]非常规油气资源地球物理勘探技术发展现状及趋势-汪忠德

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成功的关键词:低成本技术体系;低成本管理体系。
二、非常规油气资源勘探开发技术体系
2.2 中国非常规天然气开发技术体系
经过多年的不懈努力,中国非常规天然气开发初步探索 形成了一系列关键技术,有些技术已达到世界先进水平。 煤层地球物理识别技术(国内先进) 煤层钻完井技术(国内先进) 页岩岩石物理模拟、地震勘探识别技术(正在攻关试验) 羽状多分枝钻井技术(低成本新技术、世界先进) 排水采气技术(沁水盆地,成熟技术) 水平井钻井技术(成熟技术) 水平井分段压裂改造技术(大庆、长庆、吉林正在攻关试验) 排水采气技术低压集输处理工艺技术等
Barnett页岩
有 机 质
微裂缝 微孔隙
游离气
粘 吸附气 土 颗 粒
储集空间
三、页岩气地球物理勘探技术发展现状 页岩气层测井特征
测井曲线
自然伽马
“四高两低一扩”
曲线特征 影响因素
泥质含量越高,自然伽马值越大,有机质可能含有高放射 性物质 泥质地层显扩径:有机质的存在使井眼扩径严重
输出参数
自然放射性
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一、非常规油气资源概念
二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系 三、页岩气地球物理勘探技术发展现状 四、煤层气地球物理勘探技术发展现状 五、展望
二、非常规油气资源勘探开发技术体系
2.1 全球非常规天然气开发技术体系
以美国为代表的非常规天然气开采,经过近30年的不断探索, 形成了适用于非常规天然气开发的技术体系。中国在致密气开发 走在了世界前列。 其关键主体技术包括: 非常规天然气地震勘探开发技术。 非常规天然气成藏基础理论研究(有机质、孔隙、渗流等)。 致密砂岩气藏精细描述技术。 丛式井、水平井、羽状水平井钻井工艺技术。 多井、多层压裂改造增产工艺技术(批量化施工)。
基于不同目的层埋深的优化观测系统技术 采集技 经济技术一体化地震采集技术 术 基于高精度卫片炮检点布设技术 山地地区配套静校正处理技术 处理技 高保真综合去噪处理技术 术 高精度振幅补偿处理技术 各向异性叠前时间偏移处理技术 三维分方位角配套处理技术 解释技 页岩储层综合标定、地震响应 术 三维构造建模及解释技术 复杂地表构造变速成图方法
角度
美国能源安全联合研究协会(RPSEA)认为非常规油气资源应该 是采用普通勘探开发技术难以表征和进行商业性生产的油气聚集。 美国地质调查局(USGS)从油气藏的地质特征出发,提出“连 续型油气藏”的概念,指空间分布范围大、无清晰边界且不依赖于 水柱而存在的油气藏;其主要的差别在于资源的“低品位”。
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一、非常规油气资源概念
二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系 三、页岩气地球物理勘探技术发展现状及趋势 四、煤层气地球物理勘探技术发展现状及趋势 五、展望与建议
五、展望与建议
通过非常规天然气地震勘探技术现状调研,取得了以下认识:
常规的地震预测方法可以对页岩、煤储层的埋深、厚度、断层、裂 缝发育情况进行预测,含气性检测还有待于进一步的研究。 页岩气独特的岩石物理特征和地震响应特征,为地震技术应用于非 常规天然气勘探提供了基础依据。
(3)渗透率:原始渗透率一般小于10md,
煤层渗透率伴随埋藏深度的增加而降低。 煤层气储层割理发育、低孔、低渗, 这一特性主要表现在以上三个方面。
煤岩孔隙结构Leabharlann Baidu
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.3 煤层气岩石物理特征 3-D数字岩石物理成成像平台
斯坦福大学Amos Nur教授利用数 字岩石物理学和虚拟三维成像技术, 将煤岩岩心进行3D 高分辨率成像, 结合专有的图像处理能力,可以实现 连续岩心浏览、CT 井眼成像和CT 密 度与原子序数曲线绘制等。好处在于 是非破坏性的,并能快速数值模拟粘 性矿物现实的孔隙空间分布情况。
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一、非常规油气资源概念
二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系 三、页岩气地球物理勘探技术发展现状 四、煤层气地球物理勘探技术发展现状 五、展望
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.1 煤层气国外勘探技术现状
目前,世界17个主要采煤国家均开展了煤层气的开发利用,其中地面 地震探测技术—美国;沿煤层钻探、横波地震、地面地震及地震填图等— 澳大利亚;地质参数和富集储层的物理、化学特征—俄罗斯;横波地震探 测—德国。
一、非常规油气资源概念
1.1 什么是非常规天然气资源
技术经济学
角度
上世纪70年代早中期美国多数勘探地质学家将次经济的和在经济 评价中处在盈亏平衡点上的煤层气、页岩气、致密气、致密油等称 为非常规油气资源 将现有技术难以进行经济开发的油气资源称为非常规油气资源。
非 常 规 油 气 资 源
工程技术学
高值(>100API), 局部低值 扩径
井径
井眼直径
较高,明显“跳波” 岩性密度:泥岩<页岩<砂岩;有机质丰度高,声波时差大
声波时差 时差曲线 ;含气量增大声波值变大;遇裂缝发生周波跳跃;
中子孔隙度
中子孔隙度
高值 中低值 低值
束缚水使测量值偏高;含气量增大使测量值偏低;裂缝地 区的中子孔隙度变大 含气量大密度值低;有机质使测量值偏低;裂缝底层密度 值偏低,井径扩大 烃类引起测量值偏小,气体引起测量值偏小,裂缝带局部 曲线降低 地层渗透率:泥质和束缚水均使电阻率偏低,有机质干酪 根电阻率极大,测量值局部为高值
石油地质学
角度
一、非常规油气资源概念
1.1 什么是非常规天然气资源
所谓非常规天然气资源,是的埋藏、赋存状态与常规天然气资源 有较大的差别,资源的“低品位”的;尚未充分认识、还没有可以借鉴 的成熟技术和经验进行开发的一类天然气资源。主要包括:
煤层气(瓦斯); 页(泥)岩气; 致密气(致密砂岩气、火山岩气、碳酸盐岩气); 天然气水合物(可燃冰); 水溶气; 无机气以及盆地中心气、浅层生物气等。
长排列+小弯线+小道距观测系统技术
山地高精度静校正技术 波动方程正演与照明技术 其中为有效方法有地震干涉;面波反演; 宽方位;全波反演;偏移向量,并且重视 静校正和速度建模
(据SLB和XTO / ExxonMobil)
页岩储层地震反演技术 裂缝识别技术 页岩储层综合评价
(郝会民(BGP总工),Alex Marinez(ExxonMobil)等,非常规油气勘探开发技术专题研讨会,2011年10月)
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一、非常规油气资源概念
二、全球非常规油气资源勘探开发技术体系 三、页岩气地球物理勘探技术发展现状及趋势 四、煤层气地球物理勘探技术发展现状及趋势 五、展望
三、页岩气地球物理勘探技术发展现状
3.1 页岩储层特征
页岩气以吸附或游离状态赋存在暗色泥页岩中的非常规天然气。与常规 气藏不同,泥页岩既是天然气生成的烃源岩,也是聚集和保存天然气的 储层和盖层,具有典型的“自生自储”的特点。 储层微观孔隙发育, 具有三孔隙结构, 具有很强的各向异性,特征介于致 密砂岩与煤层(吸附气85%以上)之间,主要的差别在于资源的“低品 位”。
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.2 煤层气地震勘探亟待解决的技术问题
地震勘探技术亟待突破
识别煤层,并查明主要目的煤层的埋深、几何形 态(煤层厚度平面展布范围)、与煤层相关的 构造及断层发育情况 查明煤层中裂缝或者割理发育情况 查明煤层中流体(水、气)的特征及其富集规律、 压力和温度、泊松比、杨氏模量
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.3 煤层气地震勘探技术国内发展现状
经过多年的攻关研究与实践,国内逐步形成了
以地震勘探确定煤层分布范围与空间形 态,识别断裂,优化设计钻探井位; 以裂缝识别技术预测优势渗流通道;
以地质综合研究评价研究沉积体系、预测煤层厚 度、含气量,分析成藏模式,优选富集区带;以 煤岩学评价与测井评价认识煤岩成分、煤型及结 构,评价煤储层物理、物性特征,确定射孔方案 和排采基本工作制度等预测、评价技术系列。
非常规油气资源地球物理勘探
技术发展现状及趋势
报告人:汪忠德
中国石化石油物探技术研究院
物探战略规划研究所 2012年9月6日
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一、非常规油气资源概念
二、非常规油气资源勘探开发技术体系 三、页岩气地球物理勘探技术发展现状 四、煤层气地球物理勘探技术发展现状 五、展望
一、非常规油气资源概念
1.0 非常规油气资源发展现状 随着美国页岩气勘探开发的成功,人们逐渐意识到非常规油气的巨大资源潜力, 开始出现全球热潮。美国已经在非常规评价方面形成了一套比较成熟和完整的技 术方法。 我国非常规资源勘探开发正处于起步阶段,还没有形成系统的非常规油气勘 探开发技术评价体系,勘探技术几乎空白。 地球物理技术发展迅速主要表现在高精度采集处理解释、叠前成像、储层预测、 多波技术等方面。国际和国家油公司在勘探开发全过程运用这些地球物理技术来 解决非常规油气勘探开发问题,必将高效低成本勘探开发的最有效的途径。
韩城地区5煤层构造图立体显示
韩城三维11#煤层-5-5ms曲率属性平面图
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.5 煤层气裂缝识别技术
预测优势渗流通道,一是利用地震属性信 息预测煤层裂缝发育特点和分布位置,二
是利用测井资料进行进行裂缝识别,并在
确定煤岩是氧化或还原条件下,进行优势 渗流通道预测。
深浅电阻率差值、自然电位预 测优势渗流通道 电阻率(微球测井)、声波识 别裂缝
地层密度 岩性密度
地层密度 有效光电吸收指
深浅电阻率
深探测电阻率, 总体低值,局部高值 浅探测电阻率
(张卫东 2010 )
三、页岩气地球物理勘探技术发展现状 页岩气层储层评价
2000年以来,XTO/ExxonMobil 主要支持公司非常规项目,具有丰富的页岩 气开发经验,涉及美国几乎所有的主要页岩气,是美国最大的天然气生产商,页 岩气产量大约为2Bcfd; 2009—2011年,BGP在滇北昭通等地区实施了专门针对页岩气为目标的二维 和三维的地震勘探。
韩城三维11#煤层-5-5ms曲率属性平面图
高产区的分布规律研究
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.6 煤层气AVO分析技术
V /V K 三参数( 、 、 ) AVO分析方法(探测煤层 厚度、裂缝发育和煤层气富集区域) 纵波叠后反演—纵波速度有关的岩性参数 纵波叠前反演、方位AVO反演——预测裂 隙和非均质性方面的岩性信息 多波联合反演——探测裂隙(方向和密度)、 压力、流体性质,岩石物性参数
北京SEG生产论坛,2011年10月
3-D数字岩石物理成成像平台
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.4 煤层气构造及断层识别—浅层二维地震及储层识别技术
地震勘探确定煤层分布范围与空间形态,识别断裂,优化设计钻探井位
煤层反射特征
韩城三维5#煤顶面构造 图(初步解释结果)
面元:30×30~30×60m
美国非常规气 发展阶段
中国非常规气 发展阶段
煤层气
致密气 页岩气 煤层气 页岩气 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030
中国石化煤层气“十二五”勘探开发规划
加快地球物理技术、目的层改造技术及 井筒工程技术突破与创新,开展工业化 试验和示范,实现规模化发展。
与国内煤田企业合作,扩大资源基础; 依靠科技进步,坚持效益优先; 尽快煤层气实现工业性突破;
P S
AVO属性名称 密度
意义 影响因素:岩性、矿物成分、孔隙、裂隙和压实程度、流体含量
剪切模量
P波速度 纵横波速度比 泊松比 体积模量
用于标明岩性变化、区分孔隙和裂隙类储层、区分固体和流体介质
影响因素:岩性、矿物成分、孔隙、裂隙和压实程度、含量、密度 影响因素:岩性、流体 影响因素:岩性、流体 影响因素:岩性、矿物成分、孔隙、裂隙和压实程度、流体含量
(接铭训,非常规天然气有效开采工程技术会议,2011年9月)
井组井眼三维轨迹图
排采井位置投影
基本形成800m以内浅、中高煤阶煤层 气勘探开发技术
鄂 尔 沁 多 三交 水 斯 大宁-吉县 盆 盆 沁水 地 地 韩城
中国石油煤层气重点目标分布图
三、煤层气地球物理勘探技术发展现状
4.3 煤层气岩石物理特征 煤层不仅是煤层气的源岩,也是煤层气的储集层。煤层气主要以游离、吸 附和溶解三种状态赋存于煤层中。游离气仅占10%一20%。吸附气可占70%-95%。 (1)孔隙系统:煤的孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙,是一种双重孔隙系 统。基质是主要的储气空间,裂隙是主要的渗流通道。 (2)孔隙度:孔隙度一般仅为1%-5%,基质孔隙度也仅为2%。
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