高分辨率核磁共振录井技术进展及前景展望

低场核磁共振技术助推录井实现了对岩石孔隙结构及孔隙流体的物性量化评价,但钻井工艺技术的进步及非常规油气勘探的发展,使核磁共振录井的检测对象从常规储集层拓展到钻井液及泥页岩储集层,并对流体分辨率及孔喉分辨率提出了更高的要求。为此,研发了钻井液核磁共振在线录井仪及小型化三维核磁共振录井仪,建立了荧光钻井液体系下的地层含油性评价方法及泥页岩核磁共振评价方法,在有效解决荧光钻井液条件下油层、低气油比油层及页岩油气层识别与评价难题的同时,也在一体化核磁共振录井仪研发、天然气水合物评价、岩心驱替过程可视化、钻井液材料性能评价、泥页岩水化损伤机理、水泥浆固化过程研究等领域,展现出核磁共振录井技术广阔的发展空间。     

国内非常规油气录井技术进展及发展趋势

非常规油气勘探开发给录井的探测分辨率、数据质量、录取参数齐全度和评价方法有效性带来了挑战。经过"十二五"攻关研究,研发了元素录井、钻井液核磁共振在线录井、小型化高分辨率三维核磁共振录井和前置式高分辨率气测录井等4项新技术,元素录井的元素采集种类从12种扩充到20种以上,填补了钻井液含油量的探测空白并实现了在线测量,岩样的孔喉尺度探测分辨率提高了10倍并将探测维度从一维拓展到三维,气体组分的探测分辨率从C5提高到C8或C10;建立了水平井综合地质导向、致密砂岩油气层录井综合评价、页岩油气层录井综合评价3套方法。随着非常规油气地质体的复杂性及对降本、增产、增效需求的增强,微观结构探测、碳同位素分析、录井仪器一体化等技术及水平井三维立体导向、裂缝型页岩的地层压力随钻预监测等方法将得到有效发展。      

东濮凹陷泥页岩油气层录井评价方法

东濮凹陷泥页岩油气显示丰富,正在成为主要的油气接替领域.亟需研究录井评价技术方法为该区泥页岩油气层评价提供依据。为此.通过东濮凹陷泥页岩油气录井、测井响应特征和分布规律的研究,优选岩石热解、综合录井和X射线荧光元素录井以及测井响应特征参数,重点对泥页岩储集性和含油气性进行分析.建立了录井和测井一录井泥页岩有效储集层和油气层评价方法及标准。测井一录井油气层解释评价方法综合考虑了地质因素,对泥页岩油气层识别效果更理想。文西构造带、濮卫环洼带、文东斜坡带16口井中现场实际应用情况表明.老井、新井油气层解释符合率达到85.6%。认为泥页岩油气层的岩石热解、气测、X射线荧光元素录井参数具有较好的响应特征,能实现油气层的有效识别与评价。在缺乏脆性矿物资料的情况下。结合反映储集体特征的厚度因子和反映地层特征的测井参数.将会使泥页岩油气层解释符合率得到较大的提高。     

南襄盆地页岩油气录井技术现状与发展分析

南襄盆地是国内最早开展页岩油气勘探的盆地之一,录井技术在传统油气勘探中起着重要的作用,页岩油气勘探中同样是不可缺少的技术手段。在简要分析录井技术在该盆地页岩油气勘探应用现状后,着重对该盆地页岩油气勘探中录井技术不足之处进行剖析。依据国内外录井技术发展状况,认为非常规油气录井技术将沿着检测定量化、井下化、实时化方向发展,录井应加大非常规录井信息的加工处理,实现钻前、钻中、钻后、压前、压后全过程全方位的服务,开展定录一体化与远程地质导向,实现录井技术的增值及利益最大化。     

非常规油气层录井综合解释的思路与方法

非常规油气有其特殊的地质特点与工程特征,依靠一张图板划分油气层类型的方法常常难以满足要求,因而需要打破传统思维,采取非常规的思路和方法进行该类油气层的录井综合解释。针对致密砂岩油气,提出"三个识别、四个评价"的流程与方法;针对页岩油气层地质评价的十多项参数,在考虑参数间的相关性与录井可操作性的基础上,建立了"四参数"解释方法。这些思路与方法的提出,在满足非常规油气需求的同时,丰富了录井解释的内涵,有助于推动录井解释向定量化、准确化的方向发展。     

松辽盆地古龙凹陷页岩油录井解释评价方法研究

非常规油气资源是当前大庆油田油气勘探开发中新的领域,其中页岩油的勘探开发正在逐步推进。为实现页岩油钻探中的快速解释评价,通过对井筒录井资料的分析,研究录井相关技术参数在页岩油井解释评价中的应用,初步建立了一套适用于页岩油评价的录井解释方法,即采用气测参数、岩性及岩心裂缝观察、地化热解参数、残余碳分析、元素分析等多种录井参数相结合,从岩性、物性(裂缝发育情况)、含油气性、烃源岩特性、脆性等层面对页岩油进行评价,并确定各参数的评价范围及脆性的计算方法。研究结果对松辽盆地古龙凹陷页岩油录井的解释评价具有一定的指导意义,也为该区页岩油的下一步开发提供了可靠依据。     

基于测井和录井信息相结合的泥页岩储层识别方法——以苏北盆地高邮凹陷阜宁组为例

泥页岩油气储层是目前非常规油气领域备受关注的勘探目标。以苏北盆地高邮凹陷阜宁组泥页岩地层为研究对象,采用岩心、试油测试等资料刻度测井和录井信息,开展非常规泥页岩油气储层的识别研究。通过分析泥页岩储层类型及其测井与录井响应特征,发现泥页岩储层多数为脆性矿物含量高的灰质泥页岩岩相(发育裂隙),少数为脆性矿物含量低的不含(或少含)灰质的泥页岩岩相。根据这2种泥页岩储层类型,提出了2种相应的成因机制解释模型,借鉴气泡图和雷达图较好地显示出了这2种解释模型的测井与录井特征差异,进而建立了基于测井和录井信息相结合的泥页岩储层识别方法,为苏北盆地泥页岩油气储层识别及有效开发提供了依据。     

非常规油气储集层录井技术应用与发展思考

非常规油气资源的勘探开发,在为录井技术发展提供了更加广阔空间的同时,也对录井技术的适应性提出了严峻的挑战。针对非常规油气成藏特点,结合我国现阶段非常规油气勘探开发主要涉及致密砂岩气、页（泥）岩油气、煤层气等类非常规岩性储集层的特征,分析了不同录井技术的适应性,阐述了在裂缝识别、地层含气量检测、储集层解释评价等方面存在的不足,认为实施油基钻井液录井、开展微岩心录井等并探索不同岩性非常规储集层录井技术系列化和有针对性的技术创新,是实现非常规油气勘探开发从钻前、钻中、钻后、压前、压后全过程有效录井服务的重要途径。     

ECS元素测井技术在非常规储层评价中的应用

煤岩、页岩等非常规储层岩性复杂、矿物成分变化大,依靠常规测井资料进行岩性评价难度较大。ECS测井技术通过获取地层次生伽马能谱资料,用剥谱分析推导地层的元素信息与岩性信息,从岩石化学成分角度为非常规储层的岩性评价开辟了一条新的道路。系统介绍了ECS元素测井技术在煤层气、页岩气等非常规油气资源评价中的应用,主要包括:划分地层岩性、确定地层元素含量、计算矿物含量、计算岩石骨架参数等。实践表明,ECS元素测井技术在非常规储层评价中具有广泛的应用前景。     

泥页岩油藏测井评价新方法——以松辽盆地古龙凹陷青山口组为例

泥页岩油藏是一类重要的非常规油气资源,测井评价技术在其勘探和开发中发挥重要作用。目前针对非构造裂缝型泥页岩油藏,国内外现有的常规测井评价技术均不能满足该类油藏勘探开发的需求。以松辽盆地白垩系青山口组泥页岩油藏为例,针对泥页岩油藏勘探与工程改造需求,以"非常规思想"为指导,从烃源岩品质、矿物组分、地层压力、岩石脆性、裂缝识别等角度开展测井定量评价方法研究。在此基础上,优选泥页岩有机碳含量、地层压力系数和岩石脆性指数这3个表征参数,建立了泥页岩油藏有效储层测井识别与定量评价方法,最终形成泥页岩油藏测井评价配套技术。该技术成果填补了国内非常规泥页岩油藏测井评价技术的空白,为我国泥页岩油藏勘探开发提供了重要技术支持和保障。     

页岩油气储层测井评价技术及应用

随着我国能源保障压力加大,页岩油气在我国能源结构中的地位变得越来越举足轻重。作为一种非常规油气资源,页岩油气具有自生自储、矿物成分复杂、发育微米—纳米级孔隙、通常为超低孔渗、吸附气与游离气共存等地质特征,与常规油气资源有明显差异,现有的常规油气藏测井评价理论和方法不适用。以非常规油气地质研究为指导,针对页岩油气勘探开发与工程改造需求,建立了陆相和海相不同成熟度页岩TOC测井定量评价方法,形成了页岩复杂矿物组分测井定量评价技术,提出了基于常规测井资料的岩石脆性表征新方法,建立了多参数权重法页岩储层品质测井分类方法,最终形成了页岩油气储层测井评价配套技术。该技术成果目前已在松辽盆地古龙凹陷青一段、四川盆地威远—长宁地区龙马溪组和筇竹寺组得到推广应用,有效指导了油田新钻探井、水平井和老井复查等的有利压裂层段选取工作。     

渤海湾地区低电阻率油气层识别与评价方法

低电阻率油气层属于非常规储集层,其常规测井响应特征不明显,难以识别与评价。针对此情况,在探讨渤海湾地区低电阻率油气层5种成因类型和简介其识别与评价思路的基础上,阐述了应用气测录井、地化录井、定量荧光录井等录井技术结合微侧向电阻率与自然电位和地层流体分析等方法识别与评价低电阻率油气层的方法和途径,给出了应用不同手段分析的参数及其特征。在渤海湾地区B1井和B2井的应用表明,该综合分析法可有效识别与评价低电阻率油气层。     

岩石热解录井在文留地区页岩油气勘探中的应用

为适应中原油田文留地区页岩油气勘探的需要,针对该地区页岩油气的地质特征,应用岩石热解录井技术,通过对20口井300多层资料的分析研究,优选出总有机碳含量(Cto)、生烃潜量(Pg)、有效碳含量(Cp)、氢指数(IH)、降解潜率(D)、S2峰顶温度(Tmax)6项特征参数,分别从页岩烃源岩有机质丰度、有机质类型、成熟度、油气分级评价标准4个方面对页岩油气进行综合分析,建立相应的评价标准及指标。将该标准及指标编制成软件用于现场录井,可快速解释评价页岩烃源岩及确定其油气级别。该地区6口井195层的应用结果表明,所建立的标准及指标对页岩烃源岩及其油气级别评价具有速度快、适用性强、应用效果好的特点,可有效提升岩石热解录井技术在非常规油气勘探中的应用价值,为现场决策及完井措施制定提供依据。     

非常规油气地质学重要理论问题

2012年常规能源燃料的消费量和生产量达到创纪录的历史最高水平,石油和天然气在能源消费结构中仍然占据主导地位,非常规油气产量的大幅上升使油气供需基本达到平衡。但目前对非常规油气还有很多重要的基础理论问题没有解决,对非常规油气的分布富集规律、勘探开发特点还没有把握。本文以此为出发点,回顾了近期全球油气勘探形势,提出了非常规油气地质学的4项重要理论问题：①"含油气系统"理论的深化再认识,提出了含油气盆地"全含油气系统"的"全过程成藏"模式,从烃类生-排-运-聚全过程定量化研究的4个关键问题出发,分析了非常规油气成藏机理;②细粒沉积体系与致密相带沉积学,通过解析细粒沉积与非常规油气生成关系的角度提出了3个研究结合点;③页岩与致密储层中微-纳米孔隙系统和流体相态,提出了微-纳米孔隙系统在非常规油气研究方面应重点关注的5个方面,并解析了微-纳米孔隙发育特点及微-纳米孔隙中流体相态的特征;④非常规油气富集规律与资源评价,从非常规油气聚集特征出发,优选建立了非常规油气资源评价方法体系。     

X射线荧光元素录井技术在地质上的应用及新进展

X射线荧光元素录井技术能够检测岩心、岩屑的多种元素含量,获得目标井连续、定量的元素含量数据,为该技术在地质录井中进行多方位的推广应用提供了条件。由于该技术引进到录井行业时间较短,目前主要用来进行岩性解释,并没有充分体现其技术优势。通过介绍"元素含量数据"及其"派生指数"所反映的地质信息,结合沉积岩石学、地球化学等相关学科理论,对该技术在岩性解释、地层划分与对比、沉积相分析和物性评价4个方面的应用进行了探讨,并介绍基于该技术原理的解释评价方法——岩性的数据库比对法、沉积相的元素分析法、页岩元素脆性的回归法等。     

常规-非常规油气“有序聚集”理论认识及实践意义

在分析全球常规-非常规油气发展态势、梳理中国近10年油气地质理论与技术创新成果基础上,系统阐述了常规-非常规油气"有序聚集"内涵,指出常规油气供烃方向有非常规油气共生、非常规油气外围空间可能有常规油气伴生,强调常规油气与非常规油气协同发展,找油思想从"源外找油"深入到"进源找油"。非常规油气甜点着眼于烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性"六特性"匹配评价,以页岩气为例,中国有利页岩气TOC大于2%,纹层状硅质钙质或钙质硅质页岩,孔隙度3%~8%,脆性矿物含量50%~80%,含气量2.3~4.1 m3/t,压力系数1.0~2.3,天然裂缝发育;北美有利页岩气TOC大于4%,硅质页岩、钙质页岩或泥灰岩,孔隙度4%~9%,脆性矿物含量40%~70%,含气量2.8~9.9 m3/t,压力系数1.30~1.85,天然裂缝发育。重点论述了"甜点区"评价、平台式"工厂化"生产模式等方法与技术:提出非常规油气富集"甜点区"8项评价标准,其中3项关键指标是TOC大于2%(其中页岩油S1大于2 mg/g)、孔隙度较高(致密油气大于10%,页岩油气大于3%)和微裂缝发育;阐述了多井平台式"工厂化"生产内涵及其实施需要具备"批量布井、标准设计、流水作业、重复利用"4要素;通过地下含油气地层各方向水平井体积压裂,形成大型人工缝网系统"人造油气藏"。     

准噶尔盆地气层录井解释评价方法

准噶尔盆地天然气藏油气成因复杂,储层类型多样,天然气录井解释存在诸多难点。根据该区碎屑岩、火成岩的油气成藏控制因素、储层特征,以岩屑、岩心、气测、地球化学、罐顶气、定量荧光等录井资料为基础,建立了相应的天然气层录井采集、评价系列,并采用了与之相适应的录井解释评价技术;利用地层的含油气性、物性、孔隙压力参数,优选和开发了组分正规化图版、含油气性-物性双因素关系图版、气测形态法等解释图版。应用上述录井解释评价方法,于2007-2010年对准噶尔盆地32口井57层气层、气水同层、水层进行了综合解释评价,其符合率达到88%,取得了较好的应用效果。     

非常规油气概念、特征、潜力及技术——兼论非常规油气地质学

提出了石油地质学正向常规油气地质学与非常规油气地质学两大学科方向发展,常规油气地质学研究的核心是"圈闭是否成藏",重点评价"生、储、盖、运、圈、保"6要素匹配关系;非常规油气地质学研究的核心是"储集层是否含油",重点评价"岩性、物性、脆性、含油性、烃源岩特性、应力各向异性"6性及其匹配关系。建立了不同喉径下限油气运聚模式和理论公式、非常规油气开采"L"型生产曲线与产量理论预测模型,揭示了非常规油气形成机理与开采规律。重点阐述了非常规油气的内涵、特征、潜力与技术,提出了鉴别非常规油气的两个关键标志:①油气大面积连续分布,圈闭界限不明显;②无自然工业稳定产量,达西渗流不明显。全球非常规与常规油气资源比例大约8∶2,其中非常规石油资源与常规石油大致相当,非常规天然气资源约是常规天然气的8倍。中国非常规石油资源约240×108t,非常规天然气资源约100×1012m3。近期非常规油气增储上产的重点为致密油和致密气,要加大页岩气工业化试验区建设和页岩油探索力度,未来需要建立"非常规油气地质学、细粒沉积学、非常规储集层地质学、地球物理预测六性、水平井规模压裂、平台式工厂化开采、管理低成本与政策补贴、非常规人才培养"等非常规油气工业体系。     

核磁共振技术在页岩油气储层评价中的应用

自非常规油气业务开展以来，核磁共振技术因其无损、灵敏、快速等优点，已发展为页岩油气储层评价的重要技术方法之一。该文从核磁共振技术的实验原理出发，着重综述了目前核磁共振技术在全尺度一体化表征页岩孔缝分布、孔隙度、孔隙润湿性、流体可动性及流体分类等页岩油气储层研究难点方面的应用。除此之外，在描述水的迁移、甲烷吸附和解吸以及二氧化碳置换等流体行为，获取有机质信息、油页岩界面面积，判断有机孔、无机孔，分析孔隙连通性，获取高黏性沥青和干酪根有关信息等方面的应用也做了简单介绍。最后分析了核磁共振分析技术目前存在的不足以及在页岩储层评价中的发展趋势。      

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。