Question

油气田勘探采取何种方法？

Answer 1

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。