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油气勘探

发布日期:2015-04-14  来源:油气设备数据网 浏览次数:585
核心提示:油气勘探,是指为了识别勘探区域,探明油气储量而进行的地质调查、地球物理勘探、钻探及相关活动,是油气开采的个关键环节。运用的原理包括“地震地层学”、“数值模拟技术”等,采取的方法有“地震勘探”、“重力勘探”等。新中国的油气勘探技术堪称一流,在发达国家视为畏途的地方,找到了很多大型油气田

油气勘探词条目录

1、简介


采油平台

油气勘探是指为了识别勘探区域或探明油气储量而进行的地质调查、地球物理勘探、钻探活动以及其他相关活动。油气勘探是油气开采的个关键环节,它是油气开采工程的基础,其目的是为了寻找和查明油气资源,利用各种勘探手段了解地下的地质状况,认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力的过程。

2、原理


地震地层学

地震地层学是把地层学和沉积学特别是岩性、岩相的研究成果,运用到地震解释工作中,把地震资料中蕴藏的地层和沉积特征的信息充分利用起来,做出系统解释的方法。

地震层序

地震层序是沉积层序在地震剖面图上的反映。在地震剖面图上找出两个相邻的反映地层不整合接触的界面,则两个界面之间的地层叫做一个地震层序。但因为受不整合面影响,其间的地层即地震层序是不完整的,沿不整合面追踪到地层变成整合的之后,这个地震层序才是完整的。

层序地层学

层序地层学是在地震地层学基础上进一步发展的新学科,是综合地质、地震资料,详细划分并确立地下地层的层序,从而研究其构造活动、沉积环境的变化、岩相分布等。

地震相

地震相是指沉积物(岩层)在地震剖面图上所反映的主要特征的总和。地震相标志分为:内部反射结构;反射连续性;反射振幅;反射频率;外部几何形态及其伴生关系。

合成地震记录

合成地震记录是用声波测井或垂直地震剖面资料经过人工合成转换成的地震记录(地震道)。它是地震模型技术中应用非常广泛的一种,也是层位标定、油藏描述等工作的基础,是把地质模型转化为地震信息的中间媒介。

数值模拟技术

油气盆地数值模拟技术主要是从盆地石油地质成因机制出发,将油气的生成、运移、聚集合为一体,充分研究各种地质参数,建立数字化动态模型,并形成一维~三维的计算机软件,全方位的描述一个盆地的油气资源形成及地质演化过程。

多次覆盖

多次覆盖是指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波讯号的方法。它可以消除一些局部的干扰,有利于求得较准确的讯号。

水平叠加剖面

在用多次覆盖方法采集的地震资料处理过程中,把共同反射点的许多道的记录经动校正以后叠加起来,以提高讯噪比(高讯号与噪声的比例),压制干扰,用这种方法处理所得到的地震剖面叫水平叠加剖面。

叠加偏移剖面

在地震资料处理中,在水平叠加的基础上,实现反射层的空间自动归位,用这种方法处理得到的地震剖面,就是叠加偏移剖面。

垂直地震剖面

地震源放置于地面,接收的检波器置于深井中,地面激发震动后由不同深度的检波器接收地震波讯号,这种方法获得的地震波讯号是单程的,而不是反射或折射回来的,对分析和认识地下地质构造情况为准确。

地震资料解释

地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程,包括运用波动理论和地质知识,综合地质、钻井、测井等各项资料,做出构造解释、地层解释,岩性和烃类检测解释及综合解释,绘出有关的成果图件,对测区作出含油气评价,提出钻井位置等。

油气检测技术

油气检测技术是一种综合利用烃类存在的多种地震特性参数(速度、频率、振幅、相位等)来确定油气富集带的方法。这类技术有许多种,目前常用的有亮点技术和AVO技术等。

储集层预测技术

储集层预测技术是综合应用地震、地质、钻井、测井等各项资料对地下储集层的分布、厚度及岩性和物理性质变化进行追踪和预测的一项进技术。

地震横波勘探

地震波(弹性波)的传播有纵波与横波两种,纵波质点位移的方向与波的传播方向平行,横波的质点位移方向与波的传播方向垂直。现在通用的地震勘探方法采集的是纵波的讯号,采集横波讯号的称做地震横波勘探。横波在判断岩性、裂缝和含油气性方面有其固有的优点。此种勘探方法在我国正处于研究和实验阶段。

3、行业发展的有利因素


(1)国家政策推动行业发展我国近年相继出台了多项政策鼓励油气资源勘探开发,有利于油田服务行业发展。2009年,国务院发布《石化产业调整和振兴规划细则》,明确提出:“增强资源保障能力。加大国内石油资源勘探开发力度,稳定石化产业原料的国内供给。”2010年,国务院发布《国务院关于鼓励和引导民间投资健康发展的若干意见》,指出:“鼓励民间资本参与石油天然气建设。支持民间资本进入油气勘探开发领域,与国有石油企业合作开展油气勘探开发。”2011年,《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》提出:“加大石油、天然气资源勘探开发力度,稳定国内石油产量,促进天然气产量快速增长,推进煤层气、页岩气等非常规油气资源开发利用。”[1]

(2)石油消费需求不断提高促进了油田服务行业发展以中国、印度为主的新兴市场国家是能源消费增长的主要驱动因素,从长期来看,我国石油消费需求将保持持续增长。据《中国2050年低碳情景和低碳发展之路》预测,2050年在基准情况下,我国一次能源需求量将由2005年的21.08实际22.47)亿吨标准煤增加到66.57亿吨标准煤,其中石油占27.57%。国内外石油能源长期需求的不断扩大,将使全球石油公司不断加大石油勘探开发的投资力度,油田工程技术服务行业市场空间广大。

(3)我国的资源国际化战略带动油田服务行业走出国门近年来,我国原油消费对外依存度逐步提高,2013年达到57.39%。为了保证国家能源安全,推动全球性能源储备,国家积极鼓励国内石油巨头走出国门,通过收购、战略合作等方式在石油资源丰富地区开拓市场,带动国内油服公司登陆海外,参与国际化竞争,为国内油服公司的发展提供了为广阔的平台。

(4)行业竞争促使油服公司技术升级,优胜劣汰伴随着油气开采力度的加大,老油田产能下降,油气勘探开发逐步朝边远地区、油区深层、复杂结构地区转移。同时对非常规资源进行大规模开发,油气勘探开发难度加大,对油田工程技术服务也提出了高的要求。行业内技术水平较低的公司逐步被淘汰,市场资源逐渐集中,留存公司的综合实力逐步增强,为行业的长期稳定发展奠定基础。

4、方法


地震勘探

是油气勘探中一种应用广泛的重要的方法。它的原理是由人工制造强烈的震动(一般是在地下不深处的爆炸)所引起的弹性波在岩石中传播时产生的反射波或折射波,确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状,认识地下地质构造,以寻找油气圈闭。[2]

地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线,沿各条测线进行地震施工采集地震信息,然后经过电子计算机处理就得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就象从地面向下切了一刀,在二维空间(长度和深度方向)上显示了地下的地质构造情况。

地震勘探的数据处理把记录采集到地震信息的磁带上的大量数据输入到专用的电子计算机中,按照不同的要求用一系列功能不同的程序进行处理运算,把数据进行归类编排,突出有效的,除去无效和错误的,后把经过各种处理的数据以波形、线形的形式绘制在胶片上或静电纸上,形成一张张地震剖面。这个过程就称做数据处理。

地震勘探所说的速度即是地震波的传播速度。常用的是平均速度,它是地震波垂直穿过某一岩层界面以上各地层的总厚度与各层传播时间总和之比,可以用来把地震记录的时间转换为深度(距离)。此外,还有层速度、均方根速度、叠加速度等。

三维地震勘探

由于地震勘探的测线只提供了二维的信息,要了解一定面积内的地下情况需要把各条测线的地震剖面进行对比,找出相关的信息推断测线之间的地下情况,才能形成整体概念,这就可能产生相当大的人为误差。三维地震是在一定的面积上采用地下地震信息的方法,它可从三维空间(立体的)了解地下地质构造情况。这种方法可以提供剖面的、平面的,立体的地下地质图构造图象,大大地提高了地震勘探的度,对地下地质构造复杂多变的地区特别有效。

重力勘探

各种岩石和矿物的密度(质量)是不同,根据万有引力定律,其引力也不相同。椐此研究出重力测量仪器,测量地面上各个部位的地球引力(即重力),排除区域性引力(重力场)的影响,就可得出局部的重力差值,发现异常区,这一方法称做重力勘探。它就是利用岩石和矿物的密度与重力场值之间的内在联系来研究地下的地质构造。

磁力勘探

各种岩石和矿物的磁性是不同的,测定地面上各部位的磁力强弱以研究地下岩石矿物的分布和地质构造,称做磁力勘探。由于地球本身就是个大磁体,所以对磁力的预测值应进行校正,求出只与岩石矿物磁性有关的磁力异常。一般铁磁性矿物含量愈高,磁性愈强。在油气田区,由于烃类向地面渗漏而形成还原环境,可把岩石或土壤中的氧化铁还原成磁铁矿,用高精度的磁力仪可以测出这种磁异常,从而与其它勘探手段配合,发现油气田。

电法勘探

电法勘探的实质是利用岩石和矿物(包括其中的流体)的电阻率不同,在地面测量地下不同深度地层介质电性差异,用以研究各层地质构造的方法,对高电阻率岩层如石灰岩等效果明显。电法勘探种类较多,我国目前石油电法勘探一般用直流电测深、大地电磁测深、可控源声频大地电磁测深等方法,近期又发展了差分标定电法、大地电场岩性探测法等新方法。

地球化学勘探

根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”的特点,用化学的方法寻找这类异常区,从而发现油气田,就是油气地球化学勘探。油气地球化学勘探方法的种类比较多,常用的是土壤烃气体测量、土壤硫酸盐法、稳定碳同位素法、汞和碘测量法等,还有地下水化学法及井下地球化学勘探法。

地球物理测井

地球物理测井简称测井,是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器,以辨别地下岩石和流体性质的方法,是勘探和开发油气田的重要手段。

测井系列

不同的测井仪器有不同的性能和作用,在某种地质条件和钻孔条件下,根据一定的地质或工程目的,采用多种有针对性的测井仪器组合起来进行测井,称为达到这种目的的测井系列。

电阻率测井

是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测量电极来测定岩石(包括其中的流体)电阻率的方法。通常所用的三电阻率测井系列是:深侧向、浅侧向和微侧向电阻率测井。

声速测井

声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置发射探头和接收探头,记录声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值,所以声速测井也叫时差测井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度,相应地辨别岩性,特别是易于识别含气的储集层。

放射性测井

放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法,一般有两大类:中子测井与自然伽马测井。中子测井是用中子源向地层中发射连续的快中子流,这些中子与地层中的原子核碰撞而损失一部分能量,用深测器(计数器)测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中流体性质。自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定元素的自然放射性发出的伽马射线,用以判断岩石性质,特别是泥质和粘土岩。

井温测井

井温测井又称热测井,它可以进行地温梯度的测量;可以在产液井中寻找产液的井段,在注入井中寻找注入的井段;对热力采油井,可以通过邻井的井温测量检查注蒸汽的效果;可以评价压裂酸化施工的效果等。

地层倾角测井

地层倾角测井是在钻孔中测量地层倾斜方向和倾斜角度的方法。根据测得的数据,可以研究地质构造与沉积环境,从而追踪地下油气的分布情况。

井径测井

井径测井仪是用来测量钻孔直径的。在未下套管的井中可以测量井径不规则程度,提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数;还可根据钻孔的不规则形态,分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。在套管受损坏的井中,可以测量套管损坏的位置和变形情况。

自然伽马射能谱测井

自然伽马能谱测井是测量地层中放射性元素铀、钍和钾40的伽马射线强度谱,从而确定它们在地层中的含量,用于分析岩石及流体性质。

声波变密度测井

补偿声波测量的是接收到的声波波列的首波达到时间,用于测定地层的声波传播速度,源距较短,其资料用来计算地层孔隙度和确定气层。全波列声波测井记录的是接收到的声波全部波列,可测定岩层的弹性模量,其源距较长,用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等,在求解地层孔隙度及判断气层方面比补偿声波为准确。

三孔隙度测井

指补偿中子、补偿密度及补偿声波测井。

测井解释的“四性”

“四性”是指地层的岩性、储集性(孔隙度、渗透率)、含油性和物理性[3] 。

5、形成发展


(一)初期阶段-原始找油理论(19世纪40年代以前)

早期油气勘探活动中,由于人们缺乏对地质规律的认识,没有相应的理论指导,找油工作主要是依赖对自然现象的直观感觉进行的。如利用油气苗找油,靠迷信观念布井等。

钻井的方式为顿钻及麻花钻,深度不超过500~1000公尺。勘探方法仅限于钻井法。勘探领域局限于油气苗附近和浅层。缺乏地质研究,勘探效率低,成本高。

代表性成果:我国自流井气田、巴库苏拉汉、巴拉汗浅油层及中东的一些油泉和浅油层。

(二)中期阶段-圈闭找油理论(19世纪40年代至20世纪40年代)

人们在长期寻找和利用石油和天然气的生产实践中,随着地学水平的提高,逐渐认识到,油气的聚集常和地下构造有关。

·找油理论1:线状分布理论--油气田呈线状分布,沿出油点的直线上找油。这一认识对解释盐丘翼部分布的油田有效,因盐丘构造多沿断裂分布。

·找油理论2:背斜理论—石油聚集于背斜构造的顶部,沿构造等高线分布,背斜高点找油有利。19世纪后期,美国的怀特发表了背斜聚油的论文。

“背斜聚油理论” 大大提高了油气勘探的成功率。在“背斜论”的指导下,油气勘探由单纯依据油气显示,转为依据背斜构造。地面地质测量寻找背斜构造成为找油的主要依据,地质家正式成为找油必不可缺少的专业人才。1917年美国石油地质家协会成立,确立了石油地质家在油气勘探中的主导地位。勘探领域扩大,主要为山前坳陷,山间坳陷。在石油成因理论上,认为石油是由生物形成的有机成因理论逐渐抬头,后占据主要地位。该理论指导油气勘探工作已有一百多年的历史,该理论至今仍起着重要的作用。

油气勘探方法也有了很大发展,除在露头区采用地质法(地质填图找背斜)外,在覆盖区产生并逐步完善了重、磁、电、地震等地球物理勘探方法,在寻找背斜圈闭方面起了重要作用。为在钻井中划分出油气水层,电测和地质录井方法都有了相应的发展。钻井技术普遍提高到旋转钻水平,井深超过千米。

通过进一步的勘探实践,人们发现油气聚集的场所不仅包括背斜,还包括其它场所,如地层圈闭,于是提出圈闭的概念及找油理论,后来又逐渐提出复合圈闭、隐蔽圈闭等概念。

这一时期的代表性成果:我国老君庙油田、科威特布尔干披覆背斜油田(K砂岩储层)、沙特加瓦尔油田(J碳酸盐岩)。

(三)油气勘探进展阶段-盆地找油理论(20世纪中叶以后)

20世纪中叶,随着圈闭聚油理论进一步发展,人们开始认识到控制油气聚集的宏观因素。沉积盆地找油理论的提出,是石油地质学从实践到认识的一次重要飞跃。从沉积盆地整体出发,系统分析油气藏形成的基本地质条件、油气源与圈闭在时间和空间上的配置关系,逐渐缩小勘探靶区,提高油气勘探成功率。

盆地找油的实质是源控论和圈闭论的有机结合,系统研究油气藏形成的石油地质条件和油气分布规律,这是现代油气勘探理论的基本指导原则。70年代后期提出和迅速发展起来的含油气系统理论,是对盆地找油理论的系统总结和发展。

 
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