第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

184 / 2021-06-10 17:50:29

页岩气钻井岩心数字化转型的“术”与“果”

数字化工作方法；大数据集；平台建设；鄂西宜昌；不同层系

页岩油气理论与技术

摘要：

1 研究目的与意义

科学技术日新月异的发展使数字化时代悄然而至，从自动化到信息化，从互联网到人工智能，数字化不断演进，并正以润物细无声的方式重塑各行业的发展。油气作为传统地球科学的分支，在保障国家能源安全、优化能源结构、推进生态文明建设等方面举足轻重；数字化时代下，油气地质工作者正寻求自身行业的转型和发展，继“数字地球”、“数字油田”的概念相继提出后，国内外学者们尝试利用多种先进的技术手段开展以岩心为载体的岩心数字化工作。岩心是了解地球内部岩石结构最直观、重要的第一手资料，在长期放置后岩心原始结构和构造均易发生较大变化，会不同程度失去原始外貌特征，很难反映原始地层的实际情况，大大降低了其工业价值和研究价值；如何在岩心原始状态下实现矿物特征、孔隙结构、烃类参数等关键参数永久性保存和利用、充分开发岩心的利用价值是亟待解决的问题。

2 研究方法

在系统梳理中国地质调查局已有和新增钻井岩心现存状态的基础上，充分调研国内外岩心数字化领域的工作现状和市场需求，以紧密围绕中国地质调查局科技攻坚战和服务社会为理念，以保存方法研究-参数优选-岩心数字化-平台建设为主线，以湖北宜昌页岩气钻井岩心为主要研究对象，优选了10口钻井开展了1800m岩心数字化保存试点工作（图1）。FIB-SEM等微观储层结构实验在中国地质调查局非常规油气地质重点实验室完成；CT类扫描实验在数岩科技股份有限公司完成。

3 主要进展与讨论

3.1 探索形成了油气钻井岩心数字化保存工作方法

与传统的白光照相的不同，本次岩心数字化工作方法更注重岩心成分和结构的数字化保存。通过反复实验摸索，提出“三全、两重”的岩心数字化保存工作原则：三全即资料利用全、取心层段全、岩性覆盖全；两重：重视次要层段和破碎层段。在深化地质认识的基础上，针对泥页岩储层和不同岩性的发育规律，形成了一套流程化、规范化的数字岩心保存方案；起草了《油气钻井岩心数字化工作指南（初稿）》，能够满足不同业务导向下对岩心数字化保存的工作需求。

3.2 建立了宜昌地区页岩气钻井岩心宏观-微观全链条数据集

以鄂西宜昌地区10页岩气钻井岩心为主要研究对象，宏观上采用高光谱岩心扫描、XRF扫描等，微观上采用全直径CT、微米CT、纳米CT、结合FIB-SEM、Qemscan、Maps等手段综合表征页岩结构和成分参数；在页岩岩心尚好的状态下，及时获取了1800m岩心的毫米-微米-纳米CT扫描数据和不同分辨率的扫描电镜数据（图2）；整合了钻、测录井、分析测试等数据，建成了一套岩心宏观-微观的大数据集，数据量超10TB，为油气调查优化部署、降本增效提供了数据支撑。

3.3 研发了“油气钻井岩心数字化信息平台”

以地质应用为出发点，采用“B/S”设计，构建了以岩心数据-应用-服务一体化的“油气钻井岩心数字化信息平台”，用户可根据不同需求，可实现钻井岩心多类型数据管理、岩心数字化工作程度的可视化及一体化查询、岩心综合柱状图个性化定制及综合分析4大类功能。与传统的以数据管理平台的是本次研发的平台拥有综合分析功能，不仅能够提供目的层岩心的源岩评价、储层物性等分析结果，还可满足用户对数据的二次利用，真正实现了油气钻井岩心多尺度数据挖掘和整合应用。

4 展望

未来社会的核心必将是数据，岩心数字化必将成为传统油气地质勘查与开发工作的重要补充。中国地质调查局率先以结构和成为参数为主体的岩心数字化工作，将规范、引领油田企业的相关工作；搭建的“油气钻井岩心数字化信息平台”将是中国地质调查局乃至全国油气钻井岩心数据的“汇集地”，尤其是上线“地质云”后，可为社会提供定制化服务，满足不同用户的需求，对油气资源整合、共享、避免重复工作等具有积极作用。