頁巖氣開發中的錄井技術

□ 詹 松

頁巖氣是一個嶄新的非常規能源勘探領域，美國在頁巖油氣勘探開發方面取得的巨大成功，已產生強大的輻射效應，改變著世界能源格局。

我國的頁巖氣資源也十分豐富。據披露，頁巖氣資源量初步估計達100萬億立方米，相當于常規天然氣量的兩倍。然而，我國頁巖油氣產業的整體發展水平還處于低端起步階段，產量幾乎是空白，與國際石油公司存在較大差距。

頁巖氣儲集于致密巖層，具有低孔、低滲透、氣流阻力大等特點，開采不僅需要先進的勘探鉆井技術，還需要在頁巖儲層壓裂方面有重大突破。目前，頁巖氣先進的鉆井和錄井技術主要由殼牌、雪佛龍、哈利伯頓等國際能源企業掌握。

頁巖氣錄井技術面臨三大難題

頁巖氣產量低、開采時間長，因此必須采用低成本的開采技術。要降低成本，就要縮短鉆井周期，采用新的鉆井技術。氣體鉆井和PDC鉆井是頁巖氣鉆井的主要技術，施工中一般在技術套管前采用氣體鉆井技術，之后采用“常規鉆井液+PDC鉆頭”鉆井技術。

中國石油川慶鉆探地質勘探研究院韓永剛指出，這些鉆井新技術的應用，給錄井帶來三大難題。

關鍵層位的卡準。在氣體鉆井條件下，使用“常規鉆井液+PDC鉆頭”鉆井技術卡準關鍵層位，是一個技術難題。

頁巖氣儲層的發現和評價。存在于頁巖有機質中的吸附氣含量的高低可以評價頁巖儲層的好壞，如何檢測吸附氣是錄井過程中首先要考慮的問題。

地層壓力和工程異常檢測。由于頁巖氣鉆井使用氣體鉆井和常規鉆井液組合鉆井，錄井過程中檢測地層壓力是發現有機碳儲層的重要手段，也是技術難點；在氣體鉆井段，工程參數判斷異常的機理發生了變化，異常檢測也是技術難點。

錄井技術在頁巖氣開發中的應用

專家表示，頁巖氣開采中，綜合錄井、地化錄井、氣體鉆井錄井、微鉆時、巖石可鉆性、氣測色譜、巖屑數碼顯微放大等錄井技術，能有效解決分層卡層、發現和評價儲層、預報工程異常和油氣顯示等問題，值得推廣應用。

綜合錄井除了常規的應用外，主要是把微鉆時引入地質卡層，利用色譜分析檢測頁巖儲層中的游離氣，發現鉆井工程異常。

微鉆時技術，是將現場采集的以時間記錄的數據庫，通過連續轉換處理，形成間距小、連續的、能正確反映地層和儲層特征的技術。一些地層的分層界限僅靠巖屑錄井難以區別，利用微鉆時技術，可在一米內快速判斷層位變化。

巖石可鉆性指數，是機械鉆速的校正參數。在錄井過程中對巖石可鉆性指數進行計算，能準確判斷地層分界。而通過對可調參數的處理，得到反映地層的可鉆性參數。

巖屑顯微數碼放大。氣體鉆井和PDC鉆井是頁巖氣鉆井的主要技術，其優點是機械鉆速快，但是其巖屑細小或為粉末狀，識別難，巖性剖面質量不高。應用巖屑數碼顯微放大技術，可以觀察巖屑細小結構，輔助識別巖性，提高剖面質量，從而準確分層卡層。

氣測色譜技術。利用綜合錄井氣測色譜，可以檢測地層的含氣性。氣測含量的高低可反映頁巖儲層中游離氣的含量，從而快速評價頁巖氣儲層的好壞。

吸附氣檢測，是通過地化熱解，測量儲層的有機碳含量。錄井過程中，分析頁巖儲層有機碳的含量，并據此判斷頁巖儲層的含氣量。

壓力檢測技術，主要是根據地層壓力檢測圖，通過對鉆時、層位、井深、巖性剖面等的分析，判斷頁巖儲層的有機碳含量和吸附氣含量。

錄井技術助力中國石化頁巖氣開發

目前，中國石化頁巖氣開發取得一系列新進展。新近發現的我國埋藏最深的大型海相氣田元壩侏羅系陸相頁巖氣勘探取得重大突破，5口探井獲得頁巖氣工業產量，為“十二五”非常規大發展指明了方向。

中國石化石油工程技術研究院測錄井所副所長張衛告訴記者，目前勝利油田、河南油田、華北石油局等油氣勘探單位均在進行頁巖氣開發，錄井技術發揮了不可替代的作用。

針對鄂爾多斯盆地南部三疊系延長組張家灘頁巖，華北石油局錄井公司積極開展“非常規油氣藏錄井配套技術”項目研究。他們以常規錄井技術為基礎，根據泥質巖類成藏的地質特點，開展泥質巖氣層隨鉆識別與評價研究，形成泥質巖氣層的隨鉆錄井技術系列。他們還著手建立一套泥質巖氣層錄井解釋方法，為開辟新的油氣資源不懈努力探索。

河南油田泌陽凹陷在非常規油氣資源方面具有一定優勢，為此該油田錄井公司及早介入非常規資源研究工作，初步掌握了該區非常規油氣資源特別是頁巖油氣的分布范圍及顯示特點。在泌陽凹陷第一口頁巖油氣探井安深1井錄井過程中，河南錄井依據錄井資料特點，準確識別儲層流體為油而非氣，并提出“甜點區”。安深1井經壓裂改造，喜獲工業油流，取得了河南油田乃至集團公司在非常規油氣勘探領域中的重大突破。