2020年我國(guó)天然氣供需差距預(yù)計(jì)在80×108m3以上，頁巖氣作為一種清潔能源，具有開采壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，一旦突破形成產(chǎn)能，必將對(duì)緩解中國(guó)油氣資源緊張的壓力產(chǎn)生重大深遠(yuǎn)的影響。據(jù)專家估算，我國(guó)頁巖氣可采資源量約為26×1012m3，與美國(guó)大致相當(dāng)，主要分布在我國(guó)南方、華北及塔里木海相盆地，以及北方大片陸相盆地。資源評(píng)價(jià)結(jié)果表明，四川盆地下志留統(tǒng)龍馬溪組、下寒武統(tǒng)筇竹寺組海相頁巖氣潛力巨大，頁巖氣資源與整個(gè)四川盆地常規(guī)資源量相當(dāng)。從目前勘探準(zhǔn)備和可能提交儲(chǔ)量情況分析，四川盆地及其周緣川渝黔鄂將是近期頁巖氣開發(fā)的主陣地，“十二五”期間力爭(zhēng)在盆地南部頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)取得突破。
我同頁巖氣資源勘探開發(fā)尚處于資源評(píng)估和勘探探索啟動(dòng)階段。當(dāng)務(wù)之急，就是要通過借鑒國(guó)外的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)，進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，逐步形成頁巖氣勘探開發(fā)配套技術(shù)，如地質(zhì)選區(qū)技術(shù)、地震勘探技術(shù)、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)、鉆完井技術(shù)、儲(chǔ)層改造技術(shù)、資源評(píng)價(jià)技術(shù)等。2010年首次分別在四川盆地南部完鉆了頁巖氣井Wx井和Nx井，繼而又開始了水平分支井的實(shí)施。Wx井龍馬溪組、九老洞組和Nx井筇竹寺組頁巖氣藏的地質(zhì)特征指標(biāo)與美國(guó)Barnett頁巖氣藏的深度、總有機(jī)碳含量、有效孔隙度、含氣孔隙度、吸附氣含量、氣藏壓力及氣蘊(yùn)藏量等指標(biāo)具有較好可比性，經(jīng)壓裂儲(chǔ)層改造后均獲得大于1.0×104m3/d的工業(yè)氣流，向頁巖氣勘探開發(fā)邁出了成功的一步，特別是在頁巖氣地質(zhì)選區(qū)、鉆完井技術(shù)、儲(chǔ)層改造技術(shù)等方面有了初步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)利用測(cè)井和地震勘探等地球物理方法進(jìn)行頁巖氣高產(chǎn)富集區(qū)識(shí)別預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，以及為鉆井軌跡設(shè)計(jì)和儲(chǔ)層改造目標(biāo)提供技術(shù)支撐方面提出了迫切要求。
1頁巖氣地質(zhì)特征及勘探開發(fā)難點(diǎn)
1.1成藏條件和聚集方式與常規(guī)氣藏不同
頁巖氣藏與常規(guī)天然氣成藏機(jī)理和聚集方式有很大差別，頁巖氣既是烴源巖又是儲(chǔ)層，呈區(qū)域性分布，缺少明顯的蓋層，無圈閉，無明顯氣水界面(不含水或極少含水)。據(jù)美國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)表明，地質(zhì)預(yù)測(cè)頁巖氣藏關(guān)鍵參數(shù)的最小值Ⅲ：有機(jī)碳含量大于2%、熱成熟度(Ro)大于0.4%、孔隙度大于1%、滲透率大于1mD、厚度大于9m。與常規(guī)氣藏相比，具有弱敏感地球物理參數(shù)特征，要求利用地球物理技術(shù)方法識(shí)別雕刻出頁巖氣藏特征，大大增加了難度和提高了精度要求。
1.1儲(chǔ)集層條件差
頁巖氣主體上是以吸附或游離狀態(tài)存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質(zhì)巖類夾層中的天然氣。頁巖氣儲(chǔ)集層是由巖化的黏土、有機(jī)物質(zhì)和礦物質(zhì)混合而成。頁巖產(chǎn)層厚度一般為15～100m，儲(chǔ)集空間由孔隙和微裂縫組成，頁巖以小粒徑物質(zhì)為主，一般以黏土(粒徑小于5μm)和泥質(zhì)(粒徑5～63μm)為其最主要組分，砂(大于63μm)所占的組分相對(duì)較少。具典型的低孔、低滲物性特征，孔隙度一般為4%～6%，滲透率小于0.001mD，最低可達(dá)10mD，處于斷裂帶或裂縫發(fā)育帶的頁巖儲(chǔ)層滲透率可以增加，孔隙度最高可達(dá)11%，滲透率可達(dá)1mD[7]。頁巖氣的生產(chǎn)是通過地層壓力降低不斷解吸吸附氣為游離氣獲得的，因此，利用常規(guī)天然氣勘探開發(fā)技術(shù)難以有效獲得頁巖氣，成為頁巖氣勘探開發(fā)的技術(shù)瓶頸，也給利用地球物理方法識(shí)別評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)提出了新的挑戰(zhàn)。
2地球物理技術(shù)在頁巖氣勘探開發(fā)中的作用
根據(jù)國(guó)外勘探開發(fā)成功經(jīng)驗(yàn)，頁巖氣井初始無阻流量沒有工業(yè)價(jià)值，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量依賴于天然裂縫發(fā)育程度、頁巖脆性以及鉆、完井技術(shù)[7]，頁巖的孔隙度、基巖滲透率都非常低，必然要考慮如何提高系統(tǒng)的滲透率，水平井及多級(jí)壓裂改造等工藝技術(shù)便成為頁巖氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。如何指導(dǎo)頁巖氣鉆井部署和儲(chǔ)層改造優(yōu)化方面，地球物理技術(shù)是必要的手段，作為技術(shù)支撐具有舉足輕重的作用，能貫穿始終服務(wù)和指導(dǎo)勘探開發(fā)工程。
2.1優(yōu)化鉆井及儲(chǔ)層壓裂改造部署
1)通過地球物理技術(shù)選擇最佳鉆井目標(biāo)和鉆進(jìn)延伸方向。在頁巖氣宏觀區(qū)帶選擇和目標(biāo)確定時(shí)，需要全面分析預(yù)測(cè)有利的頁巖氣生儲(chǔ)地質(zhì)條件分布范圍。鉆井目標(biāo)應(yīng)選擇在有機(jī)質(zhì)與硅質(zhì)富集、孔隙度及裂縫發(fā)育程度高的頁巖區(qū)及層位，鉆井軌跡應(yīng)選擇大致沿頁巖最大水平應(yīng)力即垂直于主要裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的方位鉆井，能夠生成眾多橫向誘導(dǎo)裂縫，使天然或誘導(dǎo)裂縫網(wǎng)絡(luò)彼此聯(lián)通，提高頁巖氣鉆探成功率。
2)結(jié)合地球物理技術(shù)分析如何在儲(chǔ)層改造中獲得最有效的多層裂縫。根據(jù)巖石力學(xué)脆性選擇壓裂模式，通過加砂水力壓裂改造，盡可能多的溝通天然裂縫，形成一定導(dǎo)流能力的網(wǎng)狀裂縫，產(chǎn)生較大的裂縫與地層接觸面積，使氣藏的壓力降低可能傳遞到更大的區(qū)域，使更多的吸附氣解吸出來，從而提高頁巖氣產(chǎn)量。
3)利用地球物理方法在設(shè)計(jì)中指導(dǎo)鉆井避開大斷層、復(fù)雜地層和水層，防止壓裂裂縫高度溝通可能的巖溶。
2.1壓裂裂縫效果監(jiān)測(cè)
利用地球物理方法確定儲(chǔ)層壓裂是否成功和下一步開發(fā)目標(biāo)。在壓裂后必須診斷壓裂裂縫數(shù)據(jù)和落實(shí)壓裂效果，壓裂是否成功，并實(shí)現(xiàn)頁巖氣藏多級(jí)改造部署的優(yōu)化。還可利用這些診斷信息，改善油氣藏管理，減少壓裂未波及產(chǎn)層和不必要的鉆進(jìn)，用于確定有效的布井方案，實(shí)現(xiàn)加密鉆井開發(fā)等。
3頁巖氣測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)
3.1測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)目標(biāo)
就是要形成對(duì)頁巖氣層的生烴能力、儲(chǔ)集能力和開發(fā)生產(chǎn)能力的測(cè)井評(píng)價(jià)配套技術(shù)系列，主要包括以下方面：
1)分析建立頁巖含氣儲(chǔ)層巖電評(píng)價(jià)關(guān)系參數(shù)，建立巖石物性參數(shù)測(cè)井計(jì)算模型。
2)研究選擇有效的頁巖氣測(cè)井配套系列，建立含氣頁巖敏感的地球物理參數(shù)測(cè)井響應(yīng)特征和識(shí)別評(píng)價(jià)方法。
3)建立頁巖中總有機(jī)碳(TOC)、熱成熟度(Ro)計(jì)算及評(píng)價(jià)方法。
4)建立含氣頁巖孔隙度、孔隙壓力及滲透率等儲(chǔ)層特征參數(shù)計(jì)算及儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)方法。
5)建立頁巖氣儲(chǔ)層游離氣、吸附氣、含氣飽和度及天然氣總量計(jì)算及評(píng)價(jià)方法。
6)進(jìn)行頁巖泥質(zhì)、含砂量、黏土礦物組成及脆性礦物(石英、方解石、長(zhǎng)石等)含量計(jì)算。
7)確定頁巖巖石力學(xué)參數(shù)，形成定量識(shí)別含氣頁巖裂縫和地層應(yīng)力評(píng)價(jià)技術(shù)。
3.2測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)討論
結(jié)合國(guó)外經(jīng)驗(yàn)及在Wx井、Nx井等頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)實(shí)踐結(jié)果，目前已取得頁巖氣測(cè)井技術(shù)系列初步認(rèn)識(shí)并有待進(jìn)一步發(fā)展完善。圖1中Wx井龍馬溪組共發(fā)育1套頁巖儲(chǔ)層，裂縫不發(fā)育，主要以基質(zhì)孔隙為主，深度為1503.6～1543.3m。
3.2.1含氣頁巖儲(chǔ)層的測(cè)并識(shí)別
頁巖氣與常規(guī)氣一樣，是不導(dǎo)電介質(zhì)，具有密度值很小、含氫指數(shù)低、傳播速度慢等物理特性。與普通頁巖相比，頁巖氣中有機(jī)質(zhì)含量較高，放射性元素鈾含量比較高，干酪根的密度較低，通常介于0.95～1.05g/cm3之間。含氣頁巖測(cè)井響應(yīng)為“四高兩低”特征(圖1)，即高伽馬、高電阻率、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度，低密度、低光電效應(yīng)。
3.2.2總有機(jī)碳(TOC)含量、熱成熟度(Ro)指標(biāo)計(jì)算
干酪根的形成多是在一個(gè)放射性元素鈾含量比較高的還原環(huán)境，因而它使自然伽馬曲線出現(xiàn)高值。利用自然伽馬測(cè)井，通過ECS測(cè)井測(cè)得自然伽馬能譜分析鉀、鈾、釷主要元素的豐度，可以定量確定總有機(jī)碳的含量。中子-密度法可以指示鏡質(zhì)體反射率(Ro)。
3.2.3頁巖孔隙、裂縫參數(shù)評(píng)價(jià)
根據(jù)補(bǔ)償聲波和長(zhǎng)源距聲波、補(bǔ)償中子、體積密度密度評(píng)價(jià)孔隙度。可根據(jù)OFM模型由ECS測(cè)得的元素含量換算有關(guān)骨架參數(shù)的方法(Michael，2002)來計(jì)算含氣頁巖的孔隙度。微電阻率掃描成像測(cè)井和核磁共振測(cè)井對(duì)天然縫、誘導(dǎo)縫以及斷層等，都有著良好的分辨能力。壓裂后裂縫識(shí)別評(píng)價(jià)可采用井溫測(cè)井、同位素測(cè)井或交叉偶極橫波測(cè)井來識(shí)別評(píng)價(jià)裂縫高度和長(zhǎng)度。
3.2.4頁巖儲(chǔ)集層含氣飽和度估算
利用雙側(cè)向、感應(yīng)測(cè)井、CMR核磁共振測(cè)井等來估算。另外還可根據(jù)等溫吸附曲線和測(cè)井得到地層溫度、壓力計(jì)算地層的吸附氣含量，在精確得到黏土礦物含量及其類型和地層孔隙度的基礎(chǔ)上，計(jì)算游離氣飽和度。
3.2.5頁巖滲透性評(píng)價(jià)
利用自然電位、自然伽馬能譜、微電極、CMR核磁共振測(cè)井等來評(píng)價(jià)。
3.2.6頁巖巖礦組成測(cè)定
ECS元素俘獲能譜測(cè)井是一種很好的方法，其ECS探頭應(yīng)用中子感生的俘獲自然伽馬能譜測(cè)定礦物硅、鈣、硫、鐵、鈦、釓、氯、鋇和氫的含量，可以獲得準(zhǔn)確的地層成分評(píng)價(jià)結(jié)果，包括黏土、碳酸鹽、硬石膏、石英、長(zhǎng)石和云母等[8]。
3.2.7頁巖巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算
根據(jù)聲波掃描測(cè)井、中子密度、成像測(cè)井來綜合計(jì)算巖石彈性參數(shù)(泊松比、楊氏模量)，確定地層應(yīng)力和最大主應(yīng)力方位。
3.3發(fā)展水平井隨鉆測(cè)井系統(tǒng)(MWD)
隨鉆測(cè)井[9]可在水平井整個(gè)井筒長(zhǎng)度范圍內(nèi)進(jìn)行自然伽馬、電阻率、成像測(cè)井和井筒地層傾角分析，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控關(guān)鍵鉆井參數(shù)、進(jìn)行控制和定位，可以將井?dāng)?shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，避開已知有井漏問題和斷層的區(qū)域。及時(shí)提供構(gòu)造信息、地層信息、力學(xué)特性信息，將天然裂縫和鉆井誘發(fā)裂縫進(jìn)行比較，用于優(yōu)化完井作業(yè)、幫助作業(yè)者確定射孔和氣井增產(chǎn)的最佳目標(biāo)。
4頁巖氣地震預(yù)測(cè)及地震監(jiān)測(cè)技術(shù)
4.1地震描述及氣藏評(píng)價(jià)目標(biāo)
白2009年至今，川渝鄂已經(jīng)開展了蜀南、富順-永川、長(zhǎng)寧、昭通等4個(gè)區(qū)塊頁巖氣二維地震項(xiàng)目，威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧2個(gè)頁巖氣三維地震項(xiàng)目，從采集到處理解釋全面攻關(guān)。旨在通過獲取高信噪比地震資料，結(jié)合頁巖氣地質(zhì)地震條件形成南方海相頁巖氣藏地震勘探技術(shù)。該環(huán)節(jié)的技術(shù)進(jìn)步將會(huì)帶來對(duì)一大批頁巖氣勘探目標(biāo)的重新認(rèn)識(shí)，通過對(duì)地下日標(biāo)客觀處理和成像實(shí)現(xiàn)可優(yōu)化井位部署，以提高頁巖氣勘探成功率，降低頁巖氣勘探風(fēng)險(xiǎn)，加快頁巖氣資源向儲(chǔ)量和產(chǎn)能的轉(zhuǎn)化。巖氣地震描述及氣藏評(píng)價(jià)目標(biāo)主要包括以下幾方面：
1)地層特征包括目標(biāo)泥頁巖層發(fā)育特征、埋深及橫向變化及可能存在的水層、巖溶和隔擋層。
2)構(gòu)造特征包括目標(biāo)泥頁巖層區(qū)塊地層構(gòu)造位置、構(gòu)造演化特征、構(gòu)造發(fā)育特征。
3)區(qū)域沉積特征包括目標(biāo)泥頁巖層區(qū)域地層沉積環(huán)境及沉積相劃分。
4)頁巖氣層段分布特征包括頁巖氣層段縱、橫向分布變化及埋藏深度。
5)頁巖氣層段儲(chǔ)層特征包括貞巖氣層段孔隙、裂縫發(fā)育及展布特征。
6)石力學(xué)特征包括目標(biāo)頁巖氣層段彈性參數(shù)泊松比、楊氏模量等及地層應(yīng)力特征。
4.2頁巖氣三維地震勘探技術(shù)討論
目前國(guó)內(nèi)的頁巖氣地震識(shí)別、綜合預(yù)測(cè)及儲(chǔ)層改造監(jiān)測(cè)都尚處于摸索階段。其發(fā)展方向?yàn)椋孩夙搸r氣地震勘探技術(shù)，即二維地震勘探主要是為頁巖氣勘探選區(qū)工作提供方向，三維地震勘探才是頁巖氣勘探的有效途徑，它能為頁巖氣水平井部署和提高單井產(chǎn)量提供良好的技術(shù)支撐；②頁巖氣井中地震技術(shù)，即借鑒國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)技術(shù)能有效監(jiān)測(cè)壓裂效果，為壓裂工藝提供部署優(yōu)化技術(shù)支撐，這是頁巖氣勘探開發(fā)的必要手段。
4.2.1發(fā)展頁巖氣高精度三維地震采集技術(shù)系列
在頁巖氣地震勘探中，鑒于與碎屑巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層不同，屬于低孔、低滲氣藏，因此，要做到精益求精，在實(shí)現(xiàn)地震的“采集、處理、解釋和建模一體化”條件下，做好精細(xì)表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，優(yōu)化激發(fā)接收參數(shù)，選擇合理有效的觀測(cè)系統(tǒng)，包括而元大小、道距、覆蓋次數(shù)、最大炮檢距等。在保證經(jīng)濟(jì)允許的前提下，最大限度提高地震資料的分辨能力，真正做到“振幅保真、信噪比高、分辨率高”，獲得高品質(zhì)原始地震資料，以能夠較好地滿足疊前反演的要求。
4.2.2發(fā)展頁巖氣高分辨率地震資料處理配套技術(shù)
頁巖氣氣藏與常規(guī)的構(gòu)造型油氣藏和砂巖巖性油氣藏有差異。針對(duì)頁巖氣埋藏淺、低波阻抗、弱反射，頁巖氣儲(chǔ)層與有效厚度及裂縫發(fā)育帶有密切關(guān)系，頁巖氣地質(zhì)目標(biāo)要求地震資料實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的保幅和提高分辨率處理；進(jìn)行各向同性疊前時(shí)間偏移和各向同性疊前時(shí)間偏移處理，保護(hù)地震資料中所“隱藏的”小斷層，保護(hù)儲(chǔ)層弱信息，有效提高優(yōu)質(zhì)頁巖層和可能的薄砂體的識(shí)別能力和精度；開展多參數(shù)疊前反演提取頁巖氣有效的地球物理和巖石物理信息；利用井間地震(或VSP)資料提取井周高分辨信息；搞好井地聯(lián)合處理，提高三維地震的分辨率。
4.2.3發(fā)展頁巖氣地震識(shí)別綜合預(yù)測(cè)技術(shù)
4.2.3.1落實(shí)目標(biāo)頁巖氣層區(qū)域展布特征
借鑒過去相對(duì)成熟的常規(guī)油氣勘探地震描述技術(shù)，從井震聯(lián)合層位標(biāo)定入手，分析建立頁巖氣目標(biāo)層及優(yōu)質(zhì)頁巖儲(chǔ)層的地震反射波形特征(圖2)，在地震剖面上進(jìn)行常規(guī)精細(xì)資料解釋，確定目標(biāo)頁巖層及優(yōu)質(zhì)頁巖層深度、厚度及分布范圍，并獲得頁巖層構(gòu)造形態(tài)、斷層展布及可能的水層和溶巖等特征。另外，發(fā)現(xiàn)含氣頁中的粉砂也很重要，粉砂顆粒組分(特別是石英)提供了很大的空隙度，這對(duì)于水力壓裂早期高采收率非常重要。圖2中筇竹寺組表現(xiàn)為：整段為優(yōu)質(zhì)頁巖與普通頁巖互層發(fā)育，它們之間具有一定波阻抗差。形成較為穩(wěn)定的界面，整體表現(xiàn)為平行～亞平行反射。
4.2.3.2進(jìn)行優(yōu)質(zhì)頁巖氣層預(yù)測(cè)技術(shù)攻關(guān)
以測(cè)井巖一電關(guān)系為基礎(chǔ)，建立頁巖氣儲(chǔ)層特征與地震反射波響應(yīng)特征及地震反射波敏感動(dòng)力學(xué)參數(shù)關(guān)系，形成頁巖氣儲(chǔ)層分析技術(shù)及解釋模型，利用多屬性融合技術(shù)及多參數(shù)疊前反演技術(shù)預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)頁巖氣層發(fā)育區(qū)域。
4.2.3.3開展頁巖氣層孔隙、裂縫地震預(yù)測(cè)及巖石物理參數(shù)反演技術(shù)攻關(guān)
通過地震屬性相干分析、曲率研究，分析含氣頁巖裂縫密度、方位、裂縫強(qiáng)度及地層最大水平主應(yīng)力方向等；通過分方位疊前波阻抗反演和泊松比反演等，分析含氣頁巖巖石密度，孔隙度趨勢(shì)，確定頁巖氣層地震各向異性等。
4.2.3.4發(fā)展頁巖氣井軌跡三維空間跟蹤技術(shù)
利用地震識(shí)別和綜合預(yù)測(cè)成果，采用三維地震可視化技術(shù)設(shè)計(jì)水平井軌跡，直觀、準(zhǔn)確地確定鉆探目標(biāo)，指導(dǎo)鉆井在構(gòu)造相對(duì)平緩的區(qū)域，避開大斷層、復(fù)雜結(jié)構(gòu)地層和解釋可能的地層溶巖(會(huì)抑制和破壞頁巖氣的生產(chǎn))，穿過優(yōu)質(zhì)頁巖厚度較大、小斷層及微裂縫較為發(fā)育區(qū)域，以沿垂直于裂縫發(fā)育方向穿過，盡量增加井筒與裂縫連接的可能性，以提高鉆探成功率和開發(fā)效益。
4.3發(fā)展頁巖氣井中地震技術(shù)
井中地震技術(shù)是在地面地震技術(shù)基礎(chǔ)上向“高分辨率、高信噪比、高保真”發(fā)展的～種地球物理手段，在油氣勘探開發(fā)中，可將鉆、測(cè)井和地震技術(shù)很好的結(jié)合起來，成為有機(jī)聯(lián)系鉆測(cè)井資料和地面地震資料對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合解釋的有效途徑。
4.3.1微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)
微地震監(jiān)測(cè)是一種用于油氣田開發(fā)的新地震方法，該方法優(yōu)于利用測(cè)井方法監(jiān)測(cè)壓裂裂縫效果，在壓裂施工中，可在鄰井(或在增產(chǎn)壓裂措施井中)布置井下地震檢波器，也可在地面布設(shè)常規(guī)地震檢波器，監(jiān)測(cè)壓裂過程中地下巖石破裂所產(chǎn)生的微地震事件，記錄在壓裂期間由巖石剪切造成的微地震或聲波傳播情況，通過處理微地震數(shù)據(jù)確定壓裂效果，實(shí)時(shí)提供壓裂施工過程中所產(chǎn)生的裂縫位置、裂縫方位、裂縫大小(長(zhǎng)度、寬度和高度)、裂縫復(fù)雜程度，評(píng)價(jià)增產(chǎn)方案的有效性，并優(yōu)化頁巖氣藏多級(jí)改造的方案。圖3、4以直井為列展示了微地震監(jiān)測(cè)壓裂裂縫的微地震事件。從圖4可以看出微地震活動(dòng)性表征的復(fù)雜裂縫系統(tǒng)顯示，裂縫模式隨時(shí)間推移而擴(kuò)展。
4.3.2其他井中地震技術(shù)
由Zer0-0ffsetVSP、OffsetVSP、WalkawayVSP、WalkaroundVSP逐步發(fā)展到3DVSP技術(shù)，都是較為成熟的井中地震技術(shù)。其中，3DVSP技術(shù)和微地震采集配套施工配合監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層改造人工裂縫發(fā)育分布狀況是國(guó)外石油大公司的通常做法。3DVSP觀測(cè)是一種可靠的識(shí)別裂隙方向和裂隙密度分布的方法，3DVSPP-P和P-S成像用于陸上構(gòu)造解釋，可大大改善縱、橫向分辨率和斷裂系統(tǒng)分辨率。3DVSP測(cè)井與地面地震結(jié)合體現(xiàn)了綜合地震勘探能力。此外，四維地震可用于檢測(cè)在生產(chǎn)過程中，隨著溫度壓力變化頁巖氣(游離氣及吸附氣)的變化情況，以助頁巖氣開發(fā)優(yōu)化開采。井驅(qū)動(dòng)地震數(shù)據(jù)處理是一種提高地震數(shù)據(jù)處理水平和質(zhì)量的手段，也是發(fā)展趨勢(shì)，使用這種技術(shù)配套，需要提高地震資料處理技術(shù)人員的整體水平。
5結(jié)論與認(rèn)識(shí)
1)頁巖氣地震預(yù)測(cè)和儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)是優(yōu)化頁巖氣鉆井及儲(chǔ)層壓裂改造部署的必要技術(shù)支撐。
2)必須在加強(qiáng)對(duì)頁巖氣巖石物理認(rèn)識(shí)和發(fā)展測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)系列基礎(chǔ)上，緊緊圍繞頁巖氣低孔、低滲、微裂縫特征的地震精細(xì)描述目標(biāo)，加快形成適合我國(guó)南方海相頁巖氣地震勘探配套技術(shù)步伐。
3)3DVSP技術(shù)聯(lián)合微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)是壓裂裂縫監(jiān)測(cè)的有效手段，井中地震與地面地震的聯(lián)合是提高頁巖氣綜合勘探能力一種必然發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前急需加強(qiáng)井中地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)創(chuàng)新，其數(shù)據(jù)處理和資料解釋技術(shù)亟待研發(fā)。
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我同頁巖氣資源勘探開發(fā)尚處于資源評(píng)估和勘探探索啟動(dòng)階段。當(dāng)務(wù)之急，就是要通過借鑒國(guó)外的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)，進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，逐步形成頁巖氣勘探開發(fā)配套技術(shù)，如地質(zhì)選區(qū)技術(shù)、地震勘探技術(shù)、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)、鉆完井技術(shù)、儲(chǔ)層改造技術(shù)、資源評(píng)價(jià)技術(shù)等。2010年首次分別在四川盆地南部完鉆了頁巖氣井Wx井和Nx井，繼而又開始了水平分支井的實(shí)施。Wx井龍馬溪組、九老洞組和Nx井筇竹寺組頁巖氣藏的地質(zhì)特征指標(biāo)與美國(guó)Barnett頁巖氣藏的深度、總有機(jī)碳含量、有效孔隙度、含氣孔隙度、吸附氣含量、氣藏壓力及氣蘊(yùn)藏量等指標(biāo)具有較好可比性，經(jīng)壓裂儲(chǔ)層改造后均獲得大于1.0×104m3/d的工業(yè)氣流，向頁巖氣勘探開發(fā)邁出了成功的一步，特別是在頁巖氣地質(zhì)選區(qū)、鉆完井技術(shù)、儲(chǔ)層改造技術(shù)等方面有了初步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)利用測(cè)井和地震勘探等地球物理方法進(jìn)行頁巖氣高產(chǎn)富集區(qū)識(shí)別預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，以及為鉆井軌跡設(shè)計(jì)和儲(chǔ)層改造目標(biāo)提供技術(shù)支撐方面提出了迫切要求。
1頁巖氣地質(zhì)特征及勘探開發(fā)難點(diǎn)
1.1成藏條件和聚集方式與常規(guī)氣藏不同
頁巖氣藏與常規(guī)天然氣成藏機(jī)理和聚集方式有很大差別，頁巖氣既是烴源巖又是儲(chǔ)層，呈區(qū)域性分布，缺少明顯的蓋層，無圈閉，無明顯氣水界面(不含水或極少含水)。據(jù)美國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)表明，地質(zhì)預(yù)測(cè)頁巖氣藏關(guān)鍵參數(shù)的最小值Ⅲ：有機(jī)碳含量大于2%、熱成熟度(Ro)大于0.4%、孔隙度大于1%、滲透率大于1mD、厚度大于9m。與常規(guī)氣藏相比，具有弱敏感地球物理參數(shù)特征，要求利用地球物理技術(shù)方法識(shí)別雕刻出頁巖氣藏特征，大大增加了難度和提高了精度要求。
1.1儲(chǔ)集層條件差
頁巖氣主體上是以吸附或游離狀態(tài)存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質(zhì)巖類夾層中的天然氣。頁巖氣儲(chǔ)集層是由巖化的黏土、有機(jī)物質(zhì)和礦物質(zhì)混合而成。頁巖產(chǎn)層厚度一般為15～100m，儲(chǔ)集空間由孔隙和微裂縫組成，頁巖以小粒徑物質(zhì)為主，一般以黏土(粒徑小于5μm)和泥質(zhì)(粒徑5～63μm)為其最主要組分，砂(大于63μm)所占的組分相對(duì)較少。具典型的低孔、低滲物性特征，孔隙度一般為4%～6%，滲透率小于0.001mD，最低可達(dá)10mD，處于斷裂帶或裂縫發(fā)育帶的頁巖儲(chǔ)層滲透率可以增加，孔隙度最高可達(dá)11%，滲透率可達(dá)1mD[7]。頁巖氣的生產(chǎn)是通過地層壓力降低不斷解吸吸附氣為游離氣獲得的，因此，利用常規(guī)天然氣勘探開發(fā)技術(shù)難以有效獲得頁巖氣，成為頁巖氣勘探開發(fā)的技術(shù)瓶頸，也給利用地球物理方法識(shí)別評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)提出了新的挑戰(zhàn)。
2地球物理技術(shù)在頁巖氣勘探開發(fā)中的作用
根據(jù)國(guó)外勘探開發(fā)成功經(jīng)驗(yàn)，頁巖氣井初始無阻流量沒有工業(yè)價(jià)值，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量依賴于天然裂縫發(fā)育程度、頁巖脆性以及鉆、完井技術(shù)[7]，頁巖的孔隙度、基巖滲透率都非常低，必然要考慮如何提高系統(tǒng)的滲透率，水平井及多級(jí)壓裂改造等工藝技術(shù)便成為頁巖氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。如何指導(dǎo)頁巖氣鉆井部署和儲(chǔ)層改造優(yōu)化方面，地球物理技術(shù)是必要的手段，作為技術(shù)支撐具有舉足輕重的作用，能貫穿始終服務(wù)和指導(dǎo)勘探開發(fā)工程。
2.1優(yōu)化鉆井及儲(chǔ)層壓裂改造部署
1)通過地球物理技術(shù)選擇最佳鉆井目標(biāo)和鉆進(jìn)延伸方向。在頁巖氣宏觀區(qū)帶選擇和目標(biāo)確定時(shí)，需要全面分析預(yù)測(cè)有利的頁巖氣生儲(chǔ)地質(zhì)條件分布范圍。鉆井目標(biāo)應(yīng)選擇在有機(jī)質(zhì)與硅質(zhì)富集、孔隙度及裂縫發(fā)育程度高的頁巖區(qū)及層位，鉆井軌跡應(yīng)選擇大致沿頁巖最大水平應(yīng)力即垂直于主要裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的方位鉆井，能夠生成眾多橫向誘導(dǎo)裂縫，使天然或誘導(dǎo)裂縫網(wǎng)絡(luò)彼此聯(lián)通，提高頁巖氣鉆探成功率。
2)結(jié)合地球物理技術(shù)分析如何在儲(chǔ)層改造中獲得最有效的多層裂縫。根據(jù)巖石力學(xué)脆性選擇壓裂模式，通過加砂水力壓裂改造，盡可能多的溝通天然裂縫，形成一定導(dǎo)流能力的網(wǎng)狀裂縫，產(chǎn)生較大的裂縫與地層接觸面積，使氣藏的壓力降低可能傳遞到更大的區(qū)域，使更多的吸附氣解吸出來，從而提高頁巖氣產(chǎn)量。
3)利用地球物理方法在設(shè)計(jì)中指導(dǎo)鉆井避開大斷層、復(fù)雜地層和水層，防止壓裂裂縫高度溝通可能的巖溶。
2.1壓裂裂縫效果監(jiān)測(cè)
利用地球物理方法確定儲(chǔ)層壓裂是否成功和下一步開發(fā)目標(biāo)。在壓裂后必須診斷壓裂裂縫數(shù)據(jù)和落實(shí)壓裂效果，壓裂是否成功，并實(shí)現(xiàn)頁巖氣藏多級(jí)改造部署的優(yōu)化。還可利用這些診斷信息，改善油氣藏管理，減少壓裂未波及產(chǎn)層和不必要的鉆進(jìn)，用于確定有效的布井方案，實(shí)現(xiàn)加密鉆井開發(fā)等。
3頁巖氣測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)
3.1測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)目標(biāo)
就是要形成對(duì)頁巖氣層的生烴能力、儲(chǔ)集能力和開發(fā)生產(chǎn)能力的測(cè)井評(píng)價(jià)配套技術(shù)系列，主要包括以下方面：
1)分析建立頁巖含氣儲(chǔ)層巖電評(píng)價(jià)關(guān)系參數(shù)，建立巖石物性參數(shù)測(cè)井計(jì)算模型。
2)研究選擇有效的頁巖氣測(cè)井配套系列，建立含氣頁巖敏感的地球物理參數(shù)測(cè)井響應(yīng)特征和識(shí)別評(píng)價(jià)方法。
3)建立頁巖中總有機(jī)碳(TOC)、熱成熟度(Ro)計(jì)算及評(píng)價(jià)方法。
4)建立含氣頁巖孔隙度、孔隙壓力及滲透率等儲(chǔ)層特征參數(shù)計(jì)算及儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)方法。
5)建立頁巖氣儲(chǔ)層游離氣、吸附氣、含氣飽和度及天然氣總量計(jì)算及評(píng)價(jià)方法。
6)進(jìn)行頁巖泥質(zhì)、含砂量、黏土礦物組成及脆性礦物(石英、方解石、長(zhǎng)石等)含量計(jì)算。
7)確定頁巖巖石力學(xué)參數(shù)，形成定量識(shí)別含氣頁巖裂縫和地層應(yīng)力評(píng)價(jià)技術(shù)。
3.2測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)討論
結(jié)合國(guó)外經(jīng)驗(yàn)及在Wx井、Nx井等頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)實(shí)踐結(jié)果，目前已取得頁巖氣測(cè)井技術(shù)系列初步認(rèn)識(shí)并有待進(jìn)一步發(fā)展完善。圖1中Wx井龍馬溪組共發(fā)育1套頁巖儲(chǔ)層，裂縫不發(fā)育，主要以基質(zhì)孔隙為主，深度為1503.6～1543.3m。
3.2.1含氣頁巖儲(chǔ)層的測(cè)并識(shí)別
頁巖氣與常規(guī)氣一樣，是不導(dǎo)電介質(zhì)，具有密度值很小、含氫指數(shù)低、傳播速度慢等物理特性。與普通頁巖相比，頁巖氣中有機(jī)質(zhì)含量較高，放射性元素鈾含量比較高，干酪根的密度較低，通常介于0.95～1.05g/cm3之間。含氣頁巖測(cè)井響應(yīng)為“四高兩低”特征(圖1)，即高伽馬、高電阻率、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度，低密度、低光電效應(yīng)。
3.2.2總有機(jī)碳(TOC)含量、熱成熟度(Ro)指標(biāo)計(jì)算
干酪根的形成多是在一個(gè)放射性元素鈾含量比較高的還原環(huán)境，因而它使自然伽馬曲線出現(xiàn)高值。利用自然伽馬測(cè)井，通過ECS測(cè)井測(cè)得自然伽馬能譜分析鉀、鈾、釷主要元素的豐度，可以定量確定總有機(jī)碳的含量。中子-密度法可以指示鏡質(zhì)體反射率(Ro)。
3.2.3頁巖孔隙、裂縫參數(shù)評(píng)價(jià)
根據(jù)補(bǔ)償聲波和長(zhǎng)源距聲波、補(bǔ)償中子、體積密度密度評(píng)價(jià)孔隙度。可根據(jù)OFM模型由ECS測(cè)得的元素含量換算有關(guān)骨架參數(shù)的方法(Michael，2002)來計(jì)算含氣頁巖的孔隙度。微電阻率掃描成像測(cè)井和核磁共振測(cè)井對(duì)天然縫、誘導(dǎo)縫以及斷層等，都有著良好的分辨能力。壓裂后裂縫識(shí)別評(píng)價(jià)可采用井溫測(cè)井、同位素測(cè)井或交叉偶極橫波測(cè)井來識(shí)別評(píng)價(jià)裂縫高度和長(zhǎng)度。
3.2.4頁巖儲(chǔ)集層含氣飽和度估算
利用雙側(cè)向、感應(yīng)測(cè)井、CMR核磁共振測(cè)井等來估算。另外還可根據(jù)等溫吸附曲線和測(cè)井得到地層溫度、壓力計(jì)算地層的吸附氣含量，在精確得到黏土礦物含量及其類型和地層孔隙度的基礎(chǔ)上，計(jì)算游離氣飽和度。
3.2.5頁巖滲透性評(píng)價(jià)
利用自然電位、自然伽馬能譜、微電極、CMR核磁共振測(cè)井等來評(píng)價(jià)。
3.2.6頁巖巖礦組成測(cè)定
ECS元素俘獲能譜測(cè)井是一種很好的方法，其ECS探頭應(yīng)用中子感生的俘獲自然伽馬能譜測(cè)定礦物硅、鈣、硫、鐵、鈦、釓、氯、鋇和氫的含量，可以獲得準(zhǔn)確的地層成分評(píng)價(jià)結(jié)果，包括黏土、碳酸鹽、硬石膏、石英、長(zhǎng)石和云母等[8]。
3.2.7頁巖巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算
根據(jù)聲波掃描測(cè)井、中子密度、成像測(cè)井來綜合計(jì)算巖石彈性參數(shù)(泊松比、楊氏模量)，確定地層應(yīng)力和最大主應(yīng)力方位。
3.3發(fā)展水平井隨鉆測(cè)井系統(tǒng)(MWD)
隨鉆測(cè)井[9]可在水平井整個(gè)井筒長(zhǎng)度范圍內(nèi)進(jìn)行自然伽馬、電阻率、成像測(cè)井和井筒地層傾角分析，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控關(guān)鍵鉆井參數(shù)、進(jìn)行控制和定位，可以將井?dāng)?shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，避開已知有井漏問題和斷層的區(qū)域。及時(shí)提供構(gòu)造信息、地層信息、力學(xué)特性信息，將天然裂縫和鉆井誘發(fā)裂縫進(jìn)行比較，用于優(yōu)化完井作業(yè)、幫助作業(yè)者確定射孔和氣井增產(chǎn)的最佳目標(biāo)。
4頁巖氣地震預(yù)測(cè)及地震監(jiān)測(cè)技術(shù)
4.1地震描述及氣藏評(píng)價(jià)目標(biāo)
白2009年至今，川渝鄂已經(jīng)開展了蜀南、富順-永川、長(zhǎng)寧、昭通等4個(gè)區(qū)塊頁巖氣二維地震項(xiàng)目，威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧2個(gè)頁巖氣三維地震項(xiàng)目，從采集到處理解釋全面攻關(guān)。旨在通過獲取高信噪比地震資料，結(jié)合頁巖氣地質(zhì)地震條件形成南方海相頁巖氣藏地震勘探技術(shù)。該環(huán)節(jié)的技術(shù)進(jìn)步將會(huì)帶來對(duì)一大批頁巖氣勘探目標(biāo)的重新認(rèn)識(shí)，通過對(duì)地下日標(biāo)客觀處理和成像實(shí)現(xiàn)可優(yōu)化井位部署，以提高頁巖氣勘探成功率，降低頁巖氣勘探風(fēng)險(xiǎn)，加快頁巖氣資源向儲(chǔ)量和產(chǎn)能的轉(zhuǎn)化。巖氣地震描述及氣藏評(píng)價(jià)目標(biāo)主要包括以下幾方面：
1)地層特征包括目標(biāo)泥頁巖層發(fā)育特征、埋深及橫向變化及可能存在的水層、巖溶和隔擋層。
2)構(gòu)造特征包括目標(biāo)泥頁巖層區(qū)塊地層構(gòu)造位置、構(gòu)造演化特征、構(gòu)造發(fā)育特征。
3)區(qū)域沉積特征包括目標(biāo)泥頁巖層區(qū)域地層沉積環(huán)境及沉積相劃分。
4)頁巖氣層段分布特征包括頁巖氣層段縱、橫向分布變化及埋藏深度。
5)頁巖氣層段儲(chǔ)層特征包括貞巖氣層段孔隙、裂縫發(fā)育及展布特征。
6)石力學(xué)特征包括目標(biāo)頁巖氣層段彈性參數(shù)泊松比、楊氏模量等及地層應(yīng)力特征。
4.2頁巖氣三維地震勘探技術(shù)討論
目前國(guó)內(nèi)的頁巖氣地震識(shí)別、綜合預(yù)測(cè)及儲(chǔ)層改造監(jiān)測(cè)都尚處于摸索階段。其發(fā)展方向?yàn)椋孩夙搸r氣地震勘探技術(shù)，即二維地震勘探主要是為頁巖氣勘探選區(qū)工作提供方向，三維地震勘探才是頁巖氣勘探的有效途徑，它能為頁巖氣水平井部署和提高單井產(chǎn)量提供良好的技術(shù)支撐；②頁巖氣井中地震技術(shù)，即借鑒國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)技術(shù)能有效監(jiān)測(cè)壓裂效果，為壓裂工藝提供部署優(yōu)化技術(shù)支撐，這是頁巖氣勘探開發(fā)的必要手段。
4.2.1發(fā)展頁巖氣高精度三維地震采集技術(shù)系列
在頁巖氣地震勘探中，鑒于與碎屑巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層不同，屬于低孔、低滲氣藏，因此，要做到精益求精，在實(shí)現(xiàn)地震的“采集、處理、解釋和建模一體化”條件下，做好精細(xì)表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，優(yōu)化激發(fā)接收參數(shù)，選擇合理有效的觀測(cè)系統(tǒng)，包括而元大小、道距、覆蓋次數(shù)、最大炮檢距等。在保證經(jīng)濟(jì)允許的前提下，最大限度提高地震資料的分辨能力，真正做到“振幅保真、信噪比高、分辨率高”，獲得高品質(zhì)原始地震資料，以能夠較好地滿足疊前反演的要求。
4.2.2發(fā)展頁巖氣高分辨率地震資料處理配套技術(shù)
頁巖氣氣藏與常規(guī)的構(gòu)造型油氣藏和砂巖巖性油氣藏有差異。針對(duì)頁巖氣埋藏淺、低波阻抗、弱反射，頁巖氣儲(chǔ)層與有效厚度及裂縫發(fā)育帶有密切關(guān)系，頁巖氣地質(zhì)目標(biāo)要求地震資料實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的保幅和提高分辨率處理；進(jìn)行各向同性疊前時(shí)間偏移和各向同性疊前時(shí)間偏移處理，保護(hù)地震資料中所“隱藏的”小斷層，保護(hù)儲(chǔ)層弱信息，有效提高優(yōu)質(zhì)頁巖層和可能的薄砂體的識(shí)別能力和精度；開展多參數(shù)疊前反演提取頁巖氣有效的地球物理和巖石物理信息；利用井間地震(或VSP)資料提取井周高分辨信息；搞好井地聯(lián)合處理，提高三維地震的分辨率。
4.2.3發(fā)展頁巖氣地震識(shí)別綜合預(yù)測(cè)技術(shù)
4.2.3.1落實(shí)目標(biāo)頁巖氣層區(qū)域展布特征
借鑒過去相對(duì)成熟的常規(guī)油氣勘探地震描述技術(shù)，從井震聯(lián)合層位標(biāo)定入手，分析建立頁巖氣目標(biāo)層及優(yōu)質(zhì)頁巖儲(chǔ)層的地震反射波形特征(圖2)，在地震剖面上進(jìn)行常規(guī)精細(xì)資料解釋，確定目標(biāo)頁巖層及優(yōu)質(zhì)頁巖層深度、厚度及分布范圍，并獲得頁巖層構(gòu)造形態(tài)、斷層展布及可能的水層和溶巖等特征。另外，發(fā)現(xiàn)含氣頁中的粉砂也很重要，粉砂顆粒組分(特別是石英)提供了很大的空隙度，這對(duì)于水力壓裂早期高采收率非常重要。圖2中筇竹寺組表現(xiàn)為：整段為優(yōu)質(zhì)頁巖與普通頁巖互層發(fā)育，它們之間具有一定波阻抗差。形成較為穩(wěn)定的界面，整體表現(xiàn)為平行～亞平行反射。
4.2.3.2進(jìn)行優(yōu)質(zhì)頁巖氣層預(yù)測(cè)技術(shù)攻關(guān)
以測(cè)井巖一電關(guān)系為基礎(chǔ)，建立頁巖氣儲(chǔ)層特征與地震反射波響應(yīng)特征及地震反射波敏感動(dòng)力學(xué)參數(shù)關(guān)系，形成頁巖氣儲(chǔ)層分析技術(shù)及解釋模型，利用多屬性融合技術(shù)及多參數(shù)疊前反演技術(shù)預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)頁巖氣層發(fā)育區(qū)域。
4.2.3.3開展頁巖氣層孔隙、裂縫地震預(yù)測(cè)及巖石物理參數(shù)反演技術(shù)攻關(guān)
通過地震屬性相干分析、曲率研究，分析含氣頁巖裂縫密度、方位、裂縫強(qiáng)度及地層最大水平主應(yīng)力方向等；通過分方位疊前波阻抗反演和泊松比反演等，分析含氣頁巖巖石密度，孔隙度趨勢(shì)，確定頁巖氣層地震各向異性等。
4.2.3.4發(fā)展頁巖氣井軌跡三維空間跟蹤技術(shù)
利用地震識(shí)別和綜合預(yù)測(cè)成果，采用三維地震可視化技術(shù)設(shè)計(jì)水平井軌跡，直觀、準(zhǔn)確地確定鉆探目標(biāo)，指導(dǎo)鉆井在構(gòu)造相對(duì)平緩的區(qū)域，避開大斷層、復(fù)雜結(jié)構(gòu)地層和解釋可能的地層溶巖(會(huì)抑制和破壞頁巖氣的生產(chǎn))，穿過優(yōu)質(zhì)頁巖厚度較大、小斷層及微裂縫較為發(fā)育區(qū)域，以沿垂直于裂縫發(fā)育方向穿過，盡量增加井筒與裂縫連接的可能性，以提高鉆探成功率和開發(fā)效益。
4.3發(fā)展頁巖氣井中地震技術(shù)
井中地震技術(shù)是在地面地震技術(shù)基礎(chǔ)上向“高分辨率、高信噪比、高保真”發(fā)展的～種地球物理手段，在油氣勘探開發(fā)中，可將鉆、測(cè)井和地震技術(shù)很好的結(jié)合起來，成為有機(jī)聯(lián)系鉆測(cè)井資料和地面地震資料對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合解釋的有效途徑。
4.3.1微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)
微地震監(jiān)測(cè)是一種用于油氣田開發(fā)的新地震方法，該方法優(yōu)于利用測(cè)井方法監(jiān)測(cè)壓裂裂縫效果，在壓裂施工中，可在鄰井(或在增產(chǎn)壓裂措施井中)布置井下地震檢波器，也可在地面布設(shè)常規(guī)地震檢波器，監(jiān)測(cè)壓裂過程中地下巖石破裂所產(chǎn)生的微地震事件，記錄在壓裂期間由巖石剪切造成的微地震或聲波傳播情況，通過處理微地震數(shù)據(jù)確定壓裂效果，實(shí)時(shí)提供壓裂施工過程中所產(chǎn)生的裂縫位置、裂縫方位、裂縫大小(長(zhǎng)度、寬度和高度)、裂縫復(fù)雜程度，評(píng)價(jià)增產(chǎn)方案的有效性，并優(yōu)化頁巖氣藏多級(jí)改造的方案。圖3、4以直井為列展示了微地震監(jiān)測(cè)壓裂裂縫的微地震事件。從圖4可以看出微地震活動(dòng)性表征的復(fù)雜裂縫系統(tǒng)顯示，裂縫模式隨時(shí)間推移而擴(kuò)展。
4.3.2其他井中地震技術(shù)
由Zer0-0ffsetVSP、OffsetVSP、WalkawayVSP、WalkaroundVSP逐步發(fā)展到3DVSP技術(shù)，都是較為成熟的井中地震技術(shù)。其中，3DVSP技術(shù)和微地震采集配套施工配合監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層改造人工裂縫發(fā)育分布狀況是國(guó)外石油大公司的通常做法。3DVSP觀測(cè)是一種可靠的識(shí)別裂隙方向和裂隙密度分布的方法，3DVSPP-P和P-S成像用于陸上構(gòu)造解釋，可大大改善縱、橫向分辨率和斷裂系統(tǒng)分辨率。3DVSP測(cè)井與地面地震結(jié)合體現(xiàn)了綜合地震勘探能力。此外，四維地震可用于檢測(cè)在生產(chǎn)過程中，隨著溫度壓力變化頁巖氣(游離氣及吸附氣)的變化情況，以助頁巖氣開發(fā)優(yōu)化開采。井驅(qū)動(dòng)地震數(shù)據(jù)處理是一種提高地震數(shù)據(jù)處理水平和質(zhì)量的手段，也是發(fā)展趨勢(shì)，使用這種技術(shù)配套，需要提高地震資料處理技術(shù)人員的整體水平。
5結(jié)論與認(rèn)識(shí)
1)頁巖氣地震預(yù)測(cè)和儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)是優(yōu)化頁巖氣鉆井及儲(chǔ)層壓裂改造部署的必要技術(shù)支撐。
2)必須在加強(qiáng)對(duì)頁巖氣巖石物理認(rèn)識(shí)和發(fā)展測(cè)井識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)系列基礎(chǔ)上，緊緊圍繞頁巖氣低孔、低滲、微裂縫特征的地震精細(xì)描述目標(biāo)，加快形成適合我國(guó)南方海相頁巖氣地震勘探配套技術(shù)步伐。
3)3DVSP技術(shù)聯(lián)合微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)是壓裂裂縫監(jiān)測(cè)的有效手段，井中地震與地面地震的聯(lián)合是提高頁巖氣綜合勘探能力一種必然發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前急需加強(qiáng)井中地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)創(chuàng)新，其數(shù)據(jù)處理和資料解釋技術(shù)亟待研發(fā)。
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