页岩气资源调查方法技术-张春贺课件

1、页岩气资源调查页岩气资源调查主要主要技术方法技术方法国土资源部油气资源战略研究中心国土资源部油气资源战略研究中心 二一二年八月二一二年八月提提 纲纲国外成功经验回顾页岩气调查方法技术地震勘探技术非地震勘探技术钻井、储层改造技术测井技术页岩气调查方法技术规程（初稿）成果与认识提提 纲纲国外成功经验回顾页岩气调查方法技术地震勘探技术非地震勘探技术钻井、储层改造技术测井技术页岩气调查方法技术规程（初稿）成果与认识1 国外成功经验回顾美国页岩气产业取得成功关键美国页岩气产业取得成功关键回顾美国页岩气产业从起步到形成、发展的过程，回顾美国页岩气产业从起步到形成、发展的过程，除了得益于自身得天独厚的自然资

2、源条件、成熟除了得益于自身得天独厚的自然资源条件、成熟市场经济环境外，适用于页岩气勘探开发关键技市场经济环境外，适用于页岩气勘探开发关键技术的不断进步和突破，是助推美国页岩气产业形术的不断进步和突破，是助推美国页岩气产业形成的核心动力之一。成的核心动力之一。直接推动美国页岩气产业形成的两大直接推动美国页岩气产业形成的两大技术体系技术体系地球物理勘探技术体系地球物理勘探技术体系水平井钻完井、开发体系水平井钻完井、开发体系这两大技术体系相互发展下，不断促进，造就了这两大技术体系相互发展下，不断促进，造就了美国页岩气产业的成功形成与发展，改变了世界美国页岩气产业的成功形成与发展，改变了世界能源结构的

3、格局。能源结构的格局。1 国外成功经验回顾我国页岩气资源调查现状我国页岩气资源调查现状从目前国内外研究工作已经取得的成果可以看到，从目前国内外研究工作已经取得的成果可以看到，我国页岩气资源成藏规律与美国页岩气的成藏特我国页岩气资源成藏规律与美国页岩气的成藏特点，有许多相似之处，这表明我国的页岩气资源点，有许多相似之处，这表明我国的页岩气资源勘探前景十分看好。勘探前景十分看好。 我国近几年来虽然在页岩气资源勘探方面取得了我国近几年来虽然在页岩气资源勘探方面取得了一些进展，但总体上仍处于起步阶段，目前尚无一些进展，但总体上仍处于起步阶段，目前尚无成功的页岩气勘探开发实例。成功的页岩气勘探开发实例。

4、我国我国在在针对页岩气资源针对页岩气资源调查方面，调查方面，所采用所采用的的评价评价技术及标准、技术及标准、对对储层特征认识、地球物理勘探技储层特征认识、地球物理勘探技术应用、储层改造技术、商业化开发等方面，还术应用、储层改造技术、商业化开发等方面，还面临多项技术难题亟待解决。面临多项技术难题亟待解决。2 页岩气调查方法技术地震勘探技术地震勘探技术 非地震勘探技术非地震勘探技术 钻井、储层改造技术钻井、储层改造技术 测井技术测井技术 提提 纲纲页岩气资源概况页岩气调查方法技术地震勘探技术非地震勘探技术钻井、储层改造技术测井技术页岩气调查方法技术规程（初稿）成果与认识页岩岩石物理性质页岩岩石物理

5、性质页岩岩石物理模型页岩岩石物理模型/反演反演地震勘探条件与页岩气藏模型对应关系地震勘探条件与页岩气藏模型对应关系国内外页岩气地震地质条件对比国内外页岩气地震地质条件对比页岩气地震勘探资料常规处理解释方法页岩气地震勘探资料常规处理解释方法页岩几何体属性分析技术应用页岩几何体属性分析技术应用国内外页岩气地震勘探技术存在的主要差距国内外页岩气地震勘探技术存在的主要差距3 地震勘探技术1986年提出了页岩的弱各向异性特征，弱各向异性是指和的值均小于10%。但是长期的研究结果表明，绝大多数页岩的和的值大于10%，页岩具有强各项异性介质。岩芯方位角极角3.1 页岩岩石物理性质VTI：垂直轴对称的横向各项

6、同性地震地质模型，是地下处于近水平状态或倾角较小的页岩的一种近似，近水平的层面是页岩层理面的简单等效。HTI：水平轴对称的横向各项同性地震地质模型，是地下处于大倾角的或近垂直状态下的页岩的一种近似，模型中近垂直的层面是页岩层理面的简单等效。3.1 页岩岩石物理性质HTI、 VTI模型地震响应与页岩特征描述3.1 页岩岩石物理性质3.2 页岩岩石物理模型/反演3.3 地震勘探条件与页岩气藏模型对应关系3.4 国内外页岩气地震地质条件对比我国西南地区典型隔槽式褶皱构造美国德克萨斯州沃斯堡盆地构造样式3.4 国内外页岩气地震地质条件对比我国西南地区典型隔槽式褶皱构造美国德克萨斯州沃斯堡盆地构造样式3

7、.4 国内外页岩气地震地质条件对比国外：宽方位角三维、小点距二维、三维三分量为主；国内：大道距二维普查阶段。3.5 页岩气地震勘探资料常规处理解释方法国内：主要的处理步骤是叠前去噪、静校正、精细速度分析。国内：主要的处理步骤是叠前去噪、静校正、精细速度分析。目标：获得富有机质页岩储层的埋深、厚度、构造展布、断裂发育情况。目标：获得富有机质页岩储层的埋深、厚度、构造展布、断裂发育情况。与常规油气勘探地震处理解释流程基本相同。与常规油气勘探地震处理解释流程基本相同。国外：通过宽方位三维地震数据的速度各项异性来检测储层裂缝的分布情况。国外：通过宽方位三维地震数据的速度各项异性来检测储层裂缝的分布情况

8、。目标：目标： 基于基于HTI、VTI模型，各向异性时间偏移成像，对储层的脆性、塑性进行描述，划分出模型，各向异性时间偏移成像，对储层的脆性、塑性进行描述，划分出“甜点甜点”。塑性塑性脆性脆性3.6 页岩几何体属性分析技术应用随着宽方位三维地震勘探技术在页岩气勘探中的广泛应用，几何体属性分随着宽方位三维地震勘探技术在页岩气勘探中的广泛应用，几何体属性分析技术，在描述储层构造特征、断裂系统分布状况、地层沉积特征等方面析技术，在描述储层构造特征、断裂系统分布状况、地层沉积特征等方面已经发挥出重要的作用。已经发挥出重要的作用。相干；曲率；蚂蚁追踪；方差体；三维可视化。相干；曲率；蚂蚁追踪；方差体；三

9、维可视化。据统计，仅公司在北美地区应用地球物理技术就完成了 多个页岩气勘探项目，面积超过平方千米，已经形成了一个庞大的地球物理基础数据库。其中，年间，公司分别在、二个地区完成、平方千米三维地震勘探，钻井成果显示获得了很好的成效。充分显示出地球物理技术已经成为页岩气勘探开发中寻找“甜点”必不可少的技术手段。国内，在富有机质页岩勘探方面还处于起步阶段；相关基础理论研究积累较为薄弱；地表、地下地震地质条件都远较美国复杂；实现真正意义上的页岩气地震勘探，还需要经历一个实践、探索的过程。3.7 国内外页岩气地震勘探技术存在的主要差距提提 纲纲国外成功经验回顾页岩气调查方法技术地震勘探技术非地震勘探技术钻

10、井、储层改造技术测井技术页岩气调查方法技术规程（初稿）成果与认识国外非地震勘探国内非地震勘探勘探数值模拟勘探试验勘探试验效果分析4 非地震勘探技术4.1 国外非地震勘探（德国联邦科学和自然资源研究院（德国联邦科学和自然资源研究院 ）Emsland和东部和东部Friesland地区地区MT剖面剖面与与相关性相关性Gluckstadt地堑地区地堑地区 2010年4月，波兰中部和北部都发现页岩气资源。下蔡希斯坦统（上二叠统）蒸发岩的强反射屏蔽了地震能量，蒸发岩对电磁波没有屏蔽作用。波兰的PBG地球物理勘探公司采用大地电磁方法对该地区进行页岩气勘探。4.1国外非地震勘探带钻孔资料约束大地电磁数据反演获

11、得的带钻孔资料约束大地电磁数据反演获得的页岩层位分布页岩层位分布模型模型4.1 国外非地震勘探4.1 国外非地震勘探4.1 国外非地震勘探4.1 国外非地震勘探4.1 国外非地震勘探4.1 国外非地震勘探勘探试验区位于四川盆地南部，目的层龙马溪组主要为黑色碳质页岩、灰黑色钙质页岩夹泥灰岩透镜体沉积组合的深水陆棚沉积环境，有机质丰富。4.2 国内非地震勘探4.2 国内非地震勘探起始于长宁县龙头起始于长宁县龙头镇北部，经兴文县，镇北部，经兴文县，止于叙永县江门镇止于叙永县江门镇起于高县罗场镇，起于高县罗场镇，向南经筠连县双腾向南经筠连县双腾-巡司巡司-沐爱镇，止于沐爱镇，止于落木柔镇落木柔镇起始于

12、叙永县分水起始于叙永县分水镇西部，经两河镇镇西部，经两河镇-落卜镇落卜镇-摩尼镇，止摩尼镇，止于古蔺县双沙镇于古蔺县双沙镇 三条采样线路三条采样线路 7676个采样处个采样处 2929个地层组个地层组 共采集岩石标本共采集岩石标本997997块块 其中页岩标本其中页岩标本464464块块勘探试验区物性研究密度、磁化率 967块电阻率、极化率 700块 干燥、富水、饱和盐水三种状态测定顺序 确保样本受到的人为影响最小磁化率磁化率 富水富水电阻率电阻率密度密度饱和盐水饱和盐水电阻率电阻率干燥干燥电阻率电阻率干燥干燥极化率极化率富水富水极化率极化率饱和盐水饱和盐水极化率极化率质量保证质量保证样本加工

13、样本加工标本与电极间加硫酸铜溶液标本与电极间加硫酸铜溶液质地疏松标本，装袋单独浸泡质地疏松标本，装袋单独浸泡严格控制浸泡时间，杜绝多次浸泡严格控制浸泡时间，杜绝多次浸泡合理的测量顺序合理的测量顺序浸泡后晾干表面浸泡后晾干表面观测面标记，同向观测观测面标记，同向观测4.2 国内非地震勘探勘探试验区物性研究目的层呈现低密、低磁、高极化率和低阻特征，为勘探试验奠定了基础。为勘探试验奠定了基础。4.2 国内非地震勘探4.3 勘探数值模拟研究勘探数值模拟勘探数值模拟思路思路08001600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600-4000-35

14、00-3000-2500-2000-1500-1000-5000020040060080010001200140016001800200022002400260028003000320034003600380040004200440046004800500052005400560058006000620064006600680070007200740076007800800082008400860088009000920094009600980010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-500008001600 2400 3200 4000 4800 5

15、600 6400 7200 8000 8800 9600-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000不发育低阻页岩只发育龙马溪组页岩08001600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-50000200400600800100012001400160018002000220024002600280030003200340036003800400042004400460048005000520054005600580060006

16、20064006600680070007200740076007800800082008400860088009000920094009600980010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-500008001600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000发育龙马溪组、牛蹄塘组页岩08001600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 7200 8000 8800 9600-4000-3500-

17、3000-2500-2000-1500-1000-5000020040060080010001200140016001800200022002400260028003000320034003600380040004200440046004800500052005400560058006000620064006600680070007200740076007800800082008400860088009000920094009600980010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-500008001600 2400 3200 4000 4800 5600

18、 6400 7200 8000 8800 9600-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000数值模拟研究，有助于富有机质页岩目标异常的提取。数值模拟研究，有助于富有机质页岩目标异常的提取。不发育低阻页岩只发育龙马溪组页岩发育龙马溪组、牛蹄塘组页岩010002000300040005000600070008000900010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000010002000300040005000600070008000900010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-100

19、0-5000010002000300040005000600070008000900010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000-6-5.5-5-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51-6-5.5-5-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15-0.1-0.055.6E-0170.050.10.150.20.250.30.35010002000300040005000600070008000900010000-4000-3500-3000-2500-20

20、00-1500-1000-5000010002000300040005000600070008000900010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000010002000300040005000600070008000900010000-4000-3500-3000-2500-2000-1500-1000-5000-6-5.5-5-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51-6-5.5-5-4.5-4-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.51-0.35-0.3-0.25-0.2-0.15-0.1-0.055.6E-

21、0170.050.10.150.20.250.30.354.3 勘探数值模拟研究勘探试验区地层、构造、地理和沉积环境适宜开展方法技术试验。勘探试验区地层、构造、地理和沉积环境适宜开展方法技术试验。野外地质调查、物性研究和数值模拟为勘探试验奠定了基础。野外地质调查、物性研究和数值模拟为勘探试验奠定了基础。4.4 勘探试验4.4 勘探试验通过开展多种非地震方法的勘探试验通过开展多种非地震方法的勘探试验对比各对比各种种方法的有效性方法的有效性开展综合地球物理研究开展综合地球物理研究探索、总结出一套有效的富有机质页岩非探索、总结出一套有效的富有机质页岩非地震勘探技术流程地震勘探技术流程编制相关技术规程

22、编制相关技术规程 富 有 机 质 页 岩 物 性 调 查 统 计重力勘探磁力勘探复电阻率时频电磁CSAMT大地电磁3D处理处理解释处理解释处理解释3D处理3D处理效 果 分 析 总 结综 合 地 球 物 理 解 释理 论 总 结 形 成 规 范开展非地震勘探试验的技术思路开展非地震勘探试验的技术思路勘探试验200m200m200m200m200m200mYXH Hx xH Hy yE Ex xE Ey y测 线 方 向电 极 位 置图图 2 2 排排 列列 布布 置置 示示 意意 图图H H- -B BO OX XE E- -B BO OX XE E- -B BO OX XE E- -B BO

23、 OX XE E- -B BO OX XE E- -B BO OX X200m200m200m200m时频电磁法布极示意图 大地电磁法布极示意图 可控源音频地电磁法布极示意图可控源音频地电磁法布极示意图 4.4 勘探试验综合分析已知信息 综合评价时序数据变换建数据库，去零道，编辑畸变点计算视电阻率预处理频率域反演回放叠加归一化反演深度电阻率断面； 约束反演计算地电参数频率域处理时间域处理时间域磁场反演频率域电场反演4.4 勘探试验4.4 勘探试验电性结构-约束反演JL02线电性结构-约束反演JL03线通过时频电磁法，获得了有效的电性结构信息JL02线激化异常分布JL03线激化异常分布01234

24、5678910-3-2-101-3-2-10184941041141241341441541641741841942042142242342442542642740.040.080.120.160.20.240.28012345678910-3-2-101-3-2-10180901001101201301401501601701801902002102202302402502602700.040.080.120.160.20.240.28通过时频电磁法，获得了有效的激化信息4.4 勘探试验012345678910-3-2-101-3-2-1018494104114124134144154164

25、1741841942042142242342442542642740.040.080.120.160.20.240.28在没有其它资料约束的情况下，在没有其它资料约束的情况下，时频电磁法（时频电磁法（TFEM）能发现一）能发现一定规模的异常，并且能提取多个定规模的异常，并且能提取多个与富有机质页岩相关的属性参数，与富有机质页岩相关的属性参数，因而在有利目标区的勘探上优势因而在有利目标区的勘探上优势明显。明显。极化率高是碳质页岩的典型特征，极化率高是碳质页岩的典型特征，应该能够成为富有机质页岩勘探应该能够成为富有机质页岩勘探的一个目标属性特征。的一个目标属性特征。大地电磁法（大地电磁法（EMAP

26、）具备更大）具备更大的勘探深度，在深部地质构造研的勘探深度，在深部地质构造研究上具有不可替代的基础性作用。究上具有不可替代的基础性作用。可控源音频大地电磁法可控源音频大地电磁法（CSAMT ）则具备更高的浅层）则具备更高的浅层分辨率，适合浅部地质构造的划分辨率，适合浅部地质构造的划分和解释。分和解释。 4.5 勘探试验效果分析提提 纲纲国外成功经验回顾页岩气调查方法技术地震勘探技术非地震勘探技术钻井、储层改造技术测井技术页岩气调查方法技术规程（初稿）成果与认识页岩气钻井技术页岩气钻井技术 页岩气储层改造技术页岩气储层改造技术 5 钻井、储层改造技术 页岩气赋存在低孔、低渗储层中；大部分产气页岩

27、分布范围页岩气赋存在低孔、低渗储层中；大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期稳定产气。广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期稳定产气。页岩气开发具有页岩气开发具有3个特点：个特点：生产能力低或无自然生产能力生产能力低或无自然生产能力开发的寿命和生产周期长开发的寿命和生产周期长采收率变化较大，须要通过人工技术来实现有效开发。采收率变化较大，须要通过人工技术来实现有效开发。l是一种人造气藏是一种人造气藏l由于具有不同于常规天然气的特点，决定了页岩气开发具有其由于具有不同于常规天然气的特点，决定了页岩气开发具有其独特的方式。独特的方式。5.1 页岩气钻井技术页岩气钻

28、井技术 页岩气井钻井包括直井和水平井两种方式页岩气井钻井包括直井和水平井两种方式直井，主要用于试验，了解页岩气藏特性，获得钻井、压裂和直井，主要用于试验，了解页岩气藏特性，获得钻井、压裂和投产经验，并用于优化水平井钻井方案。投产经验，并用于优化水平井钻井方案。水平井主要用于生产，实现页岩气有效开发。水平井主要用于生产，实现页岩气有效开发。页岩气钻井相关工程技术：页岩气钻井相关工程技术：井身结构设计井身结构设计水平井技术水平井技术钻井液技术钻井液技术固井与完井技术固井与完井技术5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 井身结构设计井身结构设计 井身结构设计井身结构设计：井身结构设计井身结构设计： W

29、oodford和和Hayneeville两个区块的页岩气钻井都是采用三级井身结构。两个区块的页岩气钻井都是采用三级井身结构。5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 水平井钻井水平井钻井 水平井与直井相比，在页岩气开发中所具有的水平井与直井相比，在页岩气开发中所具有的4方面优势：方面优势：水平井成本为直井的水平井成本为直井的1525倍，但初始开采速度、控制倍，但初始开采速度、控制储量和最终评价可采储量却是直井的储量和最终评价可采储量却是直井的34倍；倍；水平井与页岩层中裂缝（主要为垂直裂缝）相交的机会大，可水平井与页岩层中裂缝（主要为垂直裂缝）相交的机会大，可明显改善储层流体的流动状况；明显改善储

30、层流体的流动状况；在直井钻井收效甚微的地区，采用水平井开采效果良好；在直井钻井收效甚微的地区，采用水平井开采效果良好；与直井相比，水平井减少了地面设施，开采延伸范围大，避免与直井相比，水平井减少了地面设施，开采延伸范围大，避免了地面不利条件的干扰。了地面不利条件的干扰。 5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 页岩气开发中水平井钻井技术的几个关键环节：页岩气开发中水平井钻井技术的几个关键环节：轨道设计轨道设计随钻测量与地质导向随钻测量与地质导向 随钻测井技术（随钻测井技术（LWD）和随钻测量技术（）和随钻测量技术（MWD），可以使水平井精确），可以使水平井精

31、确定位，同时作出地层评价，定位，同时作出地层评价， 引导中靶地质目标。引导中靶地质目标。 geoVISION随钻成像服务和随钻成像服务和RAB钻头附近地层电阻率仪器等钻头附近地层电阻率仪器等LWD技术，技术，有助于在钻井过程中实时识别天然裂缝，解决相关测井问题。有助于在钻井过程中实时识别天然裂缝，解决相关测井问题。页岩气开发中水平井钻井技术的几个关键环节：页岩气开发中水平井钻井技术的几个关键环节：轨迹控制技术轨迹控制技术 对于位移不大、储层均质性较好、难度一般的水平井钻井，在常规对于位移不大、储层均质性较好、难度一般的水平井钻井，在常规液相钻井液条件下，稳定器钻具组合和弯外壳螺杆钻具与液相钻井

32、液条件下，稳定器钻具组合和弯外壳螺杆钻具与MWD组合，组合，可以实现斜井段与水平段的轨迹控制，用随钻伽马一条曲线即可实现可以实现斜井段与水平段的轨迹控制，用随钻伽马一条曲线即可实现地质导向钻井。地质导向钻井。 对于位移较大、难度较高的水平井，使用旋转导向钻井技术钻进，可对于位移较大、难度较高的水平井，使用旋转导向钻井技术钻进，可以钻出更加光滑、更长的水平段。以钻出更加光滑、更长的水平段。 在水平井钻井中，采用旋转钻井导向工具，可以形成光滑的井眼，在水平井钻井中，采用旋转钻井导向工具，可以形成光滑的井眼，更易获得较好的地层评价。更易获得较好的地层评价。 水平段钻井一般采用水平段钻井一般采用PDC

33、钻头，尽量提高钻头寿命，延长单趟钻进尺，钻头，尽量提高钻头寿命，延长单趟钻进尺，有的水平井水平段用一只有的水平井水平段用一只PDC钻头一趟钻完成，钻头一趟钻完成， 快速钻井减少井下快速钻井减少井下复杂情况的出现。复杂情况的出现。5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 钻井液技术钻井液技术 页岩气钻井过程中，尤其是钻至水平段，由于储层页岩气钻井过程中，尤其是钻至水平段，由于储层的层理或者裂缝发育、蒙脱石等吸水膨胀性矿物组的层理或者裂缝发育、蒙脱石等吸水膨胀性矿物组分含量高，而且水平段设计方位要沿最小主应力方分含量高，而且水平段设计方位要沿最小主应力方向，是最不利于井眼稳定的方向，因此，钻井液体向，

34、是最不利于井眼稳定的方向，因此，钻井液体系选择要考虑的主要因素有：防止粘土膨胀、提高系选择要考虑的主要因素有：防止粘土膨胀、提高井眼稳定性、预防钻井液漏失和提高钻速。井眼稳定性、预防钻井液漏失和提高钻速。直井段（三开前）对钻井液体系无特殊要求，主要直井段（三开前）对钻井液体系无特殊要求，主要采用水基泥浆。采用水基泥浆。水平段钻井液主要采用油基泥浆。水平段钻井液主要采用油基泥浆。5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 固井与完井技术固井与完井技术 一般认为，一般认为，页岩气井的钻井并不困难，难在完井。页岩气井的钻井并不困难，难在完井。页岩气大部分以吸附态赋存于页岩中，而页岩渗透率低，既要页岩气大部

35、分以吸附态赋存于页岩中，而页岩渗透率低，既要通过完井技术提高其渗透率，又要避免地层损害，是施工的关通过完井技术提高其渗透率，又要避免地层损害，是施工的关键，直接关系到页岩气的采收率，因此在固井、完井方式、储键，直接关系到页岩气的采收率，因此在固井、完井方式、储层改造方面有其特殊要求。层改造方面有其特殊要求。页岩气井通常采用泡沫水泥固井技术。页岩气井通常采用泡沫水泥固井技术。泡沫水泥具有浆体稳定、泡沫水泥具有浆体稳定、密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高等特点，因此具有良密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高等特点，因此具有良好的防窜效果，能解决低压易漏长封固段复杂井的固井问题。好的防窜效果，能解

36、决低压易漏长封固段复杂井的固井问题。而且水泥侵入距离短，可以减小储层损害。而且水泥侵入距离短，可以减小储层损害。根据国外经验，泡沫水泥固井比常规水泥固井产气量平均高出根据国外经验，泡沫水泥固井比常规水泥固井产气量平均高出23。页岩气井的完井方式页岩气井的完井方式主要包括主要包括组合式桥塞完井组合式桥塞完井、水力喷射射孔水力喷射射孔完井完井、机械式组合完井机械式组合完井。5.1 页岩气钻井技术页岩气钻井技术 5.2 页岩气储层改造技术 页岩气储层必须通过压裂改造才能形成工业气流。页岩气储层必须通过压裂改造才能形成工业气流。页岩气储层的压裂改造工艺、加砂规模等都与常规压裂改造有明显不页岩气储层的压

37、裂改造工艺、加砂规模等都与常规压裂改造有明显不同。不同地区页岩的储层特性各不相同，并不是所有的页岩都适合滑同。不同地区页岩的储层特性各不相同，并不是所有的页岩都适合滑溜水、大排量压裂施工。溜水、大排量压裂施工。脆性地层（富含石英和碳酸盐岩）容易形成网络裂缝，而塑性地层脆性地层（富含石英和碳酸盐岩）容易形成网络裂缝，而塑性地层（黏土含量高）容易形成双翼裂缝，因此不同的页岩气储层所采用的（黏土含量高）容易形成双翼裂缝，因此不同的页岩气储层所采用的工艺技术和液体体系是不一样的，要根据实际地层的岩性、敏感性和工艺技术和液体体系是不一样的，要根据实际地层的岩性、敏感性和塑性以及微观结构进行选择。塑性以及

38、微观结构进行选择。塑性塑性脆性脆性5.2 页岩气储层改造技术 直井连续油管分层压裂技术直井连续油管分层压裂技术 较早的页岩气开发主要是在浅层，以直井为主，其压裂技术具有较早的页岩气开发主要是在浅层，以直井为主，其压裂技术具有3个个特征，即连续油管、水力喷砂射孔、环空加砂。特征，即连续油管、水力喷砂射孔、环空加砂。5.2 页岩气储层改造技术 水平井分段压裂技术水平井分段压裂技术 随着页岩气开发的深人，常规的直井已经无法满足开发要求，水平井随着页岩气开发的深人，常规的直井已经无法满足开发要求，水平井和水平井分段压裂技术目前已经成为了北美页岩气藏有效开发的主体和水平井分段压裂技术目前已经成为了北美页

39、岩气藏有效开发的主体技术。技术。水平井分段压裂技术水平井分段压裂技术 水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术 水平井封隔器分段压裂技术水平井封隔器分段压裂技术水平井多级滑套封隔器分段压裂技术水平井多级滑套封隔器分段压裂技术水平井膨胀式封隔器分段压裂技术水平井膨胀式封隔器分段压裂技术水平井水力喷射分段压裂技术水平井水力喷射分段压裂技术水平井多井同步压裂技术水平井多井同步压裂技术 5.2 页岩气储层改造技术 5.2 页岩气储层改造技术 页岩气压裂液体系页岩气压裂液体系 目前所使用的压裂液：滑溜水、线性胶、交目前所使用的压裂液：滑溜水、线性胶、交联液和泡沫等。联液和

40、泡沫等。 滑溜水和复合压裂液是目前主要的压裂液体滑溜水和复合压裂液是目前主要的压裂液体系。系。 不同页岩的储层特点不同，对其选择的压裂不同页岩的储层特点不同，对其选择的压裂液也不同。液也不同。5.2 页岩气储层改造技术 滑溜水压裂液体系滑溜水压裂液体系 滑溜水压裂液体系是针对页岩气藏改造发展起来的滑溜水压裂液体系是针对页岩气藏改造发展起来的一项新技术。一项新技术。 该液体体系主要适用于无水敏、储层天然裂缝较发育、该液体体系主要适用于无水敏、储层天然裂缝较发育、脆性较高地层。脆性较高地层。复合压裂液体系复合压裂液体系 复合压裂或混合压裂主要是针对黏土含量高、塑性较复合压裂或混合压裂主要是针对黏土

41、含量高、塑性较强的页岩气储层。强的页岩气储层。 注入复合压裂液既可保证形成一定的缝宽，又保证有注入复合压裂液既可保证形成一定的缝宽，又保证有一定的携砂能力。一定的携砂能力。5.2 页岩气储层改造技术 水力压裂作业流程图水力压裂作业流程图提提 纲纲国外成功经验回顾页岩气调查方法技术地震勘探技术非地震勘探技术钻井、储层改造技术测井技术页岩气调查方法技术规程（初稿）成果与认识6 测井技术 页岩气测井技术现状 页岩气识别方法 页岩气测井评价页岩气测井系列优化 岑页1井测井综合评价实例国内测井技术方面有待深入研究的问题 6.1 页岩气测井技术现状美国美国，在不同盆地中采用的测井技术系列在不同盆地中采用的

42、测井技术系列Appalachian盆地：大多数采用盆地：大多数采用空气钻井空气钻井，采用测井，采用测井系列包括系列包括双感应双感应、岩性密度测井岩性密度测井、井壁中子井壁中子、自然伽自然伽马能谱，马能谱，还包括井下电视和温度测井。还包括井下电视和温度测井。 Fort Worth盆地：针对泥盆系盆地：针对泥盆系Barnett页岩，采用典页岩，采用典型测井系列，包括型测井系列，包括自然伽马自然伽马、密度密度、中子中子、岩性密度岩性密度和和感应测井感应测井。 6.1 页岩气测井技术现状不同公司采用的测井技术系列不同公司采用的测井技术系列墨菲石油公司墨菲石油公司（Murphy Oil） ：1）电阻率测

43、井、密度、中子）电阻率测井、密度、中子测井；测井；2）核磁共振测井，用于确定页岩孔隙度（不受）核磁共振测井，用于确定页岩孔隙度（不受TOC影影响）；响）；3）声波测井，用于岩石力学性质分析；）声波测井，用于岩石力学性质分析；4）成像测井，）成像测井，用于识别裂缝。用于识别裂缝。 Schlumberger公司公司 :采用常规（三孔隙度三电阻率、三岩性）采用常规（三孔隙度三电阻率、三岩性）和成像测井，成像测井包括元素俘获能谱和成像测井，成像测井包括元素俘获能谱ECS、微电阻率扫描、微电阻率扫描成像成像FMI、声波扫描、声波扫描SonicScanner、核磁共振核磁共振CMR。 6.1 页岩气测井技

44、术现状元素俘获能谱元素俘获能谱ECS测井技术测井技术基于该公司的基于该公司的Platform Express测井软件平台的测井技术。测井软件平台的测井技术。ECS处理模块称为处理模块称为SpectroLith或或WALK2，结合密度、中子、，结合密度、中子、Pe、NGS等测井等测井资料，通过随机求解方法可以定量计算出岩性成分、孔隙度、含水饱和度、干资料，通过随机求解方法可以定量计算出岩性成分、孔隙度、含水饱和度、干酪根含量、酪根含量、TOC、GIP等参数。等参数。6.1 页岩气测井技术现状元素俘获能谱元素俘获能谱ECS测井技术测井技术能直接测量是多种地层元素，可间接测量近四十种层元素能直接测量

45、是多种地层元素，可间接测量近四十种层元素能够连续进行评价能够连续进行评价其中所测量到的钙、硅含量及其比值，能够反映地层的脆性程度，对进行储层其中所测量到的钙、硅含量及其比值，能够反映地层的脆性程度，对进行储层的压裂设计非常重要的压裂设计非常重要6.1 页岩气测井技术现状定性解释定性解释：识别岩性，判断含气页岩层，识别裂缝等。识别岩性，判断含气页岩层，识别裂缝等。定量解释定量解释：确定矿物成分，计算孔隙度、渗透率，计确定矿物成分，计算孔隙度、渗透率，计算干酪根含量算干酪根含量/总有机碳含量（总有机碳含量（TOC）、吸附气和游）、吸附气和游离气含量，计算热成熟度和热成熟度指数（离气含量，计算热成熟

46、度和热成熟度指数（MI），），计算储层厚度，计算弹性参数，确定天然气地质储量计算储层厚度，计算弹性参数，确定天然气地质储量（GIP）等。）等。以以Schlumberger公司公司为例，为例，目前目前在在页岩气的综合评价中往往页岩气的综合评价中往往采用元素俘获测井（采用元素俘获测井（ECS）和自然伽马能谱测井（）和自然伽马能谱测井（NGS）的方）的方法计算页岩的矿物含量。法计算页岩的矿物含量。6.1 页岩气测井技术现状成像测井识别页岩气储层裂缝成像测井识别页岩气储层裂缝动态和静态方法识别页岩层裂缝动态和静态方法识别页岩层裂缝6.1 页岩气测井技术现状6.2 页岩气识别在页岩气的识别方法上，目前主要利用在页岩气的识别方法上，目