王俊峰
（大庆钻探工程公司地质录井一公司，黑龙江 大庆 163000）
随着我国经济持续高速发展，对能源的需求量不断上升，国内油气田产量不能满足国民经济发展需求，油气进口量占比不断上升。与此同时，国内老油田经过多年开发，产量提升有限，勘探的目标逐渐向非常规油气资源转变，页岩油气逐渐成为勘探的热点。页岩气作为一种崭新的非常规天然气资源，在美国页岩气勘探开发取得巨大突破，带来一连串连锁效应，改变了能源市场供应格局。我国也加大了对页岩气勘探开发力度，已钻井实践表明，我国具有丰富的页岩气资源，已探明储层达百亿立方米，远高于常规天然气储量[1-2]。然而，我国天然气勘探及开发起步较晚，很多技术亟待提升及突破，勘探及开发技术短板是制约页岩气规模开发、效益开发的关键。地质录井作为页岩气钻井现场的重要勘探技术，在及时发现页岩气显示、评估页岩气储层含气性等方面发挥重要作用，但由于页岩气储层不同于常规油气储层，常规岩屑录井、气测录井、地化录井等技术在页岩气录井中存在不适应性，需要加强页岩气录井技术研究，发挥地质录井在页岩气录井中的重要作用。
页岩气是指赋存于暗色泥页岩中，以吸附态或游离态的方式富集于储层中，页岩气通常具有源储一体的特征，不同于常规油气的富集方式。在页岩气储层中岩性以页岩层为主，也有页岩与砂岩互层、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等岩性。页岩气储层由于孔隙度低，渗透率低，页岩生烃后运移通道不畅，通常在原地就近富集成藏，具有典型的自生自储模式。页岩气多富集在盆地中分布厚度大、面积广的烃源岩地层中，既是储层也是盖层，有机质含量高。页岩气通常以游离态和吸附态赋存页岩气储层孔隙中[3]。页岩气储层具有致密、孔隙度低、渗透率低、气体流动阻力大等特点，开发难度较大。页岩气井具有产量低、生产实时间长的特点[4]，要实现页岩气资源的效益开发，必须降低钻井施工成本、缩短钻井周期，同时采取大规模缝网压裂技术，降低页岩气开发成本，提升页岩气开发效益。
页岩气储层具有孔隙度低、渗透率低的特点，页岩气井产量低、生产周期长，为了实现效益开发，通常采用水平井大规模压裂的开发模式。同时为了缩短钻井周期，使用PDC钻头钻井、空气钻井、氮气钻井等钻井技术，这些新的钻井技术的应用，给地质录井工作带来了难题，主要表现在以下几个方面：①岩屑细碎或者呈粉末状，给录井岩性识别增加了难度。由于使用PDC钻井，导致岩屑细碎，特别是空气钻井或者氮气钻井，岩屑呈粉末状，岩屑采集及识别定名难度较大；
②卡层难度大。一方面，气体钻井条件导致岩屑呈粉末状，准确识别定名难度较大，增加了卡层难度。另一方面，页岩气井为了节约成本，通常不使用LWD 随钻测井，只使用MWD旋转导向，由于随钻跟踪手段有限，卡层难度增加；
③页岩气储层发现及评价难题。由于页岩气以游离态和吸附态赋存于页岩层中，随钻气测分析通常只能测定游离气，吸附气短时间难以解析出来[5]。因此，难以准确评估储层含气量，需要开发专门的评估手段；
④地层压力监测、工程异常监测难度增加。页岩气钻井会使用到气体钻井条件，在气体钻井条件下，工程参数异常判断机理发生了变化，如何准确判断工程异常成为课题。
4.1 常规录井技术
常规地质录井技术如岩屑录井、气测录井、工程录井，是地质录井工作的基础，通过人工采集、观察、分析岩屑样品，判断录井气测显示异常，及时发现油气显示。通过实施监测工程参数异常，及时发现钻井工程异常。针对页岩气井岩屑细碎的情况，要加强岩屑录井工作，认真捞取岩屑，保证岩屑样品足够，要捞取新型的岩屑样品，保证样品的代表性。要加强对岩屑样品的识别描述，借助放大镜等设备，提高岩屑识别定名的准确性。对于气测录井，要认真分析气测异常，准确判别异常气测显示情况，及时发现油气显示。气测分析主要依靠气测全烃与组分曲线变化幅值或形态、皮克斯勒、甲烷相对含量等图版进行评价。对于工程录井，要加强对录井工程参数的监测，运用多参数综合分析，及时发现工程异常情况。
4.2 页岩气含气性评价
页岩气以游离态和吸附态存在于页岩储层中，气测录井得到的是游离态页岩气含量，对于吸附态页岩气，可以通过解吸装置，将吸附气分离出来，然后使用色谱仪进行分析。色谱仪能够快速分析烃源岩中有机质丰度、类型和成熟度。通过岩石热解分析，可以得到S0、S1、S2、S4等岩石热解参数，通过这些参数，可以得到页岩样品中总有机碳含量，通过岩石热解分析参数关系，可以分析有机质类型。将有机质类型和Tmax结合分析，可以评价有机质类型。
4.3 加强元素分析技术应用
目前XRF 元素分析技术已经在录井行业得到了广泛应用，属于比较成熟的录井技术。XRF 元素分析仪一次可同时分析34 个元素（主量元素14 种，微量元素20种），分析精度可达1ppm，单个样品分析时间小于600s。元素分析技术应用领域不断拓展，在岩性识别、精准卡层、精细地层分层、沉积相研究、储层物性评价、工程预警、地质导向方面得到了广泛应用，起到较好的应用效果。页岩地层中Si、Al、Fe、Ca等元素会有显著特征，通过分析典型元素变化特征，能够对页岩地层进行识别，在小层对比、卡层等方面发挥重要作用。可以通过元素分析数据计算岩石中石英、长石及粘土矿物成分，实现对岩性识别。脆性是评价页岩气储层的重要指标，页岩脆性好利于压裂造缝，能够形成复杂的网状缝。评价页岩脆性通过分析页岩中含有的石英、碳酸盐矿物含量，石英和碳酸盐矿物含量越高，脆性越好。通过元素分析结果中Si、Ca、Al 元素数据，计算得到石英、碳酸盐矿物含量，评价页岩储层脆性。
随着我国老油田持续开发，主力区块勘探开发程度越来越高，油田增储上产的压力增大，勘探目标逐渐向非常规油气资源转变。我国页岩气资源丰富，加大对页岩气资源的勘探开发力度对于缓解天然气资源供需紧张具有重要意义。地质录井在页岩气开发中发挥重要作用，通过岩屑录井、气测录井、工程录井等技术，为发现页岩气显示、评价页岩气储层含气性、指导安全高效钻井提供依据，对于实现页岩气效益开发，提高页岩气勘探开发效果具有重要意义。
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