鄭 波，方錫賢，李三明，朱 磊，楊建晨

（1.中國石化河南油田分公司勘探事業(yè)部，河南南陽473132；2.中國石化河南石油工程有限公司地質(zhì)錄井公司）

南襄盆地是國內(nèi)最早開展陸相頁巖油氣勘探的盆地之一，2010年安深1井完鉆后在頁巖層進(jìn)行大型壓裂改造，壓后最高產(chǎn)油4.68 m3／d，實現(xiàn)國內(nèi)陸相頁巖油勘探的突破，其后鉆探的泌頁HF1井、泌頁2HF井兩口非常規(guī)長水平段水平井經(jīng)多級大型壓裂后最高產(chǎn)油量分別達(dá)到23.6 m3／d和28.1 m3／d，證實南襄盆地頁巖油氣具有良好的勘探前景。南襄盆地頁巖油氣勘探過程中，勘探部門分別開展了常規(guī) 地質(zhì)、綜合、地化、定量熒光、核磁、含氣量、XRD（XRF）錄井，錄井技術(shù)為選層（區(qū)）評價、儲層流體性質(zhì)解釋評價、確定射孔壓裂位置選擇提供了支撐與保障，充分體現(xiàn)了錄井技術(shù)的價值［1－4］。但是在實踐中也發(fā)現(xiàn)錄井技術(shù)存在著不適應(yīng)之處，需要不斷提高水平來滿足勘探開發(fā)多方面的需求。

1 非常規(guī)油氣錄井技術(shù)的現(xiàn)狀與不足

1.1 缺乏檢查裂縫及微裂縫有效技術(shù)手段

與常規(guī)油氣不同，頁巖油氣儲層物性總體極差，裂縫的存在有利改善儲滲能力，有利于儲層改造后不同儲滲空間的勾通，因此在非常規(guī)油氣錄井中，識別與評價裂縫（微裂縫）是一項重要的工作。

傳統(tǒng)錄井識別裂縫的方法是鉆井取心觀察，通過氣測形態(tài)結(jié)合巖屑次生礦物含量判斷裂縫，但由于次生礦物含量低，在快速鉆進(jìn)、巖屑細(xì)碎情況下容易被掩蓋，肉眼分析不容易發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)也難以實現(xiàn)定量化。

2017年，學(xué)校教改項目管理系統(tǒng)完成設(shè)計并投入試用，進(jìn)行首次校級教改項目在線申報，二級學(xué)院管理者通過系統(tǒng)進(jìn)行在線審批，校級管理者通過系統(tǒng)將所有申報項目分配給評審專家進(jìn)行盲評，提出評審意見并進(jìn)行反饋。系統(tǒng)各項功能運(yùn)行正常，基本實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)；但通過應(yīng)用實踐也發(fā)現(xiàn)一些問題，需要進(jìn)一步完善。

1.2 地層含氣量測量借助于外部實驗室

地層含氣量測定是頁巖氣測定是一項十分重要的工作，但目前錄井自身并沒有相應(yīng)的技術(shù)方法來解決這方面的問題。地層含氣量測定只能依靠巖心送專門的實驗室進(jìn)行分析，這不僅極大增加成本，更重要的是分析速度與樣品分析量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場快速定量化解釋評價的需要。

1.3 定量化評價功能不足

國內(nèi)頁巖油氣剛處于起步階段，油氣層解釋基本仍停留利用傳統(tǒng)經(jīng)驗技術(shù)移植到頁巖油氣的探索性階段，由于油氣層解釋結(jié)論得到試油驗證的資料較少，目前油氣層解釋仍未建立相應(yīng)的解釋體系。與國內(nèi)基本同步，南襄盆地的頁巖油氣勘探井很少，壓裂試油數(shù)更少，并且采用分級壓裂合采方式，因此，頁巖油氣的錄井響應(yīng)特征的總結(jié)仍很不完善，建立解釋評價標(biāo)準(zhǔn)所依賴的試油資料總體較少，這導(dǎo)致在油氣層解釋“有沒有”、“產(chǎn)不產(chǎn)”、“產(chǎn)什么”、“產(chǎn)多少”的四個層次中，對南襄盆地頁巖油氣而言，只解決“有沒有”的問題，而“產(chǎn)不產(chǎn)”與“產(chǎn)什么”仍在探索總結(jié)中，“產(chǎn)多少”則仍有許多工作要做、要探索。

1.4 儲層物性評價仍有許多不足

2.1.2 研發(fā)現(xiàn)場專用有機(jī)碳分析儀

基于工程目的，目前部分科研技術(shù)部門開展了井下內(nèi)外環(huán)空壓力檢測，以此為基礎(chǔ)，將井下壓力檢測傳感器盡可能下移接近井底，可以連續(xù)檢測內(nèi)外環(huán)空壓力。通過鉆井液脈沖或電磁波將壓力數(shù)據(jù)傳到地面，結(jié)合鉆井壓力損失模型，計算內(nèi)外環(huán)空壓力傳感器到井底的井力損耗，以其各自檢測到的井下內(nèi)外環(huán)空壓力加上各自到井底的壓力損耗，獲得剛鉆開地層的壓力差，從而得到較為接近真實的井底地層壓力，建立實時地層壓力剖面，一方面為井控提供實時資料依據(jù)，另一方面可以為儲層流體分析、后期地層改造、確定開發(fā)工藝措施提供資料依據(jù)。

1.5 地化錄井有機(jī)碳分析數(shù)據(jù)存在著一定的誤差

由于現(xiàn)場地化錄井儀對有機(jī)碳的分析原理、分析方法與實驗室有機(jī)碳分析原理方法存在著一定差異，導(dǎo)致井場地化錄井有機(jī)碳分析結(jié)果與實驗室分析結(jié)果存在著一定誤差，并且有機(jī)質(zhì)成熟度越高，誤差越大。當(dāng)有機(jī)質(zhì)成熟度較低時（未成熟、半成熟、生油階段），這種誤差控制在允許誤差范圍內(nèi)，但當(dāng)有機(jī)質(zhì)成熟度較高時（凝析油、濕氣、干氣），誤差較大，超過允許誤差范圍，這在一定程度上影響選層選區(qū)的評價。

“說話痛快點，別像娘們似地吭吭唧唧！你們外地人都這操興，事兒媽似的?！狈繓|說?！笆遣皇遣幌胱饬?？不想租就說。早有哥兒們想讓我把房子收回來，租給他養(yǎng)藏獒呢。房租高你一倍。但我不能那么做。”

總而言之，MRI、CT各有優(yōu)勢，對于不同腫瘤的診斷，其準(zhǔn)確率也存在一定差異，兩者聯(lián)合診斷，可彌補(bǔ)對方的不足，進(jìn)一步提高臨床診斷準(zhǔn)確率。

1.6 在工程應(yīng)用方面仍有探索的空間

巖屑流量錄井（巖屑稱重錄井）可以依據(jù)錄井?dāng)?shù)據(jù)與鉆時、鉆頭直徑、遲到時間及氣測資料相結(jié)合，判斷實鉆巖屑返出情況、巖屑床是否受到破壞，井壁受到穩(wěn)定。依據(jù)巖屑流量錄井?dāng)?shù)據(jù)還可以判斷地層應(yīng)力釋放程度，巖屑流量大，說明地層垮塌相對較重，這一方面是地層應(yīng)力集中的反映，另一方面也是頁（泥）巖地層脆性礦物含量高的反映。

利用礦物分析結(jié)果能夠為壓裂液精細(xì)選擇提供依據(jù)，保證壓裂液的配方與地層配伍，不對地層形成新的傷害，保證這些裂縫不被堵塞，能夠有效地形成滲流通道。但錄井本身未開展相應(yīng)的工作，壓裂部門也未利用相關(guān)資料，導(dǎo)致地質(zhì)信息資源的浪費(fèi)。

2.3.2 油氣檢測方式由地面向井下方向發(fā)展

2 非常規(guī)油氣錄井技術(shù)發(fā)展思考

2.1 攻關(guān)解決現(xiàn)有技術(shù)問題

2.1.1 對比分析恢復(fù)儲層物性

《無極》投資3.5億人民幣，拍攝耗時3年之久，擁有豪華的明星陣容以及大師級的創(chuàng)作團(tuán)隊，呈現(xiàn)出來的美術(shù)、攝影、表演自然是無與倫比[6]56。其文本的人文內(nèi)涵，體現(xiàn)在人物性格的塑造之上。每個人物都是立體的獨立存在。奴隸昆侖從不自由到最自由，是最不受束縛的自然人。他作為奴隸，跟著大將軍光明，是因為跟著他有肉吃。他殺死王是因為要救傾城——“人的覺醒”。昆侖身為奴隸卻是最不受困惑的自由人，直到命運(yùn)讓其成為鮮花盔甲的主人。而另一個奴隸鬼狼，他一直困惑于背叛雪國的自我求生，但他捫心自問沒有對不起任何一個雪國人，折磨他的是“我一直對不起一個人，那就是我自己”。

巖屑細(xì)碎、泥頁巖水化膨脹是客觀存在的，因此核磁共振錄井只能分析樣品本身而不能解決樣品細(xì)碎等問題。通過針對不同層位、不同井深、不同巖性樣品進(jìn)行分析，將巖心資料分析結(jié)果與不同粒徑、不同巖性的巖屑分析結(jié)果進(jìn)行對比，建立相關(guān)恢復(fù)函數(shù)，實際應(yīng)用中將巖屑樣品分析結(jié)果利用分析函數(shù)進(jìn)行恢復(fù)即可獲得 “真實”的數(shù)據(jù)。

核磁共振錄井技術(shù)打破了錄井長期以來不能定量評價儲集層物性的局面，突破了錄井不能評價流體在孔隙空間分布的瓶頸，且具有巖樣無損壞、一樣品多參數(shù)、分析速度快、使用成本低、可隨鉆分析等特點。物性評價、含油飽和度評價、孔隙結(jié)構(gòu)定性評價孔隙流體的弛豫機(jī)理，在潤濕性、含水性、分選性評價方面［5］，核磁共振錄井分析數(shù)據(jù)與實驗室分析數(shù)據(jù)相近，能夠滿足物性評價需要［6］。但是PDC鉆頭的使用及頁巖油氣井的特殊的井身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致巖屑十分細(xì)碎，同時由于泥頁巖在不同壓力及水化條件下的膨脹作用與鉆頭對巖屑破碎時的沖刷作用，導(dǎo)致巖屑特別是頁（泥）核磁共振分析的孔滲性偏高，含油飽和度偏低。據(jù)泌頁1井導(dǎo)眼段分析對比結(jié)果，同一井段巖屑孔隙度是巖心孔隙度的1.35～1.90倍，巖屑滲透率是巖心滲透率的6.73～12.07倍，同一井段巖屑含油飽和度是巖心含油飽和度的0.12～0.26倍，導(dǎo)致頁巖油氣井中采用巖屑樣品進(jìn)行核磁共振分析所得的錄井資料分析結(jié)果不能真實地反映地層孔滲性及含油性。

現(xiàn)場錄井有機(jī)碳分析結(jié)果與實驗室分析結(jié)果存在的誤差已引起錄井界的充分重視，在分析原因時發(fā)現(xiàn)國內(nèi)實驗室分析結(jié)果與國外油服公司分析結(jié)果也存在著誤差，主要是其分析原理、方法不同，目前已立項攻關(guān)。主要從兩個方面著手，一方面通過對不同巖性、不同成熟度的現(xiàn)場錄井分析數(shù)據(jù)、實驗室分析進(jìn)行對比，通過建立恢復(fù)函數(shù)的方式進(jìn)行恢復(fù)，力爭求得“真實”的數(shù)據(jù)；另一方面攻關(guān)研發(fā)新型現(xiàn)場專用有機(jī)碳分析儀，目前研發(fā)工作正在進(jìn)行之中。

2.2 開展微巖心錄井

目前國際上已開發(fā)出隨鉆微取心技術(shù)，其方法原理是利用特殊鉆頭在普通鉆進(jìn)的同時形成巖心，這些微巖心通過鉆頭自身切割后隨巖屑返出地面［7］，在錄取巖屑的同時錄取這些微巖心。隨鉆微取心技術(shù)的開發(fā)，可能改變目前鉆進(jìn)速度提高與資料錄取矛盾的問題，還可能形成新的錄井技術(shù)，適應(yīng)井場快速鉆進(jìn)、大量分析的需要。未來井場隨鉆快速微巖心數(shù)字成像技術(shù)、快速微巖心孔隙結(jié)構(gòu)掃描技術(shù)、快速微巖心礦物分析技術(shù)、快速微巖心孔滲飽分析技術(shù)、快速微巖心伽馬掃描技術(shù)有可能在井場得到應(yīng)用，實驗室井場化將成為現(xiàn)實。由于頁巖油氣水平井的特殊井身結(jié)構(gòu)，這些巖心可能會出現(xiàn)遲滯，因此在及時采集微巖心進(jìn)行分析的同時，應(yīng)結(jié)合隨鉆伽馬資料、氣測資料對這些微巖心進(jìn)行歸位恢復(fù)，建立準(zhǔn)確的礦物、巖性、物性、有機(jī)碳、含油性剖面。

常用的平面編織技法有十字編織、矩形編織、米字編織、斜紋編織等。十字形編織法是將經(jīng)條與緯條垂直相交，緯條穿于經(jīng)條下3根，壓于經(jīng)條上1～3根，構(gòu)成平行直線紋與大方格紋，編出十字紋樣。矩形編織法是將若干根竹篾平行列為經(jīng)條，再將緯條分不同道數(shù)上下壓住，織成長方形的空花紋樣[2]。

2.3 實現(xiàn)檢測、評價技術(shù)定量化

2.3.1 油氣地面定量化分析

采用新的定量化脫氣系統(tǒng)，在定量恒溫恒壓條件下萃取鉆井液中的烴類物質(zhì)，并采用新的分析系統(tǒng)，將分析范圍擴(kuò)大到常溫下液態(tài)烴物質(zhì)。結(jié)合鉆時、遲到時間、排量等相關(guān)參數(shù)及有關(guān)模型，計算單位體積巖石的的含油氣量［8］。

第一，觀念具有不確定性和不穩(wěn)定性。民眾的觀念所受干擾因素比較大，不僅包括政治上政策的考量，還涉及一個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、民眾的文化水平程度、輿論宣傳等各項因素。尤其是針對中國民眾而言，傳統(tǒng)的殺人償命觀更是根深蒂固，所以在死刑制度廢除的潮流下，依靠觀念變革引導(dǎo)制度變革實屬難上加難。有鑒于此，我們可以采取倒置的方式，先將制度上的問題予以解決，再通過觀念從根本上剔除傳統(tǒng)的殺人償命觀。

頁巖油氣水平井容易形成巖屑床，頁巖地層容易發(fā)生剝落、垮塌，導(dǎo)致鉆井井下故障的發(fā)生。通過相關(guān)錄井資料的分析，定量化監(jiān)測含量的變化，可以判斷巖屑床是否形成，井壁是否穩(wěn)定，以便及時采取相應(yīng)措施，但現(xiàn)在南襄盆地水平井并未開展相應(yīng)的錄井項目，也沒有利用現(xiàn)有資料對相關(guān)問題進(jìn)行分析。

借助現(xiàn)代通信信息技術(shù)的飛速發(fā)展，目前錄井?dāng)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳已逐漸普及，以錄井為井場中心正在形成。通過數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，在基地的技術(shù)專家可以同步實時得到井場各種數(shù)據(jù)及圖像資料，以三維地質(zhì)導(dǎo)向軟件為支撐，通過建模及比對分析，及時調(diào)整模型數(shù)據(jù)，確定地層變化趨勢，調(diào)整井眼軌跡，實現(xiàn)地質(zhì)目的。開展遠(yuǎn)程地質(zhì)導(dǎo)向、定向，可以發(fā)揮高水平專家的作用，并實現(xiàn)會診，達(dá)到更高質(zhì)量的導(dǎo)向與定向水準(zhǔn)。

2.3.3 地層壓力檢測井下定量化

教育部修訂的建筑公告BB101關(guān)于學(xué)校通風(fēng)、熱舒適和空氣質(zhì)量的指導(dǎo)方針于 2017年5月/6月公布。它將取代2006版本，在標(biāo)題中沒有“空氣質(zhì)量”這個詞。這一補(bǔ)充反映了當(dāng)局對學(xué)校室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要性的認(rèn)識日益增加。

2.3.4 評價解釋技術(shù)定量化

在定量化錄井、定量化分析的基礎(chǔ)上，對氣測參數(shù)、巖屑進(jìn)行鉆頭尺寸、鉆時、流量、巖性、混油等方面的定量化處理進(jìn)行研究，將分析地層含油性的錄井技術(shù)與分析地層孔滲性的錄井技術(shù)相結(jié)合，將連續(xù)分析的錄井參數(shù)與點分析錄井參數(shù)相結(jié)合，將判斷地層壓力的錄井技術(shù)方法與判斷地層含油性的錄井技術(shù)相結(jié)合。建立相關(guān)函數(shù)，結(jié)合試油數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，尋找最佳解釋評價方法，達(dá)到定量化解釋，最終實現(xiàn)錄井技術(shù)對儲層的“有沒有、產(chǎn)不產(chǎn)、產(chǎn)什么、產(chǎn)多少”問題的準(zhǔn)確判斷。

2.4 遠(yuǎn)程地質(zhì)導(dǎo)向與定錄一體化

非常規(guī)油氣藏通常采用水平井進(jìn)行開發(fā)，而定向與導(dǎo)向是水平井鉆探成功的兩個關(guān)鍵技術(shù)。國內(nèi)部分錄井公司已開展定錄一體化工作，在節(jié)約人員、設(shè)備的同時，實現(xiàn)錄井資料、隨鉆伽馬資料、井斜資料、定向鉆井工具面資料、鉆壓資料的有機(jī)結(jié)合，準(zhǔn)確地判斷鉆井軌跡與目的層頂?shù)酌娴木嚯x、地層的變化趨勢、鉆井參數(shù)實施的軌跡變化結(jié)果，及時采取有效的措施調(diào)整軌跡，保證軌跡在目的層內(nèi)運(yùn)動，減少鉆井停等、循環(huán)，提高鉆井速度。

在現(xiàn)代高科技支撐條件下，研發(fā)具備油氣三相分離器及氣體組分分析功能的微型油氣檢測儀器，實時在井下檢測儲層產(chǎn)液量及油氣水比例、油氣組分構(gòu)成，可以直接分析地層孔滲性、產(chǎn)能、地層壓力，為油源對比跟蹤分析、后期完井管具、完井方式、儲層改造方案及后期開發(fā)方案選擇提供資料依據(jù)。

2.5 為工程提供多樣化服務(wù)

2.5.1 開展巖屑流量錄井監(jiān)測井眼清潔

南襄盆地頁巖油氣錄井在工程方面雖然取得一定成果，但是基本仍停留在傳統(tǒng)的地層壓力監(jiān)測與預(yù)測、鉆井工程監(jiān)測方面的應(yīng)用以及依據(jù)礦物分析結(jié)果。

通過對我國商業(yè)銀行不良貸款成因的探討，進(jìn)行宏觀和微觀層面的模型分析并提出相應(yīng)的改善方式，從而提高銀行資金利用率，加強(qiáng)商業(yè)銀行競爭能力。

積極組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽活動，大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽暑期培訓(xùn)時間為８月份的1個月，每3天1個專題，共培訓(xùn)10個題目，要求學(xué)生在教師的講解和指導(dǎo)下，對于實際問題建立數(shù)學(xué)模型，編程求解，撰寫出論文．經(jīng)過１個月的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了基本的數(shù)學(xué)建模能力和一定的論文寫作基礎(chǔ)．之后組隊學(xué)生報名參加秋天的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽，以賽代練，在競賽中進(jìn)一步訓(xùn)練和提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和水平．

2.5.2 XRD（XRF）分析數(shù)據(jù)得以充分利用

通過X射線衍射全巖礦物分析（XRD）、元素分析錄井（XRF）［9］，能夠形成完整的巖性礦物剖面。依據(jù)礦物分析結(jié)果，分析礦物變化規(guī)律，確定壓裂改造的有利層段，為分級壓裂射孔層段選擇提供依據(jù)。通過礦物分析還能夠為壓裂液精細(xì)選擇提供依據(jù)，以保證壓裂液的配方與地層配伍，以免對地層形成新的傷害，保證裂縫不被堵塞，能夠有效地形成滲流通道。長石含量高的砂巖，當(dāng)酸液濃度和處理規(guī)模過大時，會削弱巖石結(jié)構(gòu)的完整性，并且存在著酸化后的二次沉淀問題，可能導(dǎo)致土酸酸化失敗。通過現(xiàn)場對巖屑、巖心進(jìn)行XRD分析，可以知道諸如云母、碳酸鹽礦物、黃鐵礦、長石的相對含量，對酸敏（HF，HCl）性研究和酸化設(shè)計提供資料依據(jù)。

2.6 技術(shù)系列化與錄井增值服務(wù)

針對不同階段不同類型的不同使用者的需求，分析不同錄井信息能夠解決的問題，以不同技術(shù)組合為特點，形成現(xiàn)場信息提供、鉆井工程服務(wù)、壓力監(jiān)測、儲層評價、地質(zhì)導(dǎo)向、定錄一體化、儲層流體性質(zhì)分析與評價、壓前評估、井場平臺、遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息傳輸、非烴及有害氣體檢測等不同技術(shù)系列，全面實現(xiàn)錄井技術(shù)的全方位服務(wù)。通過錄井信息的加工處理，實現(xiàn)錄井技術(shù)在頁巖油氣勘探開發(fā)從鉆前、鉆中、鉆后、壓前、壓后全過程全方位的服務(wù)，從不同階段為不同方面提供有價值的特定服務(wù)，實現(xiàn)錄井技術(shù)的增值及利益最大化。

3 結(jié)論與建議

（1）目前錄井技術(shù)初步為非常規(guī)油氣勘探開發(fā)提供了一定的技術(shù)支持，其中常規(guī)錄井及地化錄井資料主要用于有機(jī)質(zhì)評價，滿足區(qū)塊、層系選擇要求。常規(guī)地質(zhì)、氣測、地化、定量熒光錄井技術(shù)主要用于非常規(guī)儲層含油氣性評價，為選擇水平井鉆井層位、確定壓裂層段提供依據(jù)。XRF元素錄井、X射線衍射全巖礦物分析、巖屑流量錄井則為判斷巖層脆性、井眼清潔程度、壓裂層段選擇提供依據(jù)。

（2）錄井技術(shù)在裂縫（微裂縫）識別與評價、定量化檢測與評價等方面仍存在許多不足之處，這為錄井技術(shù)的發(fā)展提供了更多的空間。

（3）非常規(guī)油氣錄井技術(shù)將沿著檢測定量化、井下化、實時化方向發(fā)展，定錄一體化與遠(yuǎn)程地質(zhì)導(dǎo)向是錄井在非常規(guī)油氣勘探開發(fā)中進(jìn)一步發(fā)展和力爭實現(xiàn)的目標(biāo)。

（4）應(yīng)加大非常規(guī)油氣錄井信息的加工處理，實現(xiàn)鉆前、鉆中、鉆后、壓前、壓后全過程全方位的服務(wù)，實現(xiàn)錄井技術(shù)的增值及利益最大化。

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