頁巖氣地球物理勘探技術的現狀及發展趨勢探索

■竇鳳珂 許蓬 楊其棟

（山東省煤田地質規劃勘察研究院山東泰安271000）

頁巖氣地球物理勘探技術的現狀及發展趨勢探索

■竇鳳珂 許蓬 楊其棟

（山東省煤田地質規劃勘察研究院山東泰安271000）

近年來，國內外的頁巖氣開采產業迅速崛起。頁巖氣富集地區能源的開采利用逐漸改變了世界能源的供應格局，而頁巖氣球物理勘探技術更是迅速在世界范圍內引發廣泛重視。國內的頁巖氣儲量豐富，掌握先進的頁巖氣地球物理勘探技術，對于解決國內的資源緊張問題、改善我國的能源結構具有重要意義。本文立足于國內頁巖氣地球物理勘探技術的現狀，對地球物理勘探技術目前的應用狀況和未來的技術創新走向進行分析，以探索適合我國地球物理勘探技術的發展方向。

頁巖氣地球物理勘探技術 發展現狀 趨勢探索

0　前言

頁巖氣主要分布于頁巖等具有基質孔隙和裂縫的地質條件中，通常其吸附于有機質或巖石等礦物表面或者溶解于瀝青或水等液體中，受地質條件的影響作用聚集形成具有開采價值的天然氣聚集區。由于頁巖氣分布地區地貌復雜，頁巖氣本身具有非勻質性和各向異性，開采難度大，極易發生泄漏問題，因此利用地球物理勘探技術進行識別、評價以為后續的開采工作提供參考是十分必要的。

1　頁巖氣地球物理勘探技術的現狀

相比起步較早的美國和加拿大等北美國家，國內的頁巖氣地球物理勘探技術起步較晚，但在世界范圍內，中國的頁巖氣勘探技術還是處于較為領先的地位，成為除北美地區之外率先實現頁巖氣工業化先導的實驗國家。20世紀90年代之后，我國逐漸開始了對頁巖氣的研究和開發工作，初期由于開發的地質條件難度大、探測和開發技術有限，未能形成較為規模化的產業。探索研究也主要集中于調查富有頁巖氣的地質地表特點，進行探究的主要手段采取傳統的地質淺井和地貌特征分析等，頁巖氣的開發利用率低。

隨著近年來多項頁巖氣地球物理勘探技術研究項目的確立，以探究頁巖氣儲量豐富地區的巖石物理特征以及測量井的響應特征為基礎，開展起的包括頁巖氣儲量評估、儲層改造以及有效開發等系統性的預測方法和體系被逐漸確立起來。這對于提高我國川南等頁巖氣儲量豐富地區的頁巖氣開采，確立適合國內地質條件的頁巖氣地球物理勘探技術開發思路具有重要意義和價值。

目前國內頁巖氣地球物理測井的研究和實驗分析仍缺乏行之有效的技術體系，測井的動態軟件仍處于研究和開發階段。因此，國內學者必須緊跟先進國家和地區的頁巖氣物理測井的發展動態，以尋求頁巖氣地球物理測井技術的新突破。

2　頁巖氣地球物理勘探技術應用

2.1地球物理勘探技術的傳統應用

頁巖氣地球物理勘探技術的傳統測量通常能夠對頁巖氣分布地區的礦物組分進行評價，對巖石中的黏土含量、碳酸鹽含量、有機質、石膏以及常規的石英、云母、長石等礦物組成成分進行準確的評估。通過對頁巖氣分布地區各種礦物的組成成分的研究確定采取的開采方法，以及在開采過程中可能出現的地質變動情況，從而采取恰當措施進行有效預防。

2.2地球物理勘探技術的現代應用

隨著頁巖氣地球物理勘探技術的發展，逐漸能夠對頁巖氣分布地區的物性參數和含氣性進行評價。美國研究者Herron等人提出利用元素俘獲能譜測井的方法對孔隙度等物性參數進行計算，這種計算方法具有準確度高、受巖性影響小的特點。利用現場解吸和等溫吸附等方法，對頁巖的最大飽和吸附含氣量進行計算，最后確定頁巖氣分布地區儲量和分布情況。

頁巖氣地球物理勘探技術能夠對頁巖氣分布地區的可壓裂性進行評價?？蓧毫研允窃u價頁巖在開采過程中能夠被水力壓裂的性質，這對于天然氣開發過程中制定關鍵控制措施的具有重要作用。決定可壓裂性的因素包括頁巖本身的組成成分、裂縫發育、巖石受力狀況等?？蓧毫研缘脑u價是對頁巖氣開采技術難度、儲藏數量和質量以及開采綜合效益的綜合性評價。地球物理勘探技術的發展使得頁巖氣開發者對頁巖氣的儲量分布和開發情況更加清楚，有效提高了開發效率。

3　頁巖氣地球物理勘探技術發展趨勢

3.1加強基礎研究和國際合作

頁巖氣儲量分布評價涉及礦物組成、地應力、物性參數以及巖石力學等多方面的評價，因此在基礎研究方面，需要加強對各個方面的測量和計算，以獲得更多的數據和更精確的評價參數。

與國外相比，國內的常規井資料分析以及聲波、電磁測井等基礎理論處于領先地位，而非常規油氣儲層的專項測井技術和相關檢測儀器仍與地球物理勘探技術成熟地區具有差距。因此，這需要國內的專家加強與國際合作，以填補國內地球物理勘探技術的空白。

3.2確定關鍵技術研發主體

我國的頁巖氣產地地質條件復雜，國內不同地區的研究技術水平參差不齊，這就造成在實際的測量評價中標準存在差異。測井方法需要具有針對性，因此在進行頁巖氣地球物理勘探技術的研究過程中，研發主體的確立應以川南地區的研究學者為研發主體。川南地區是國內主要的頁巖氣分布區，川南地區的研究者具有多年的研發經驗，能夠制定出適合該地區的新技術。

3.3基于國內實際情況的頁巖氣地球物理勘探技術的發展創新

利用聲、電阻率、核磁共振，元素俘獲和陣列聲波測井技術進行測量，能夠獲得更精確的特征參數，這些新型的測井技術具有更為廣泛的應用前景。地層測試和井檢測，對于獲取儲層的流體分布和儲層改造部署具有重要參考意義，這也成為地球物理勘探技術關注的重點。

4　結語

我國的頁巖氣地球物理勘探技術目前雖處于起步階段，但是通過加快測井技術的引進、先進儀器和軟件的開發利用，以及采用特殊和常規測井技術的相互配合，相信對于國內頁巖氣的開發和利用具有積極的推動作用。通過地球物理勘探技術與其他技術之間的配合，能夠為頁巖氣勘探和開發提供更為可靠和有效的依據。

[1]譚茂金,張松揚.頁巖氣儲層地球物理測井研究進展 [J].地球物理學進展,2010 (06).

[2]潘仁芳,伍媛,宋爭.頁巖氣勘探的地球化學指標及測井分析方法初探 [J].中國石油勘探,2009(03).

[3]程克明,王世謙,董大忠,黃金亮,李新景.上揚子區下寒武統筇竹寺組頁巖氣成藏條件[J].天然氣工業,2009(05).

竇鳳珂（1988～），男，初級，研究方向為非常規油氣資源勘查、油氣地質勘探與評價。

許蓬（1989～），女，本科，學士，助理工程師，研究方向為地質工程。

楊其棟（1988～），男，碩士研究生，研究方向為非常規能源。

P624[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-252-1