(xué)AmosNur教授利用數(shù)字巖石物理學(xué)和虛擬三維成像技術(shù)，將煤巖巖心進(jìn)行3D高分辨率成像，結(jié)合專有的圖像處理能力，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)巖心瀏覽、CT井眼成像和CT密度與原子序數(shù)曲線繪制等。好處在于是非破壞性的，并能快速數(shù)值模擬粘性礦物現(xiàn)實(shí)的孔隙空間分布情況。

3-D數(shù)字巖石物理成成像平臺(tái)北京SEG生產(chǎn)論壇,2011年10月4.3煤層氣巖石物理特征三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第18頁(yè)/共26頁(yè)韓城三維5#煤頂面構(gòu)造圖（初步解釋結(jié)果）面元：30×30~30×60m韓城地區(qū)5煤層構(gòu)造圖立體顯示煤層反射特征韓城三維11#煤層-5-5ms曲率屬性平面圖地震勘探確定煤層分布范圍與空間形態(tài)，識(shí)別斷裂，優(yōu)化設(shè)計(jì)鉆探井位4.4煤層氣構(gòu)造及斷層識(shí)別—淺層二維地震及儲(chǔ)層識(shí)別技術(shù)三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第19頁(yè)/共26頁(yè)

預(yù)測(cè)優(yōu)勢(shì)滲流通道，一是利用地震屬性信息預(yù)測(cè)煤層裂縫發(fā)育特點(diǎn)和分布位置，二是利用測(cè)井資料進(jìn)行進(jìn)行裂縫識(shí)別，并在確定煤巖是氧化或還原條件下，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)滲流通道預(yù)測(cè)。電阻率（微球測(cè)井）、聲波識(shí)別裂縫深淺電阻率差值、自然電位預(yù)測(cè)優(yōu)勢(shì)滲流通道高產(chǎn)區(qū)的分布規(guī)律研究

韓城三維11#煤層-5-5ms曲率屬性平面圖4.5煤層氣裂縫識(shí)別技術(shù)三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第20頁(yè)/共26頁(yè)AVO屬性名稱意義密度影響因素：巖性、礦物成分、孔隙、裂隙和壓實(shí)程度、流體含量剪切模量用于標(biāo)明巖性變化、區(qū)分孔隙和裂隙類儲(chǔ)層、區(qū)分固體和流體介質(zhì)P波速度影響因素：巖性、礦物成分、孔隙、裂隙和壓實(shí)程度、含量、密度縱橫波速度比影響因素：巖性、流體泊松比影響因素：巖性、流體體積模量影響因素：巖性、礦物成分、孔隙、裂隙和壓實(shí)程度、流體含量三參數(shù)(、

、)AVO分析方法（探測(cè)煤層厚度、裂縫發(fā)育和煤層氣富集區(qū)域）縱波疊后反演—縱波速度有關(guān)的巖性參數(shù)縱波疊前反演、方位AVO反演——預(yù)測(cè)裂隙和非均質(zhì)性方面的巖性信息多波聯(lián)合反演——探測(cè)裂隙(方向和密度)、壓力、流體性質(zhì)，巖石物性參數(shù)4.6煤層氣AVO分析技術(shù)三、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第21頁(yè)/共26頁(yè)一、非常規(guī)油氣資源概念二、全球非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)體系三、頁(yè)巖氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)四、煤層氣地球物理勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)五、展望與建議匯報(bào)內(nèi)容第22頁(yè)/共26頁(yè)通過(guò)非常規(guī)天然氣地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研，