页岩气勘探开发对地球物理技术的需求.doc

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页岩气勘探开发对地球物理技术的需求
刘振武①撒利明①杨晓②李向阳③
(①中国石油天然气集团公司，北京100007；
②中国石油集团川庆钻探公司地球物理勘探公司，610213；
③中国石油集团物探重点实验室，北京102249)

摘要：近几年来，伴随着建设低碳经济的需要和对清洁能源需求的增长，页岩气产业发展迅速升温，特别是北美页岩气的发展己经改变了现今能源供应格局。我国页岩气资源潜力巨大，开发前景广阔，己经引起人们的高度重视。我国页岩气勘探开发仍处于起步阶段，特别是地球物理技术在页岩气勘探开发中究竟具有什么样的作用，还存在一些困惑。木文通过页岩气地球物理技术的需求分析和对未来发展的展望，明确指出地球物理技术作为页岩气储层评价和增产改造的关键技术，将在页岩气勘探开发中发挥重要的作用。
关键词：页岩气勘探开发地球物理技术储层评价
1页岩气勘探、开发的现状
世界页岩气资源十分丰富，引起了各国勘探家们的广泛关注。据Kuuskraa提供的资料，全球页岩气总资源量约为456.24X1012m3，相当于常规天然气资源量的1.4倍(近年来，还有不断增长的趋势)，主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联等地区。
进入21世纪以来，己有30多个国家开展了页岩气业务，美国和加拿大实现了页岩气的有效开发，并步入快速发展阶段。2000-2009年，北美地区发现的页岩气盆地由原先的密西根、阿帕拉契亚、伊利诺斯、沃斯堡和圣胡安等5个盆地猛增到以沃斯堡、阿科马、路易斯安那、西加拿大等为主的约30个盆地，页岩气产层几乎包含了北美地区所有的海相页岩烃源岩叫。美国页岩气的钻探深度己由发现初期的180-2000m加深到目前的2500-4000m，部分盆地的深度达到6000m。2005年以来，页岩气开发钻井工作量年增长10%-15%，产量年增长50-100×lO8m3,2009年生产井超过50000口，页岩气年产量达900×lO8m3(ARI,2010)，约占北美天然气总产量的12%；2010年页岩气产量为1378×lO8m3，占当年天然气总产量的23%；预计到2015年将达到2600-2800×lO8m3，占天然气总产量的1/3，增长潜力巨大(图1)。
勘探、开发页岩气资源己成为全球快速发展低碳经济的重要途径。大规模开发使美国实现了天然气资源的自给自足，减少了对液化天然气的依赖，改变了天然气供应格局。
中国地质历史时期富有机质页岩十分发育，既有有机质含量高的古生界海相页岩，也有有机质丰富的中、新生界陆相页岩川(图2)。页岩气己引起我国政府和相关企业高度重视。国土资源部组织相关单位开展了页岩气资源评价工作，并启动勘查项目，国家发改委、能源局也己开始研究相关激励政策。国家能源局针对页岩气成立了中美页岩气联合工作组，并于2010年在中国石油集团科学技术研究院廊坊分院成立了中国首个专门从事页岩气开发的科研机构—国家能源页岩气研发(实验)中心。国内众多石油公司以及国土资源部相关科研机构积极开展页岩气选区评价工作，优选出了一批有利区块，并部署勘探工作。壳牌、康菲、BP和挪威国家石油等国外石油公司也积极参与我国页岩气勘探开发。

我国页岩气地质成藏规律与美国页岩气的成藏特点有许多相似之处，也就是说我国的页岩气勘探前景十分看好。近两年虽然我国页岩气勘探取得一定进展，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，在页岩气资源评价、优质储层特征、地球物理技术、增产改造技术和开采技术等方而还有多项难题函待解决。
2页岩气勘探开发面临的关键技术问题
页岩气是一种特殊的非常规天然气，赋存于泥岩或页岩中，具有自生自储、无气水界而、大而积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能或呈低产，需要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采，单井生产周期长。页岩气藏的这些特点决定了其勘探开发而临着与常规气藏不同的技术问题。
2.1资源评价与核心区的选择
鉴于页岩既是源岩又是储层，具有大而积连续成藏、赋存方式多样和富集因素多样等特点，其油气成藏机理和富集规律与常规天然气藏差异较大。因此页岩气资源评价技术规范、标准与方法体系必然与常规天然气藏相关的要求有所不同。如今国内涉及页岩气资源评价体系总体处于探索阶段，可供借鉴的评价方法和评价参数很少。由于具体选用的参数值不同，导致资源量预测结果相差比较大(表1),但普遍认为我国页岩气资源十分丰富，特别是南方地区、华北地区、四川盆地和塔里木盆地等海相页岩，以及松辽盆地白里系、准噶尔盆地中一下侏罗统