当前位置:首页 » 石油矿藏 » 什么是用于石油勘探的技术

什么是用于石油勘探的技术

发布时间: 2023-08-25 12:42:35

❶ 我国海洋油气勘探技术有哪些

一、海洋油气勘探技术形成阶段(1991—1995年)
1.含油气盆地资源评价和勘探目标评价技术
在引进和总结国内外油气资源评价方法的基础上,经过科技攻关掌握了一套具有国际先进水平的油气资源评价新方法和盆地模拟技术。首次在国内建立了一套以地震资料解释为基础、结合少量钻井资料的早期油气资源评价流程;研制了国内第一套在NOVA机上实现定位、构造、速度、数据自动分析的流程,初步实现了资料整理自动化;采用了先进的区域地震地层学分析方法和流程,研究各层岩相古地理演化过程;对生烃、排烃等资源定量评价方法有所创新;提出了TTIQ法及计算机程序,采用了圈闭体积模糊数学法、圈闭供油面积及随机运算概率统计等先进的评价方法,充分体现了国内油气资源评价的新水平。
在一维盆地模拟系统基础上,开发多功能的综合盆地模拟系统。系统耦合了断层生长作用、沉积作用、压实作用、流体流动、烃类生成运移,以及地壳均衡作用、岩石圈减薄和热对流等因素,能从动态的发展角度在二维空间上再现盆地构造演化史、沉降史、沉积史、热演化史、油气生排运聚史。主要特点是:正反演结合、与专家系统结合、与平衡剖面结合,来模拟多相运移、运距模拟三维化及三维可视化等。
此外,在国内首度研制成功了PRES油气资源评价专家系统。该系统从功能上由两部分组成:一是凹陷评价,包括地质类比评价、生油条件评价、储层条件评价和油气运聚评价;二是局部圈闭评价,包括油源评价、封闭条件评价、储集条件评价、保存条件评价及综合评价。系统的第二版本实现了运聚评价子系统与盆地模拟系统的挂接,可在三维状态下进行运聚模拟评价。其研制成功开创了专辑系统技术在石油勘探领域的应用,促进了石油地质专家系统技术的发展。
2.海上地震勘探的资料采集、处理、解释技术
海上地震技术是海上油气勘探开发的主要技术,是涉足研究深度、广度最大、最省钱、最适合海上油气勘探的技术。
在地震资料采集方面通过引进技术和装备,实现了双缆双震源地震采集,研究成功了高分辨率地震采集系统,掌握了先进的海上二维、三维数字地震资料采集及极浅海遥测地震资料采集技术,装备了包括一次采集能力可达240道的数字地震记录系统;电缆中的数字罗盘能准确指示电缆的实时位置;三维采集质量控制的计算机系统,可做5条相邻侧线的面元覆盖,并实时显示和不同偏移距的面元显示,装有可进行实时处理和预处理的解编系统;配备了卫星导航接收机和组合导航系统。
在资料处理解释方面,已掌握运用电子计算机进行常规处理和三维资料处理以及特殊处理技术,广泛应用了地震地层学、波阻抗剖面,尤其检测、垂直地震剖面和数据分析等技术;推广应用计算机绘图系统和解释工作站;掌握了地震模式识别和完善的地震储层预测软件;研制开发了面元均化、多次拟合去噪、道内插等配套处理技术。
一些成功的应用技术具体有:QHDK-48道浅水湖泊地震勘探接收系统,已用于我国浅海和湖泊的地震勘探中;三维P-R分裂偏移技术及其在油气勘探开发中的运用,获国家科技进步二等奖,是一项进行三维地震勘探资料叠后偏移处理,提高了三维波场归位精度和断层分辨能力;海洋物探微导航定位资料处理程序系统,有较强的人机对话功能,在VAX机上可读ARGO、GMS、NOR三种格式的野外带,可对高斯、VTM和兰伯特三种不同投影系统数据进行处理;DZRG处理系统实现了国产阵列机MCIAP2801与引进的VAX-11/780机的连接,从而提高了原主机的使用效率,从30%提高到68%,地震资料处理速度提高了60%~70%,为VAX类计算机配接国产AP机开创了一条新路。
这些技术在海上勘探中,得到过广泛的应用,取得了良好的成绩。在南海大气区勘探中,首次使用高分辨率地震采集技术,为东方1-1气田评价提供了可靠有力的资料依据。
3.数控测井与资料分析处理技术
数控测井是当代测井的高新技术,该系统包括地面测量仪器和相应配套井下仪器适用于裸眼井、生产井以及特殊作业井的测井作业,是一套设备齐全、技术先进、适应性广泛的测井系统。
1985年9月,中国海油与国家经济委员会签订了“数控测井系统”科技攻关项目专题合同。1986年5月提出数控测井系统开发可行性方案报告。1991年在胜利油田进行测井作业,该项目难度大、工艺复杂,各项技术指标接近并达到80年代国际先进水平,证明了HCS-87数控测井地面系统工作可靠、预测资料可信。1991年获得中国海油科技进步一等奖,获国家重大技术装备成果二等奖。
由于实行双兼容,在长达5~6年的科研过程中,可以及时把一些阶段成果用于生产,为测井仪器国产化开辟了一条新路。1991年7月,中国海油与西安石油勘探仪器总厂合作完成数控测井地面系统国产化的任务。为了满足南海大气区勘探高温高压测井的需要,中国海油研制成功了耐温230℃、耐压140兆帕的测井仪,其解释效果与斯伦贝谢公司的解释软件达到的效果相同。
4.复杂地质条件下寻找大中型构造油气田的能力
在早期主要盆地油气资源评价、“七五”富生油凹陷研究和“八五”区域地质勘探综合研究的基础上,我国具备了在复杂地质条件下寻找大中型构造油气田的能力。这些油气田的寻找主要依靠盆地地质条件类比、盆地演化史定量分析和多种地球物理资料处理、解释软件的支持,排除了各种地质因素干扰,还地下构造的真实本来面貌,提高了海上自营勘探能力和勘探成功率。
二、高速高效发展海洋石油(1996—2008年)
经过了20多年勘探开发工作,已经深谙我国自然海况条件,需要我们大力开发核心技术,才能高速高效地发展中国海洋石油业。进入“九五”期间我国海洋石油科技发展以实现公司“三个一千万吨”和降低油桶成本为具体目标,进入了高速、高效、跨越式发展的新阶段。
1.“九五”后三年科技工作的重点
1)解决三大难题
(1)海上天然气勘探。
(2)海上边际油田开发。
(3)提高海上油田采收率。
2)开展四项科技基础工作
(1)建立海上石油天然气行业与企业标准。
(2)建立中国海油信息网络上的科技信息子系统。
(3)开展海上油气田钻采工艺基本技术研究。
(4)开展海洋石油改革与高速发展战略软科学研究。
3)攻克八项高新技术
(1)海上天然气田目标勘探技术。
(2)海上地球物理高分辨率、多波技术。
(3)海洋地球物理测井成像技术等。
(其他技术与勘探无关,故此处不详细列出)
由于上述“三四八”科技规划的实施,在海上油气勘探开发生产建设的科技创新中,取得了一大批优异成绩,充分显示了科技进步产业化的巨大威力。
2.“863”海洋石油进入国家高新技术领域
在《海洋探查与资源开发技术主题》的6个课题研究工作中,中国海油技术达到了创新的纪录。分别是:(1)海上中深层高分辨率地震勘探技术;(2)海洋地球物理测井成像技术;(3)高性能优质钻井液及完井液的研制;(4)精确的地层压力预测和监测技术;(5)高温超压测试技术;(6)海底大位移井眼轨道控制技术。
特别的,在“863”计划“九五”期间27项重大项目中,海洋石油的《莺琼大气区勘探关键技术》更为显着。其中的海上中深层高分辨率地震勘探技术、海上高温超压地层钻井技术、海底大位移井钻井技术、海上成像测井技术等取得了举世瞩目的成就。
“863”计划执行16年间取得了一大批具有世界领先水平的研究成果,突破并掌握了一批关键技术,同时培育了一批高技术产业生长点,为传统产业的改造提供了高技术支撑,更为中国高技术发展形成顶天立地之势提供了巨大的动力。
3.“九五”技术创新硕果
海上中、深层高分辨率地震勘探技术跻身前列,研制了海上多波地震勘探设备,打破了国际技术垄断。研制出的框架式多枪相干组合震源、立足于不叠加或少叠加的处理技术、聚束滤波去多次波等技术,均已达到世界先进水平。
成像测井系列仪器达到了国际90年代中期水平,属于国内先进技术。认可的技术创新有:(1)八臂地层倾角测井仪的八臂液压独立推靠技术;(2)高温高压绝缘短节;(3)薄膜应变型井径与压力传感器;(4)多极子声波测井仪的高温高压单极、偶极,斯通利波换能器;(5)高温专用混合厚膜电路芯片;(6)电阻率扫描测井仪的24电扣极板技术;(7)内置电动扶正、八臂独立机械推靠器技术。
解决了高温超压钻井世界性难题的关键技术,包括高温超压钻完井液、精确的地层压力预测和监测技术、高温超压地层测试技术。
确认高温超压环境可以成藏,莺歌海中深层有良好的砂岩储层和封盖层,二号断裂带是断裂继承性发育带,既要重视古近系断裂批复结构的圈闭,又要注意新近系反转构造及砂岩体的勘探。
三、勘探技术分析
1.海洋石油地质研究与评价
富生油凹陷的分析与评价技术说明了我国近海油气资源分布基本规律,也是油气选区的基本依据。中国近海51个主要生油凹陷,经多次评价共筛选出10个富生油凹陷作为勘探重点。富生油凹陷占总储量发现的84%,其中5个凹陷储量发现超过了1亿吨。
气成藏动力学研究系统,在油气勘探实践中形成的石油地质研究系统,它强调了在烃源体和流体输导体系的框架上,用模型研究和模拟研究正、反演油气生成—运移—聚集的全过程,使油气运移——这一石油地质研究中最薄弱的一环有了可操作研究方法和量化表现。该技术不但使中国海油地质研究跨入世界石油地质高新技术前沿,而且在珠江口盆地的实践中,发现了重要的石油勘探新领域。
三维智能盆地与油气成藏动力学模拟系统,中国自主开发的石油地质综合研究计算机工作平台,这套系统突破了许多高难度的技术课题,实现了三维数字化盆地的建立和油气运移、聚集的模拟。
精细层序地层学研究,引进国外先进技术实现成功应用的典范,大大提高了对地下沉积预测的能力,取得了丰富的应用成果。
勘探目标评价与风险分析方法,石油地质软件科学研究的突出成果,它反映了勘探家由“我为祖国献石油”到“股东要我现金流”的观念性的转化。通过规范勘探管理,将单纯追求探井成功率转变成储量替代率、资本化率、桶油发现成本等全面勘探资本运营管理,使探井建井周期缩短2/3,每米探井进尺费用降低40%。
2.海洋石油地震勘探技术
从1962年至今,我国海上地震勘探技术发展已走过40个春秋,从初期光点记录到24位模数转换多缆多源数字磁带记录;从炸药震源到高分辨率相干空气枪阵列震源;从光学6分定位、罗盘导航到DGPS、无线电声呐综合定位导航;从单次二维地震到非线性多次覆盖三维地震;从“一炮定终生”的无处理地震到运算速度达每秒70亿~80亿次的大规模并行数字处理;从二维模拟处理到全三维数字处理;从NMO速度分析和叠加到DMO速度分析和叠加;从二维叠后射线偏移到全三维叠前波动方程时间偏移至全三维叠前深度偏移;从人工解释绘图到人机交互三维可视化解释绘图;从单一的构造解释到构造、地震地层学和岩性地震学综合解释;从单一的纵波地震勘探到转换多波地震勘探;从常规二维地震作业到高分辨率二维至三维地震作业,我国海上地震勘探技术经历了脱胎换骨的变化,基本上达到了与国际先进技术接轨的水平。海洋石油人多年的耕耘,换来了丰硕的成果:查清我国海域区域地质和有利沉积盆地的分布,为勘探指明方向;查明了盆地主要构造带和局部构造的分布,为油气钻探提供了井位;发现了以蓬莱19-3油田为代表的多个亿吨级大油田和以崖城13-1气田为代表的多个大气田;直接使构造和探井成功率不断提高,分别达到53%和49%;为开发可行性研究、建立油气藏模型、编制OPD报告,提供各种主要参数和地质依据。
上述成果充分证明,海洋物探在海洋石油工业发展中起到了先锋作用,其技术发展是海上油气勘探与开发增储上产的重要手段。
3.海洋石油地球物理测井技术
我国海洋地球物理测井技术,是伴随海洋石油勘探开发成长发展起来的。改革开放以前,海上测井作业只能选用陆地上最先进、最可靠的测井仪器进行。到20世纪80年代,利用国家改革开放赋予海洋石油的优惠政策,有计划地引进国外先进技术与管理模式,1981年成立了中国海洋石油测井公司,并直接引进美国西方阿特拉斯CLS-3700多套技术装备。与此同时,在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上,充分利用信息技术的新成果,紧紧抓着技术与学科紧密结合的关键,积极开展数控测井技术研究与开发,逐步形成了研究、制造、作业、解释、培训“五位一体”的机制。先后研制成功HCS-87数控测井和ELIS-I成像测井地面以及部分下井仪器设备。同时,培养了人才、锻炼了队伍,为测井设备的国产化打下了坚实的基础。
4.勘探过程中的海洋环境保护
在开发海上资源的同时也不能忽视海洋环境保护,这是海上油气田勘探开发中不容忽视的一项技术。1996年,中国海洋石油以全新的“健康、安全、环保”理念,实施安全、健康、环保、管理体系,开始步入科技化、规范化、井然有序的法制管理轨道。
安全生产是国家经济建设的重要组成部分,良好的安全生产环境和秩序是经济发展的保障。海洋石油工业有着投资大、技术难度高、环境因素复杂、风险大的特点,一旦出了事故,施救工作非常困难;在小小的平台上,集中了几百套设备和众多人员,一旦发生爆炸起火,人、物将毁于一旦;作业人员日常接触的介质不是易燃,就是易爆,稍有不慎,就会造成海洋环境污染、生态环境损害。因此,加重了安全环保的工作责任,必须建立完善健康安全环保管理体系,才能确保海上油气田安全生产。环境保护贯穿于整个生产过程和生产生活的各个领域,就此建立了完善的健康安全环保机构、安全的法规体系和管理体系,实行全方位、全过程的科学管理。
观测海洋、检测海洋,及时进行海冰、台风、风暴潮、地震等特殊海洋环境的预报,是海洋油气勘探开发生产的不可缺少的条件。为此,开展了广泛深入的观测、监测和预报系统研究及综合、集成、生产应用等工作,形成了海上固定平台水文气象自动调查系统、海洋环境要素数值模拟分析计算和各种灾害监测预报技术,在生产实践中取得了显着成效。
四、发展趋势
随着全球能源需求的不断膨胀,陆上大型油田日益枯竭,于是人们逐渐将目光投向海洋,因为那里有着很多未探明的油气储量。尽管过去由于技术不成熟人们对海洋望而却步,但自深海钻井平台出现后,人类就开始向几百米甚至几千米海洋深处进军。
随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。90年代末,水深超过300米的海域为深水区。目前,大于500米为深水,大于1500米则为超深水。研究和勘探实践表明,深水区油气资源潜力大,勘探前景良好。据估计,世界海上44%的油气资源位于300米以下的水域。随着未来投资的增加,海上油气储量和产量将保持较快增长。其中,深水油气储量增长尤为显着。到2010年,全球深水油气储量可达到40亿吨左右。
面对如此良好的开发前景,我国海洋石油公司也制定了协调发展、科技领先、人才兴起和低成本等4个发展策略。尽快提高中国海油科技竞争力无疑是其中重要的组成部分。就海洋石油勘探部分,我国通过建立中国海油地球物理勘探等技术,通过技术创新与依托工程有机地衔接,创造条件使其发挥知识和技术创新的重要作用。天然气的勘探也需要进一步解决地球物理识别技术、高温超压气田勘探开发技术、非烃气体分布于工业利用等;深水油田的勘探和开发需要深水地球物理采集和处理、深水钻完井技术、深水沉积扇研究、深水生产平台等多种技术。
我国海洋深水区域具有丰富的油气资源,但深水区域特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件决定了深水油气勘探开发具有高投入、高回报、高技术、高风险的特点。发展海洋石油勘探技术需要面对如下问题:
(1)与国外先进技术存在很大差距。截至2004年底,国外深水钻探的最大水深为3095米,我国为505米;国外已开发油气田的最大水深为2192米,我国为333米;国外铺管最大水深为2202米,我国为330米。技术上的巨大差距是我国深水油气田开发面临的最大挑战,因此实现深水技术的跨越发展是关键所在。
(2)深水油气勘探技术。深水油气勘探是深水油气资源开发首先要面对的挑战,包括长缆地震信号测量和分析技术、多波场分析技术、深水大型储集识别技术及隐蔽油气藏识别技术等。
(3)复杂的油气藏特性。我国海上油田原油多具高黏、易凝、高含蜡等特点,同时还存在高温、高压、高CO2含量等问题,这给海上油气集输工艺设计和生产安全带来许多难题。当然,这不仅是我们所面临的问题,也是世界石油界面临的难题。
(4)特殊的海洋环境条件。我国南海环境条件特殊,夏季有强热带风暴,冬季有季风,还有内波、海底沙脊沙坡等,使得深水油气开发工程设计、建造、施工面临更大的挑战。我国渤海冬季有海冰,如何防止海冰带来的危害也一直是困扰科研人员的难题。
(5)深水海底管道及系统内流动安全保障。深水海底为高静压、低温环境(通常4℃左右),这对海上和水下结构物提出了苛刻的要求,也对海底混输管道提出了更为严格的要求。来自油气田现场的应用实践表明,在深水油气混输管道中,由多相流自身组成(含水、含酸性物质等)、海底地势起伏、运行操作等带来的问题,如段塞流、析蜡、水化物、腐蚀、固体颗粒冲蚀等,已经严重威胁到生产的正常进行和海底集输系统的安全运行,由此引起的险情频频发生。
(6)经济高效的边际油气田开发技术。我国的油气田特别是边际油气田具有底水大、压力递减快、区块分散、储量小等特点,在开发过程中往往需要考虑采用人工举升系统,这使得许多国外边际油气田开发的常规技术(如水下生产技术等)面临着更多的挑战,意味着水下电潜泵、海底增压泵等创新技术将应用到我国边际油气田的开发中;同时也意味着,降低边际油气田的开发投资,使这些油气田得到经济、有效的开发,将面临更多的、更为复杂的技术难题。
高科技是海洋油气业的重要特征,海洋油气业的发展正是我国石油能源产业“科技领先战略”的最直接体现。只有坚持自主科技创新,才能不断提高我国海洋油气业的核心竞争力。2004年以来,我国在海洋石油的勘探新领域和新技术、提高采收率、边际油田开发、深水油田开发、重质油综合利用、液化天然气与化工、新能源开发、海外勘探开发等领域实现了一系列突破。
2008年,中国海油两项成果获国家科技进步二等奖。其中一项成果是针对中国南海西部海域所存在的高温超压并存、井壁失稳严重等世界级重大钻井技术难题,研发出一套具有自主知识产权的复杂构造钻井关键技术。截至2008年底,这些技术在南海西部海域7个油田以及北部湾盆地、珠江口盆地、琼东南盆地的探井及评价井共计76口井的钻井作业中得到推广应用,并取得了良好效果。钻井井眼复杂事故率从40%~72%降至5%以下,远低于国际上20%的统计指标,井眼报废率也从5%降至0%,不仅节约了可观的钻井直接成本,而且加快了边际油气田的开发,创造了可观的经济效益。该项技术研究与应用大大提高了中国海油的钻井技术水平,扭转了之前该海域复杂井作业技术依赖外国石油公司的历史。
而经过十多年的自主研究,中国海油开发形成了一整套具有自主知识产权的适合海洋石油开发要求的成像测井系统(ELIS)。这是我国自行研制的第一个满足海上石油测井要求的成套技术装备。该系统的研发和产业化打破了国外测井设备对我国海上和世界石油测井市场的长期垄断。截至2008年底,中国海油累计生产装备10套,总值达5亿元人民币,产品已进入国内外作业市场,年服务收入达3.8亿元人民币,创汇2800万美元,效益显着。
同时,中国海油专利申请量和授权量也已进入稳步增长阶段,截至2008年底,中国海油累计获得授权的有效专利达423项,其中发明专利105项。
2008年,中国海油首次获准承担国家“973”计划课题,实现了科学研究层次的新突破。在国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”里,中国海油将承担6个项目和两个示范工程。

❷ 测井在油气勘探中的作用

测井技术又称为地球物理测井技术,是一种井下油气勘探的重要手段,是在钻探井中使用反映热、声、电、光、磁和核放射性等物理性质的仪器测量地层的各种物理信息;通过对这些信息按各自的物理原理和它们之间相互联系进行数据处理和解释,辨别地下岩石的孔隙性、渗透性和流体性质及其分布,用于发现油气藏,评估油气储量及其产量。测井技术在油气田开发和钻井工程中也有广泛的用途。测井技术还是勘探煤、盐、硫、石膏、金属、地热、地下水、放射性等矿产资源的重要方法和有效手段,并扩展到工程地质、灾害地质、生态环境等领域的应用。在油气藏勘探开发中测井技术是地质家和油气藏开发工程师的“眼睛”,通过测井获得的测井资料是测井评价、地质研究和油气藏开发的科学依据。

❸ 油气田勘探方法简介是什么

目前,勘探油气田的方法有地质法、地球物理勘探法、地球化学法和钻井法四类。

一、地质法

地质法是油气田勘探工作中贯彻始终的基本工作方法,主要包括通过观察、研究出露在地面的古地层、岩石及油气显示,获取相关地质资料并进行分析、解释,判断一个地区有无生成油气和储存油气的地质条件,对该地区的地下含油气远景进行评价,确定有利的含油气区。在岩石出露的地区,该方法有可能直接发现地下油气藏。该方法还包括通过钻井获取地下岩心、岩屑等资料进行的地质录井工作和实验室分析工作,以及对地球化学、地球物理等各种方法提供的大量间接资料进行地质解释。

地质法除了要研究地下岩石、地层、地质构造以及地球发展史等基础地质问题外,还着重研究地下区域和局部的油气藏形成条件,如生油条件、储油条件、运移条件、圈闭及保存条件等,以确定油气藏是否存在并进行含油气远景评价。

二、地球物理勘探法

地球物理勘探法是根据地质学和物理学的原理,利用电子学和信息论等领域的新技术建立起来的一种间接寻找油气的方法。它利用各种物理仪器在地面或空中观测地壳表面上的各种物理现象,根据物理现象的变化推断地下的地质构造特点,寻找可能的储油、储气构造。

地球物理勘探法主要用于近代沉积发育的覆盖地区、海湖地区,这些地区没有地层和岩石出露,地质法受到很大限制,用大量钻井取岩心的办法了解地下地质情况,不仅成本高,效率也低。

地球物理勘探法主要包括重力勘探、电法勘探、磁法勘探和地震勘探等方法。目前应用最广泛、最有效的是地震勘探方法。

(一)地震勘探方法

在地下或水下浅层安置炸药,炸药爆炸引起的冲击会产生巨大的震动,在压力作用下,地下岩石发生压缩和膨胀,从而产生岩石质点的震动,形成地震波。当地震波遇到不同密度岩层的分界面时,会产生三种现象:第一种是部分地震波从分界面反射回来,反射回来的波叫反射波。第二种是部分地震波透过界面向下传播,这部分波叫透射波;透射波再遇到分界面时还会发生反射。第三种是部分地震波透过界面并沿着岩层分界面滑行一段再折射回来,折射回来的波叫折射波。根据接收和研究波的类型,地震勘探又可分为反射法和折射法。目前,反射法应用最为广泛。

地震波的传播速度与岩石性质有关。通常,致密坚硬的岩石地震波传播速度快,疏松的岩石地震波传播速度慢(见表3-1)。

图3-2陆上地震勘探原理示意图

x—地震测线;t—地震波传播时间

(三)电法勘探

地下不同岩石存在着导电性、导磁性、介电性的差异,在地面测量由这些差异引起的电场的变化,进而推断地下地质构造和矿藏的方法,称为电法勘探。按电场的成因,电法勘探可以分为天然场法和人工场法两类。天然场法包括大地电磁法、声频电磁法,人工场法包括电阻率法、人工电磁法、激发激化法。

电法勘探在金属勘探领域应用最广泛,其次在工程地质和水文地质勘探方面也有较多应用。对石油勘探来说,主要用其中的电阻率法、大地电磁法、人工电磁法来测量地下地层界面深度,它可以研究区域地质情况和局部地质构造。

(四)磁法勘探

地下不同岩石存在着磁性的差异,在地面测量由地下磁性差异引起的地面磁场的变化(磁异常),进而推断地下地质构造和矿藏的方法,称为磁法勘探。磁法勘探可以研究大地构造单元、基底构造和沉积盖层等。该方法可以在地面和空中进行,分别称为地面磁力测量和航空磁力测量。

磁异常值是用磁力仪来观测的。磁力仪分为垂直磁力仪和水平磁力仪两种。测量方法有相对测量和绝对测量两种。绝对测量主要用于正常磁场的测量,油气勘探中主要采用相对测量。

磁异常解释方法包括三个方面:一是正问题研究,即已知地下地质体的形态,分析其在地面形成的磁异常特征,找出磁异常和地下地质体产状之间的关系,以指导磁异常的地质解释。二是对实测磁异常进行加工处理,消除干扰磁异常,突出地下地质因素引起的磁异常。三是反问题研究,即对实测磁异常进行地质分析,找出对应的地下地质特征和矿产。

三、地球化学法

地球化学法是利用化学分析方法对岩石、土壤、气体和水样本中的各种成分进行分析,测定地下油气的扩散所引起的各种化学、物理化学和生物化学的变化,分析地下油气存在与分布情况。地球化学法又称为地球化学勘探法,主要包括气测法、沥青法、水化学法、细菌法等具体方法。

(一)气测法

气测法是利用灵敏的气体分析仪测定土壤、表层岩石或水中的碳氢化合物气体的含量。其原理是:当地下油气藏存在时,油气就会向地表扩散,使其上部的地表出现气体异常,碳氢化合物气体含量较其他地区高。

目前气测法还处于发展阶段,无论在理论上还是实践上都不够完善,效果不理想。但地球物理测井的气测法却是在钻井中判断油气层位的一种有效方法。

(二)沥青法

沥青法包括测定发光沥青、氯仿沥青“A”等方法。各种方法在地面和井下测得发光沥青、氯仿沥青“A”等异常时,说明本地区有着油气生成、运移、扩散和氧化的过程存在,用来评价该区、该层的含油气远景。

(三)水化学法

水化学法主要是研究水中所含盐类、微量元素、水型以及它们在地表的分布情况,用以进行含油气可能性的判断。

(四)细菌法

细菌法是一种间接的地球化学方法。由地下运移、扩散至地表的某些烃类(如甲烷、乙烷、丙烷)在油藏上方形成相对富集带,而某些细菌对某种烃类有特殊嗜好,常在这些地区大量繁殖。通过采样进行细菌培养,可反映烃类异常区,用作寻找油气藏及评价含油气远景的重要指标。

四、钻井法

钻井是油气田勘探工作中不可缺少的手段。无论是地质法、地球物理勘探法、地球化学法,对确定地下有利的含油气构造或油气藏,都属间接方法。通过钻井手段才能最后确定油气藏是否存在,以及是否具有工业油气流。但与其他方法比较,钻井法却是速度最慢、投资最多的一种方法。它必须在地质、地球物理、地球化学等方法综合勘探的基础上进行。

❹ 油气田勘探采取何种方法

如何高速度、高水平地勘探油气田是一项很复杂的任务。石油通常都深埋在上千米的地下,在地面看不见、摸不着。即使地面上有油气显示,也不能肯定地下就一定存在油气藏。要想找到它,就必须想方设法获取地质资料,掌握规律。随着科学技术的发展、人类的不断实践和总结,寻找石油的方法越来越多,归纳起来主要有地面地质法、地球物理勘探法、地球化学勘探法和钻井勘探法等。

一、地面地质法地面地质法是寻找石油最基本的工作方法,其研究内容十分丰富。石油勘探工作者运用地质知识,携带罗盘、铁锤、放大镜等简单工具,在野外直接观察天然露头和人工露头。了解勘探地区的地层、构造、油气显示、水文地质、自然地理等情况。查明有利于油气生成和聚集的条件,从而达到找油找气的目的。

二、地球物理勘探法地球物理勘探法是利用物理原理和技术来解决地质问题的方法。根据地下岩石不同的密度、磁性、电性以及弹性等物理性质,在地面上利用精密仪器进行测量,以了解地下岩层的起伏状况,寻找储油构造,达到寻找油气藏的目的。随着科学技术,特别是计算机的发展,地球物理勘探法有了飞跃发展。常见的地球物理勘探法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探等。

1.重力勘探重力勘探是用重力仪在地面上测量由地下岩石密度的差异而引起的重力变化。主要是利用重力加速度的变化来研究地质构造和寻找地下矿产。

不同纬度的重力加速度的正常值采用下式计算:

go=9.78318×(1+0.0053024sin2Φ-0.0000058sin22Φ)(3-1)式中Ф——纬度;go——某一纬度处重力加速度的理论值,m/s2。

用重力仪测量出地壳上某一位置的重力加速度,并将其校正到对应海平面上的值。校正后的重力加速度值与根据上式算出的理论正常值不一致,则称为重力异常。如果校正值大于理论值,则称为正异常;反之,则称负异常。重力异常反映出地壳内不同物质的组成和分布状况。根据重力异常范围的大小,又可分为区域重力异常和局部重力异常,前者范围大,后者范围小。研究区域重力异常可以了解地壳的内部结构,研究局部重力异常可以探矿。地下埋藏着密度较小的物质如石油、煤、盐等非金属矿的地区常显示出重力负异常,而埋藏密度较大的物质如铁、铜、锌等金属矿的地区常显重力正异常。

2.磁法勘探用磁力仪在地面或空中测量地下岩石的磁性变化,来探明地下地质构造和寻找某些矿产的方法称为磁法勘探。

通过设在各地的地磁台测得地磁要素数据,经校正并消除地磁短期和局部变化等影响,所获得的全球基本地磁场数值称为正常值。在实际测定时,若发现实测地磁要素数值与正常值不一致,则称为地磁异常。地磁异常是地下磁性物质发生局部变化的标志,据此可勘测出地下的磁性岩体和矿体。如磁铁矿、镍矿、超基性岩等是强磁性的矿物和岩石,反映出地磁异常为正异常;金矿、铜矿、盐矿、石油等是弱磁性或无磁性物质,反映出地磁异常为负异常。

3.电法勘探地壳的岩石存在着导电性差异。观测和研究人工电流场或大地电流的分布规律,可以了解地下地质构造,寻找原油、天然气和其他矿产。

在固定的观测站进行连续观测,所获得的大量数据经过校正可得到正常的电场值。在实际测量时,实测值与正常值不一致称为地电异常。地电异常反映可能有矿体或地质构造存在。

4.地震勘探地震勘探法主要是利用地壳岩石的弹性差异,以物理学的波动理论为依据,研究地震波的传播规律,从而了解地下的地质构造,寻找油气藏。

地震勘探的基本原理是在地面用人工方法产生地震波。产生地震波的常用方法是先钻一口井,再将一定量的炸药放入井中使其爆炸(图3-1)。地震波向地下传播遇到岩性不同的地层分界面就会发生反射。在地面上用精密仪器(检波器)把来自地层分界面的反射波用大量曲线记录下来,进行对比、整理和计算,就可得到反映岩层界面起伏变化的剖面图。根据地震剖面图,就可以了解地层分布情况和地下地质构造。

图3-1地震勘探示意图

由于地震勘探能够高质量、高效率地解决多方面的地质问题,从而成为最主要的勘探方法。据国外不完全统计,每年在地震勘探方面的投入约占全部石油勘探投资的70%,而在我国更是超过了90%。

三、地球化学勘探法地球化学勘探简称化探。该方法是对地表岩石、土壤、气体和水中的各种成分进行化学分析。当地下存在油气藏时,油气就会向上扩散。尽管数量有限,但在漫长的地质历史过程中,总会在地表土壤或岩石中出现一些烃类气体、微量沥青以及与烃类有关的细菌、元素和盐类等。因此,通过检测地下油气向地表扩散的烃类物质以及油气在运移过程中与周围物质发生各种物理化学变化的产物,就可以研究地下油气的分布。地球化学勘探法主要包括气测法、细菌法、土壤盐法等。

气测法是通过测量从地下扩散到地表的微量气体分子来寻找油气的方法。

由于地下油气向地表扩散,在这个地区就会发育一些与这些微量油气有关的特殊细菌,如氧化甲烷细菌、氧化乙烷细菌等。通过检测这类细菌,可预测地下深处有无油气藏。

由于烃类气体的扩散或是水的活动,在油气藏上方的土壤中会形成特殊的盐类。通过检测这些特殊盐类可以预测地下深处有无油气藏。

四、钻井勘探法利用地质法、物探法和化探法等间接方法可以确定地下的有利构造。这些构造中是否真的含有油气,只有通过钻井勘探法才能最后确定。钻井勘探法是油气田勘探工作中最直接的找油方法。通过所钻井眼可以直观地判断油气是否存在并且确定油气产能的大小,还能以井筒为通道把油气开采出来。但是由于钻井的速度很慢,费用也很高,因此必须在上述间接方法确定的有利含油构造上才进行钻井。

1.井的类别(1) 地质井(构造地质浅井、地层探井):在盆地或凹陷普查阶段,为收集基础地质资料、了解地层剖面和构造产状而钻的井。

(2) 参数井:在完成了地质普查或物探普查的盆地或凹陷内,选择不同级别的构造单元而钻的一口或多口井。目的是了解地层层序、厚度、岩性以及生、储和盖的条件,并为物探资料的解释提供参数。参数井的设计深度要尽可能钻穿沉积岩的全部层厚。如果沉积岩太厚,不可能在一口井内取得完整的剖面资料,则可在不同的构造单元上钻两三口参数井,以取得盆地或凹陷内一个完整剖面的资料。

(3) 预探井:以地震勘探详查结果为基础,在生、储条件比较有利的构造或圈闭上打的第一口探井称为预探井。目的是发现工业性油气流。因此,在预探井内要特别重视取得系统的储集层物性资料、中途测试和测井资料以及完井、分层试油等资料。在测试获得油气流后,还要取得流体样品、油层压力和温度等资料,以便进行分析化验和储量计算。

(4) 详探井(或称评价井):针对已获工业油气流的构造或圈闭,以地震勘探精查构造图为基础,视油气田面积大小、构造的复杂程度而钻的井。目的是控制油气田面积、掌握储集层物性及厚度变化规律和油藏类型。除取得预探井内规定的各项地质资料外,评价井还必须对油气层取岩心,并对岩性、电性和测试资料进行综合研究,进行储量计算。

(5) 开发井(包括生产井、注水井、注气井、资料井、检查井等):如果构造图可靠、评价井所取的地质资料比较齐全、探明储量的计算误差在规定的范围内,根据油田开发方案,为完成产能建设任务和产油气计划而部署的井。

(6) 调整井(包括生产井、注入井、检查井等):油气田全面投入开发若干年后,根据开发动态及油气藏数值模拟资料,为提高储量动用程度、调整油气或油水界面的推进速度、提高采收率、保证完成规定的采油计划所钻的井。调整井应根据开发研究设计部门编制的油气田调整开发方案实施。

2.地质录井要在钻井过程中取得地质资料应进行地质录井。地质录井就是用一定的方法观察、记录和分析钻井过程中与油、气、水有关的地质现象,获得钻遇地层的岩性及含油气情况。地质录井包括岩心录井、岩屑录井、钻井液录井、气测井以及钻时录井等。

1)岩心录井岩心录井就是在钻井过程中用专门的取心工具将地下岩石按顺序取到地面上来,并对所取岩心进行分析、研究,取得各项资料的过程。

岩心能够最直观、最可靠地反映地下岩层的特征。对岩心进行观察、分析和研究,可以了解岩性、岩相特征、生物特征,可以测定储集层的孔隙度、渗透率及有效厚度等。

由于钻井取心成本高、影响钻井速度,在油田勘探开发过程中,不可能对每口井都取心。所以,应根据具体情况针对某些层位进行取心,如主要的含油气层、地质界线、标准层、岩性复杂层位、断层通过层位等。

2)岩屑录井地下岩石被钻头破碎后,随着泥浆被带到地面上,这些岩石碎块就叫岩屑。钻井时,地质人员按照一定的深度间隔及时收集岩屑,进行观察和描述的工作称为岩屑录井。

在勘探工作中,为了查明探区内的含油气情况,尽快找到新油田,在一般取心少或不取心的情况下,要获得大量的地层、构造、含油气情况等第一手资料,就必须采用岩屑录井的工作方法。岩屑录井具有成本低、简便易行、了解地下情况及时等优点,它在油气田勘探过程中占有很重要的地位。

3)钻时录井地层的软硬直接影响钻进的速度。疏松的软岩层钻进快;致密坚硬的岩层钻进慢。因此,根据钻进的快慢可以了解地层情况。表示钻进快慢可以用钻时和钻速两个不同的概念。钻速是单位时间内所钻的深度,用m/h表示;钻时是每钻进1m所需的时间,用min/m表示。由于地质录井的需要,现场常采用钻时而不采用钻速。根据钻时的变化,既可以帮助我们判断井下地层岩性的变化,反映地层的可钻性和缝洞发育情况,又能帮助钻井工程技术人员掌握钻头的使用情况。提高钻头利用率,并改进钻进措施,提高钻速,降低成本。钻时录井资料可以用于以下地质和钻井工程方面:

(1) 判断岩性,帮助解释地层剖面。在砂泥岩分布地区,可以帮助分辨渗透层。结合其他录井资料可以帮助发现油层、气层和水层。

(2) 判断缝洞发育的井段。钻速突然加快、钻具放空等说明井下可能遇到了缝洞。配合岩屑、钻井液录井资料,可判断是否钻遇缝洞以及缝洞的大小和发育程度等。

(3) 根据钻时录井可以计算纯钻进时间,进行时效分析;根据不同类型钻头对各类岩石的破碎强度以及实际记录的钻时大小,合理选择钻头;根据钻时的突变,推断是否钻遇油层、气层,并确定工程上应采取的措施。

4)钻井液录井钻井液是钻井的血液,它对钻井工程极其重要,是保证优质、快速、安全钻井的重要因素之一。在钻进过程中钻井液性能常常会发生变化,而这种变化主要与所钻岩层的性质有关。因此,人们常利用钻进过程中钻井液性能的变化来分析研究井下油层、气层和水层的情况,判断特殊岩性的地层。

5)气测井气测井是直接测定钻井液中可燃气体含量的一种测井方法。随钻随测、无须停钻。气测井能及时发现油气显示并预报井喷,对于新探区和高压气区的钻井工作具有特殊的意义。

气测井的实质是通过分析钻井液中可燃气体的含量,进而分析是否存在工业价值的油气藏。气测井是分析与油气田有关的气体。各油气田的天然气组成相差甚远。同一油气田,油层和气层的天然气组成也并非一样。在气测中,所分析的烃包括轻烃和重烃两类。轻烃指甲烷,重烃指相对分子质量比甲烷大的烃类气体。轻烃与重烃之和称为全烃或总烃。

气测井按其测试方法可分为非色谱气测和色谱气测。非色谱气测是利用各种烃气的燃烧温度不同将甲烷与重烃分开。色谱气测法又称气相色谱法,是利用色谱分析原理将天然气中的各种组分(主要是甲烷至戊烷)分开。色谱气测准确、速度快、得到的分析数据多,因此它正在逐步取代非色谱气测。