余 杰 秦瑞寶 劉春成 陳桂華

（中海油研究總院）

頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)與產(chǎn)量“甜點(diǎn)”識(shí)別
——以美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層為例

余 杰 秦瑞寶 劉春成 陳桂華

（中海油研究總院）

以美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層為例，探討了頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法，分析了影響產(chǎn)量的主控地質(zhì)因素。該區(qū)測(cè)井資料以常規(guī)系列為主，巖心分析數(shù)據(jù)比較豐富，分別利用多元統(tǒng)計(jì)建模方法與多礦物最優(yōu)化方法對(duì)研究區(qū)內(nèi)關(guān)鍵井的測(cè)井資料進(jìn)行處理解釋，經(jīng)對(duì)比分析認(rèn)為，采用多元統(tǒng)計(jì)建模方法計(jì)算的儲(chǔ)層參數(shù)與巖心分析數(shù)據(jù)符合更好，精度更高。鷹潭頁巖氣區(qū)不同分區(qū)的產(chǎn)量差異大，孔隙度是影響產(chǎn)量的主控地質(zhì)因素，利用地震資料反演縱波阻抗可以預(yù)測(cè)頁巖氣產(chǎn)量“甜點(diǎn)區(qū)”。

鷹潭頁巖氣；多元統(tǒng)計(jì)；多礦物最優(yōu)化；產(chǎn)量甜點(diǎn)；主控地質(zhì)因素

隨著常規(guī)油氣資源的日益緊缺，非常規(guī)頁巖氣資源日益受到各國的重視，中國也已經(jīng)意識(shí)到頁巖氣對(duì)解決能源問題的重要性。頁巖氣儲(chǔ)層多具有復(fù)雜多變的礦物組成、低孔隙度、超低基質(zhì)滲透率以及富含有機(jī)質(zhì)且成熟度不同等特征[1-4]。受這些條件限制，頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)存在很大的困難。目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)的主要技術(shù)思路有兩種：一是基于巖心刻度測(cè)井的多元統(tǒng)計(jì)建模方法；二是基于巖心標(biāo)定測(cè)井的多礦物最優(yōu)化方法，這兩種方法都依賴巖心分析數(shù)據(jù)[5-10]。頁巖氣開采成本很高，提高單井產(chǎn)量極其重要[11]，利用測(cè)井、地震信息預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)頁巖氣產(chǎn)量“甜點(diǎn)”關(guān)系著勘探開發(fā)的成敗[12]。

1 工區(qū)概況與儲(chǔ)層特征

鷹潭頁巖氣區(qū)位于美國東得克薩斯盆地，緊鄰墨西哥灣，目的層鷹潭頁巖沉積于白堊紀(jì)晚期，為該區(qū)一套主要的烴源巖，同時(shí)也是儲(chǔ)層，埋深在1830～3650m 之間，厚度約 30～90m。該套頁巖的上部發(fā)育泥灰?guī)r，下部與致密石灰?guī)r呈不整合接觸。這套頁巖發(fā)育于北高南低的單斜上，該單斜構(gòu)造比較平緩，但由于埋藏深度的不同，有機(jī)質(zhì)成熟度不同，從北向南依次發(fā)育油區(qū)、濕氣區(qū)及干氣區(qū)。

從X射線衍射礦物含量分析資料看，該頁巖氣儲(chǔ)層巖石礦物組成以方解石為主，約占巖石總質(zhì)量的61.6%；石英含量次之，約占總質(zhì)量的 10.9%；黏土礦物含量較低，約占巖石總質(zhì)量的 18.5%，主要是伊利石與伊/蒙混層，含少量的云母；部分層段發(fā)育黃鐵礦，約占巖石總質(zhì)量的 1.8%（圖1）。該頁巖氣儲(chǔ)層的低黏土礦物含量、高方解石含量特征決定了其巖石脆性很好，有利于水力壓裂等增產(chǎn)措施的實(shí)施，且部分地區(qū)頁巖氣儲(chǔ)層段發(fā)育天然裂縫。

圖1 美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層巖石礦物含量

該頁巖氣儲(chǔ)層巖石干酪根屬于Ⅱ型，此類干酪根通常形成于中等深度的海洋還原環(huán)境，主要源自細(xì)菌分解后的浮游生物遺骸，含氫量高、含碳量低，在溫度與成熟度逐漸增加的情況下可生成油或氣。從5口取心井的巖石熱解分析數(shù)據(jù)看，該頁巖氣儲(chǔ)層總有機(jī)碳含量比較豐富，約為 0.13%～7.68%，平均為 2.77%（圖2），其中頁巖氣儲(chǔ)層下段總有機(jī)碳含量明顯高于上段。從儲(chǔ)層物性分析資料看，該頁巖氣儲(chǔ)層物性極差，孔隙度分布在 0.9%～14.5% 之間，平 均 為 5.5%；儲(chǔ)層基質(zhì)滲透率極低， 分 布 范 圍 為0.00014～0.00116mD，平均為 0.00030mD（圖3），頁巖氣儲(chǔ)層下段物性好于上段。

圖3 美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層巖心分析孔隙度、基質(zhì)滲透率分布圖

2 頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)

2.1 資料情況

從美國經(jīng)驗(yàn)來看，頁巖氣的勘探開發(fā)需要進(jìn)行大量鉆井，主要是水平生產(chǎn)井；為了提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，一般都不采集測(cè)井資料，只有少部分垂直導(dǎo)眼井采集測(cè)井資料。為了認(rèn)識(shí)頁巖氣儲(chǔ)層特征并作為臨近水平井地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn)的參考井，對(duì)極少部分垂直導(dǎo)眼井進(jìn)行鉆井取心，并建立巖心資料與測(cè)井曲線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)的主要對(duì)象是垂直導(dǎo)眼井[5-6]。

鷹潭頁巖氣區(qū)垂直導(dǎo)眼井主要采集了自然伽馬、井徑、自然電位、陣列感應(yīng)電阻率、補(bǔ)償中子、巖性密度、聲波時(shí)差等常規(guī)測(cè)井資料與自然伽馬能譜測(cè)井資料；在多口垂直導(dǎo)眼井中進(jìn)行了目的層全井段取心，獲得了豐富的巖心分析數(shù)據(jù)。該區(qū)垂直導(dǎo)眼井位置分布均勻，基本控制了整個(gè)區(qū)塊。

2.2 測(cè)井響應(yīng)特征

頁巖氣儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征與常規(guī)油氣儲(chǔ)層、泥質(zhì)圍巖或灰質(zhì)圍巖等明顯不同。常規(guī)油氣層一般呈低自然伽馬、低密度、高電阻率等特征，自然伽馬曲線一般只受儲(chǔ)層中泥質(zhì)的影響；而在頁巖氣儲(chǔ)層中自然伽馬值是干酪根含量和泥質(zhì)含量的函數(shù)，頁巖氣儲(chǔ)層的高自然伽馬值特征主要是由于頁巖氣儲(chǔ)層中的有機(jī)質(zhì)含量引起的。一般泥質(zhì)圍巖呈高自然伽馬、高密度、低電阻率等特征，致密灰質(zhì)圍巖呈低自然伽馬、高密度、高電阻率等特征，它們都與頁巖氣儲(chǔ)層響應(yīng)特征不同（圖4、圖5）。

圖4 頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井自然伽馬與巖心分析泥質(zhì)含量交會(huì)圖

圖5 頁巖氣儲(chǔ)層測(cè)井密度與深感應(yīng)電阻率交會(huì)圖

鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層主要發(fā)育鈣質(zhì)頁巖，目的層與上下圍巖測(cè)井響應(yīng)特征有明顯不同，表現(xiàn)為高自然伽馬值和高電阻率值。目的層自然伽馬值約為50～100API，自然伽馬能譜測(cè)井顯示其去鈾伽馬值較低，約為 20～40API，反映頁巖氣儲(chǔ)層發(fā)育于還原環(huán)境，有機(jī)質(zhì)含量豐富；深感應(yīng)電阻率值較高，大于30W·m；聲波時(shí)差值較高，約為 78μs/ft，密度值較低，約為 2.50g/cm3，補(bǔ)償中子孔隙度值較高，約為 0.16，反映了其物性相對(duì)較好及總有機(jī)碳含量較高；光電俘獲截面指數(shù)呈低值，約為 4.0bar/e。從典型井測(cè)井響應(yīng)特征來看，該頁巖氣儲(chǔ)層下段測(cè)井響應(yīng)特征與上段也不同，下段自然伽馬值更高、密度值更低、補(bǔ)償中子孔隙度值及聲波時(shí)差值均更高，反映了頁巖氣儲(chǔ)層下段具有更高的總有機(jī)碳含量和更好和的物性特征（圖6）。

2.3 儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)

從鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層巖石礦物組成來看，主要由石英、方解石、黃鐵礦、斜長石、鉀長石、白云石、云母等骨架礦物，以及伊利石、伊/蒙混層、海綠石、高嶺石等黏土礦物組成，巖石礦物組成復(fù)雜。為了降低測(cè)井評(píng)價(jià)難度，通過合并性質(zhì)相近礦物并排除次要礦物，將該頁巖巖石物理體積模型簡(jiǎn)化為石英、方解石、黏土礦物等；由于頁巖氣儲(chǔ)層中富含有機(jī)質(zhì)，且主要以干酪根的形式存在，因此將干酪根加入巖石物理體積模型，頁巖氣儲(chǔ)層中的流體主要為石油或天然氣和地層水，據(jù)此建立了頁巖氣儲(chǔ)層的巖石物理體積模型。根據(jù)此巖石物理體積模型對(duì)巖心分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了合并處理。

圖6 美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層典型測(cè)井響應(yīng)特征

2.3.1 巖心刻度多元統(tǒng)計(jì)建模方法[13-16]

鷹潭頁巖氣區(qū)具有豐富的巖心分析數(shù)據(jù)，因此首先利用巖心刻度多元統(tǒng)計(jì)建模方法對(duì)該區(qū)測(cè)井資料進(jìn)行處理解釋。首先對(duì)建模井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，分析測(cè)井響應(yīng)參數(shù)與巖心分析數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，尋找儲(chǔ)層參數(shù)的敏感測(cè)井參數(shù)；然后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理建立儲(chǔ)層參數(shù)與敏感測(cè)井參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系，并對(duì)建立的統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行誤差分析，優(yōu)選誤差最小的統(tǒng)計(jì)模型作為最終的解釋模型，并分析模型的精度。按照上述步驟，建立了該頁巖氣區(qū)方解石含量、石英含量、黏土礦物含量、干酪根含量等巖石組分含量和孔隙度、含水飽和度、總有機(jī)碳含量等儲(chǔ)層特征參數(shù)的評(píng)價(jià)解釋模型（表1），并分析這些模型的解釋精度：其中孔隙度與總有機(jī)碳含量的解釋精度最高；黏土礦物含量的解釋精度次之；含水飽和度和方解石含量的解釋精度最差；干酪根含量解釋模型雖然相關(guān)系數(shù)很高，但是由于誤差傳遞的影響，解釋精度也比較低。最后，利用這些解釋模型對(duì)該區(qū)實(shí)際測(cè)井資料進(jìn)行了處理解釋。

表1 美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)解釋模型

2.3.2 巖心標(biāo)定多礦物最優(yōu)化方法[17-18]

為了檢驗(yàn)兩種解釋方法，又利用多礦物最優(yōu)化方法對(duì)該區(qū)塊井資料進(jìn)行了處理解釋。多礦物最優(yōu)化方法是一種通過建立測(cè)井信息與地層參數(shù)之間的誤差函數(shù)，利用最優(yōu)化理論求出使誤差最小的解，而且這種解釋方法還提供了一種檢驗(yàn)解釋結(jié)果可靠性的概率方法。

根據(jù)鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層巖心分析結(jié)果，設(shè)定巖石物理體積模型為：石英+方解石+伊利石+干酪根+油/氣+水，輸入自然伽馬、電阻率、密度、補(bǔ)償中子孔隙度、鈾含量、干酪根含量曲線。頁巖氣儲(chǔ)層與常規(guī)儲(chǔ)層最大的不同是巖石物理體積模型中加入了干酪根，干酪根的響應(yīng)參數(shù)確定是利用多礦物最優(yōu)化方法解釋頁巖氣儲(chǔ)層的一個(gè)難點(diǎn)。通常情況下，干酪根形成于還原環(huán)境，可以使地層中鈾元素沉淀下來，從而具有高自然伽馬值特征，干酪根具有較低的密度、較高的氫指數(shù)和較低的光電俘獲截面指數(shù)；干酪根作為一種有機(jī)物，可以認(rèn)為是不導(dǎo)電的，但受其不同類型與熱成熟度的影響，它的響應(yīng)特征參數(shù)變化很大，難以準(zhǔn)確確定[5]。因此，需要首先計(jì)算地層中的干酪根含量，然后與其他測(cè)井曲線作為輸入曲線，在多礦物最優(yōu)化解釋模塊中進(jìn)行處理。

具體地，首先利用 Passey 方法計(jì)算地層總有機(jī)碳含量[19]：

式中 Ro—— 鏡質(zhì)組反射率，%；

Rt——地層電阻率，W·m；

R基線——非烴源泥巖基線電阻率，W·m；

K——刻度因子，取 0.02；

Δt——聲波時(shí)差，μs/ft；

Δt基線——非烴源泥巖聲波時(shí)差，μs/ft。

在沒有縱波時(shí)差曲線的井，也可以利用地層密度或中子孔隙度曲線代替縱波時(shí)差曲線來進(jìn)行計(jì)算?？傆袡C(jī)碳含量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，作為輸入曲線處理時(shí)，需要將質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換為體積分?jǐn)?shù)，計(jì)算公式為[20]：

式中 Vkerogen—— 干酪根含量，%；

ρkerogen——干酪根密度，g/cm3；

ρb——地層密度，g/cm3；

κ——轉(zhuǎn)換系數(shù)，與干酪根類型及成熟度有關(guān)。

一般地，頁巖氣儲(chǔ)層黏土礦物含量比較高，電阻率響應(yīng)方程一般采用歸一化 Wax—Simits 公式[7]：

式中 Swt——含水飽和度；

φt——儲(chǔ)層孔隙度；

m——膠結(jié)指數(shù)；

n——飽和度指數(shù)；

Rw——頁巖氣儲(chǔ)層的地層水電阻率，W·m；

Qvn——?dú)w一化的陽離子交換容量，變化范圍

為 0.0～1.0；

Rwsh——圍巖的地層水電阻率，W·m。

2.3.3 兩種方法解釋結(jié)果比較

采用以上兩種方法，分別對(duì)該頁巖氣區(qū)實(shí)際測(cè)井資料進(jìn)行了處理解釋，得到了巖石礦物組分剖面、孔隙度、含水飽和度和地層總有機(jī)碳含量。圖7為該區(qū)某取心井綜合解釋成果圖，第1道至第3道顯示的為常規(guī)測(cè)井系列曲線；第4道和第5道顯示的分別為多元統(tǒng)計(jì)建模方法與多礦物最優(yōu)化方法得到的巖性剖面，可以幫助認(rèn)識(shí)地層巖石的脆性，為后續(xù)壓裂改造提供幫助；第6道至第11道顯示的分別為兩種方法測(cè)井解釋與巖心分析黏土礦物含量、石英含量、方解石含量、總有機(jī)碳含量、孔隙度和含水飽和度對(duì)比（圖中紅色實(shí)線為多元統(tǒng)計(jì)建模方法解釋結(jié)果，藍(lán)色實(shí)線為多礦物最優(yōu)化方法解釋結(jié)果，黑色圓點(diǎn)為巖心分析結(jié)果）。從兩種解釋方法與巖心分析結(jié)果對(duì)比來看，多元統(tǒng)計(jì)建模方法得到的結(jié)果與巖心分析結(jié)果符合更好，多礦物最優(yōu)化方法得到的礦物含量與巖心分析結(jié)果符合不好，特別是黏土礦物含量與巖心分析結(jié)果相差較大，這主要是由于目前主流的商業(yè)解釋軟件中多礦物最優(yōu)化分析模塊采用的測(cè)井響應(yīng)方程沒有考慮有機(jī)質(zhì)的影響，對(duì)此類儲(chǔ)層的處理效果不好。

圖7 美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層參數(shù)兩種方法測(cè)井解釋與巖心分析結(jié)果對(duì)比

對(duì)該取心井目的層測(cè)井解釋與巖心分析儲(chǔ)層參數(shù)平均值進(jìn)行了誤差分析（表2），利用多元統(tǒng)計(jì)建模方法得到的結(jié)果中，絕對(duì)誤差最低的是干酪根含量，約為 0.2%，絕對(duì)誤差最高的是含水飽和度，約為 3.2%；相對(duì)誤差最低的是方解石含量，約為 2.0%，相對(duì)誤差最高的是含水飽和度，約為 12.9%。利用多礦物最優(yōu)化方法得到的結(jié)果中，絕對(duì)誤差最低的是孔隙度，約為 0.8%，絕對(duì)誤差最高的是黏土礦物含量，約為 15.1%；相對(duì)誤差最低的是方解石含量，約為 12.0%，相對(duì)誤差最高的是黏土礦物含量，約為67.1%。從分析結(jié)果來看，在巖心分析數(shù)據(jù)足夠豐富時(shí)，多元統(tǒng)計(jì)建模方法得到的解釋結(jié)果中絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差更低，因此在鷹潭頁巖氣區(qū)最終采用了多元統(tǒng)計(jì)建模方法得到的解釋結(jié)果。但是，由于頁巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)特征的復(fù)雜性，目前的解釋方法無法達(dá)到常規(guī)儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)的精度。

表2 美國鷹潭頁巖氣儲(chǔ)層參數(shù)兩種方法測(cè)井解釋與巖心分析結(jié)果誤差統(tǒng)計(jì)表

3 頁巖氣產(chǎn)量“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)

3.1 產(chǎn)量主控地質(zhì)因素分析[21]

由于頁巖氣儲(chǔ)層特殊的地質(zhì)特征，頁巖氣生產(chǎn)井產(chǎn)量遞減很快，初始月產(chǎn)量（即第一個(gè)月累計(jì)產(chǎn)量）占整個(gè)生產(chǎn)期產(chǎn)量的大部分，而且初始月產(chǎn)量與最終可采儲(chǔ)量有很好的相關(guān)性，因此初始月產(chǎn)量可以很好地表征頁巖氣生產(chǎn)井的產(chǎn)量水平[22-23]。從美國鷹潭頁巖氣勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)來看，不同頁巖氣生產(chǎn)井的初始月產(chǎn)量差別很大（圖8）。

圖8 美國鷹潭頁巖氣區(qū)生產(chǎn)井初始月產(chǎn)量直方圖A—K代表鷹潭頁巖氣區(qū)不同分區(qū)

根據(jù)測(cè)井解釋結(jié)果，研究了鷹潭頁巖氣井初始月產(chǎn)量與地質(zhì)特征的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：同一分區(qū)內(nèi)，地質(zhì)條件相似，生產(chǎn)井初始月產(chǎn)量略有差異（圖8），造成這種差異的主要因素是生產(chǎn)井水平段長度和壓裂級(jí)數(shù)等工程因素，一般認(rèn)為工程因素可以通過經(jīng)驗(yàn)積累與參數(shù)優(yōu)化人為控制；而不同分區(qū)之間，地質(zhì)條件不同（圖9），生產(chǎn)井初始月產(chǎn)量相差很大（圖8）。

圖9 美國鷹潭頁巖氣區(qū)不同分區(qū)儲(chǔ)層參數(shù)對(duì)比圖

利用典型曲線對(duì)同一分區(qū)內(nèi)不同生產(chǎn)井的產(chǎn)量進(jìn)行平均，以消除工程因素對(duì)產(chǎn)量的影響，這樣得到的某一分區(qū)初始月產(chǎn)量代表了該分區(qū)的總體產(chǎn)量水平，主要受該分區(qū)地質(zhì)條件的控制。通過研究鷹潭頁巖氣區(qū)不同分區(qū)初始月產(chǎn)量與對(duì)應(yīng)分區(qū)儲(chǔ)層有效厚度、孔隙度、含氣飽和度、總有機(jī)碳含量及巖石脆性等儲(chǔ)層參數(shù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，初始月產(chǎn)量與儲(chǔ)層有效厚度、含氣飽和度、總有機(jī)碳含量及巖石脆性等參數(shù)相關(guān)性不好，而只與孔隙度相關(guān)性好，且呈正相關(guān)關(guān)系，儲(chǔ)層孔隙度是該頁巖氣區(qū)不同分區(qū)產(chǎn)量差異的主控地質(zhì)因素。

3.2 產(chǎn)量分級(jí)與“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)[24]

鷹潭頁巖氣區(qū)巖石物理分析表明，縱波阻抗可以表征頁巖氣儲(chǔ)層孔隙度，因此縱波阻抗與初始月產(chǎn)量也有很好的相關(guān)性，利用地震資料反演縱波阻抗可以預(yù)測(cè)產(chǎn)量“甜點(diǎn)區(qū)”。利用鷹潭頁巖氣區(qū)實(shí)際產(chǎn)量進(jìn)行標(biāo)定，建立了產(chǎn)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ級(jí)產(chǎn) 量“ 甜 點(diǎn) 區(qū) ”， 孔 隙 度 介 于 7.5%～8.0%， 縱 波阻 抗 介 于 8850～9250[(m/s)·(g/cm3)]； Ⅱ 級(jí) 產(chǎn) 量“ 甜 點(diǎn) 區(qū) ”， 孔 隙 度 介 于 7.0%～7.5%， 縱 波 阻 抗介 于 9250～9650[(m/s)·(g/cm3)]； Ⅲ 級(jí) 產(chǎn) 量“ 甜點(diǎn) 區(qū) ”， 孔 隙 度 介 于 6.5%～7.0%， 縱 波 阻 抗 介 于9650～10100[(m/s)·(g/cm3)]（圖10）。

圖10 美國鷹潭頁巖氣區(qū)產(chǎn)量分級(jí)與“甜點(diǎn)區(qū)”識(shí)別參數(shù)

4 結(jié)論

（1）頁巖氣儲(chǔ)層地質(zhì)特征復(fù)雜，測(cè)井評(píng)價(jià)比較困難；在只有常規(guī)測(cè)井資料且?guī)r心分析數(shù)據(jù)比較豐富時(shí)，采用多元統(tǒng)計(jì)建模方法比多礦物最優(yōu)化方法可以獲得更加準(zhǔn)確的儲(chǔ)層參數(shù)。但是，不管應(yīng)用哪種解釋方法，目前該類儲(chǔ)層的解釋精度都無法達(dá)到常規(guī)儲(chǔ)層解釋精度。

（2）頁巖氣是一種非常規(guī)油氣資源，勘探開發(fā)成本很高，提高單井產(chǎn)量對(duì)項(xiàng)目成敗有重要影響，識(shí)別產(chǎn)量“甜點(diǎn)”顯得極其重要。經(jīng)分析，在鷹潭頁巖氣區(qū)，儲(chǔ)層孔隙度是造成不同分區(qū)產(chǎn)量差異的主要控制因素，利用地震資料反演縱波阻抗可以預(yù)測(cè)鷹潭頁巖氣產(chǎn)量“甜點(diǎn)區(qū)”，大大提高該頁巖氣區(qū)勘探開發(fā)效益。

[1] 李新景，胡素云，程克明 .北美裂縫性頁巖氣勘探開發(fā)的啟示 [J].石油勘探與開發(fā)，2007,34(4):392-400. Li Xinjing, Hu Suyun, Cheng Keming.Suggestions from the development of fractured shale gas in north America [J]. Petroleum Exploration and Development, 2007,34(4):392-400.

[2] 董 大 忠， 王 玉 滿， 李 新 景， 鄒 才 能， 管 全 中， 張 晨 晨， 等 .中國 頁 巖 氣 勘 探 開 發(fā) 新 突 破 及 發(fā) 展 前 景 思 考 [J].天 然 氣 工 業(yè)，2016,36(1):19-32. Dong Dazhong, Wang Yuman, Li Xinjing, Zou Caineng, Guan Quanzhong, Zhang Chenchen, et al. Breakthrough and prospect of shale gas exploration and development in China [J]. Natural Gas Industry, 2016,36(1):19-32.

[3] 荊鐵亞，楊光，林拓，陳亮，王金意 .中國中上元古界頁巖氣地質(zhì)特征及有利區(qū)預(yù)測(cè) [J].特種油氣藏，2015,22(6):5-9. Jing Tieya, Yang Guang, Lin Tuo, Chen Liang, Wang Jinyi. Geological characteristics and prospective zone prediction of Meso-Epiproterozoic shale gas in China [J]. Special Oil & Gas Reservoirs, 2015,22(6):5-9.

[4] 許 坤， 李 豐， 姚 超， 呂 雷 . 我 國 頁 巖 氣 開 發(fā) 示 范 區(qū) 進(jìn) 展 與 啟 示 [J].石油科技論壇，2016,35(1):44-49. Xu Kun, Li Feng, Yao Chao, Lv Lei.Progress in China’s demonstration zones of shale gas development [J]. Oil Forum, 2016,35(1):44-49.

[5]Campbell R L Jr, Truman R B. Formation evaluation in the Devonian shale [C], SPE-15212-MS, Unconventional Gas Technology Symposium, Louisville, Kentucky, USA, 18-21 May 1986.

[6]Vanorsdale C R. Evaluation of Devonian shale gas reservoirs [J]. SPE Reservoir Engineering. 1987,2(2):209-216.

[7] 劉雙蓮，陸黃生．頁巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)特點(diǎn)及評(píng)價(jià)方法探討 [J]．測(cè)井技術(shù)，2011,35(2):112-116．Liu Shuanglian, Lu Huangsheng. Evaluation methods and characteristics of log evaluation technology in shale gas [J]. Well Logging Technology, 2011,35(2):112-116.

[8] 莫修文，李舟波，潘保芝．頁巖氣測(cè)井地層評(píng)價(jià)的方法與進(jìn)展 [J]．地質(zhì)通報(bào)，2011,30( 增刊 1):400-405．Mo Xiuwen, Li Zhoubo, Pan Baozhi.Method and advance of shale gas formation evaluation by means of well logging [J]. Geological Bulletin of China, 2011,30(Supp.1):400-405.

[9] 張 作 清， 孫 建 孟 .頁 巖 氣 測(cè) 井 評(píng) 價(jià) 進(jìn) 展 [J]. 石 油 天 然 氣 學(xué) 報(bào)，2013,35(3):90-95. Zhang Zuoqing, Sun Jianmeng. Progress of logging evaluation on shale gas reservoirs [J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2013,35(3):90-95.

[10]王濡岳，丁文龍，王哲，李昂，何建華，尹帥．頁巖氣儲(chǔ)層地球物理測(cè)井評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀 [J]．地球物理學(xué)進(jìn)展，2015,30(1):228-241．Wang Ruyue, Ding Wenlong, Wang Zhe, Li Ang, He Jianhua, Yin Shuai. Application of geophysical well logging in shale gas reservoir evaluation [J]. Progress in Geophysics, 2015,30(1):228-241.

[11]逄仁德，崔莎莎，尹寶福，侯云翌 .鄂爾多斯盆地陸相頁巖氣縫網(wǎng)壓裂技術(shù)應(yīng)用分析 [J].中國石油勘探，2015,20(6):66-71. Pang Rende, Cui Shasha, Yin Baofu,Hou Yunyi. Network fracturing and its application to continental shale gas in Ordos Basin [J]. China Petroleum Exploration, 2015,20(6):66-71.

[12]吳奇，梁興，鮮成鋼，李峋 .地質(zhì)—工程一體化高效開發(fā)中國南方海相頁巖氣 [J].中國石油勘探，2015,20(4):1-23. Wu Qi, Liang Xing, Xian Chenggang, Li Xun.Geoscience-toproduction integration ensures effective and efficient south China marine shale gas development [J]. China Petroleum Exploration, 2015,20(4):1-23.

[13]吳慶紅，李曉波，劉洪林，陳霞．頁巖氣測(cè)井解釋和巖心測(cè)試技術(shù)——以四川盆地頁巖氣勘探開發(fā)為例 [J]．石油學(xué)報(bào)，2011,32(3):484-488．Wu Qinghong, Li Xiaobo, Liu Honglin,Chen Xia. Log interpretations and the application of core testing technology in the shale-gas: taking the exploration and development of the Sichuan Basin as an example [J]. Acta Petrolei Sinica, 2011,32(3):484-488.

[14]柳 筠 .涪 陵 地 區(qū) 頁 巖 氣 測(cè) 井 評(píng) 價(jià) 參 數(shù) 研 究 [J].江 漢 石 油 科 技，2015(3):34-41. Liu Yun. Study on the parameters for shale gas logging evaluation in Fuling area [J]. Jianghan Petroleum Science and Technology, 2015(3):34-41.

[15]石文睿，張占松，張建平，趙紅燕，石元會(huì)，黃強(qiáng) .建南東岳廟段頁巖氣常規(guī)測(cè)井解釋模型研究——以 JYHF-1 井為例 [J].天然氣勘探與開發(fā)，2014,37(2):29-34. Shi Wenrui, Zhang Zhansong, Zhang Jianping, Zhao Hongyan, Shi Yuanhui, Huang Qiang. Conventional welllogging interpretation model for shale gas in Dongyuemiao member of Jiannan area:an example from JYHF-1 well [J]. Natural Gas Exploration and Development, 2014,37(2):29-34.

[16]張培先 .頁巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)研究——以川東南海相地層為例 [J].特種油氣藏，2012,19(2):12-15. Zhang Peixian. Logging evaluation of shale gas: a case study of marine shale in southeastern Sichuan [J]. Special Oil & Gas Reservoirs, 2012,19(2):12-15.

[17]余 杰， 秦 瑞 寶， 李 敬 功 .頁 巖 氣 儲(chǔ) 層 測(cè) 井 評(píng) 價(jià) [C]// 中 國 油 氣 論壇 .非常規(guī)油氣勘探開發(fā)技術(shù)專題研討會(huì)論文集 .北京：石油學(xué)會(huì)，2011:112-120. Yu Jie, Qin Ruibao, Li Jingong. Logging evaluation of shale gas reservoir [C]// China oil and gas forum.Proceedings of the symposium on unconventional oil and gas exploration and development.Beijing: Petroleum Institute, 2011:112-120.

[18]秦瑞寶，余杰 .多礦物處理方法在北美頁巖油氣藏測(cè)井評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2013,48(增刊 1):175-180. Qin Ruibao, Yu Jie.Application of multi-mine soft model in a shale oil & gas reservoir logging evaluation [J]. Oil Geophysical Prospecting, 2013,48(Supp.1):175-180.

[19]Passey Q R, Creaney S, Kulla J B, Creaneys, Stroud J D.A Practical model for organic richness from porosity and resistivity logs [J]. AAPG Bulletin, 1990(74):1777.

[20]Rick Lewis, David Ingraham, Marc Pearcy. new evaluation techniques for gas shale reservoirs [R]. Reservoir Symposium 2004 by Schlumberger.

[21]彭嫦姿，彭俊，陳燕輝，張漢榮 .四川盆地元壩地區(qū)大安寨段頁巖氣“甜點(diǎn)”地震預(yù)測(cè) [J].天然氣工業(yè)，2014,34(6):42-47. Peng Changzi, Peng Jun, Chen Yanhui,Zhang Hanrong. Seismic prediction of sweet spots in the Da’anzhai Shale Play, Yuanba area, Sichuan Basin [J]. Natural Gas Industry, 2014,34(6):42-47.

[22]郭小哲，趙剛 .頁巖氣藏壓裂縫網(wǎng)模擬及溝通效果評(píng)價(jià) [J].特種油氣藏，2015,22(1):99-102. Guo Xiaozhe, Zhao Gang. Simulation of fracturing network of shale gas reservoir and evaluation on communication results [J]. Special Oil & Gas Reservoirs,2015,22(1):99-102.

[23]白玉湖，陳桂華，徐兵祥，馮汝勇，陳嶺 .頁巖氣產(chǎn)量遞減典型曲線模型及對(duì)比研究 [J].中國石油勘探，2016,21(5):96-102. Bai Yuhu, Chen Guihua, Xu Bingxiang, Feng Ruyong, Chen Ling.Comparison of typical curve models for shale gas production decline prediction [J]. China Petroleum Exploration, 2016,21(5):96-102.

[24]梁興，王高成，徐政語，張介輝，陳志鵬，鮮成鋼，等 .中國南方海相復(fù)雜山地頁巖氣儲(chǔ)層甜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)技術(shù)——以昭通國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)為例 [J].天然氣工業(yè)，2016,36(1):33-42. Liang Xing, Wang Gaocheng, Xu Zhengyu, Zhang Jiehui, Chen Zhipeng, Xian Chenggang, et al. Comprehensive evaluation technology for shale gas sweet spots in the complex marine mountains, South China: a case study from Zhaotong national shale gas demonstration zone [J]. Natural Gas Industry, 2016,36(1):33-42.

Logging evaluation and production “sweet spot” identifi cation of shale play: a case study on Eagle Ford shale play in the USA

Yu Jie, Qin Ruibao, Liu Chuncheng, Chen Guihua
(CNOOC Research Institute)

In this paper, the Eagle Ford shale play in the USA was taken as an example to discuss the logging-based shale play evaluation methods and identify the main geological factors controlling shale gas production. The logging data of this area is mainly conventional, and the core analysis data is relatively abundant. The logging data of key wells in this area were processed and interpreted by means of multivariate statistics modeling method and multi-mineral optimization method, respectively. The results indicate that the reservoir parameters calculated by the multivariate statistics modeling method are better consistent with core analysis data, presenting higher accuracy. The production is quite different in zones of the Eagle Ford shale play, and it is mainly controlled by porosity. The production sweet spot of shale gas can be predicted by using the P-wave impedance of seismic inversion.

t: Eagle Ford shale gas, multivariate statistics, multi-mineral optimization, production sweet spot, main geological factors

P631.8

A

10.3969/j.issn.1672-7703.2017.03.013

國家科技重大專項(xiàng)“南海深水區(qū)油氣勘探地球物理關(guān)鍵技術(shù)”(2011ZX05025001)。

余杰 (1984-)，男，山西大同人，碩士，2007 年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），工程師，現(xiàn)從事非常規(guī)油氣層測(cè)井評(píng)價(jià)相關(guān)工作。地址：北京市朝陽區(qū)太陽宮南街 6 號(hào)院中海油研究總院勘探研究院，郵政編碼：100028。E-mail：yujie3@cnooc.com.cn

2016-03-17；修改日期：2017-03-02