页岩油井底到井口温度是多少
㈠ 中深层地热井底温度和井口温度一样吗
不一样。中深层地热能温度一般在50℃以上，中深层地热井底温度和井口温度不一样，成井后由于井管热阻、水泥环热阻、岩层热阻引起一定的温度损失。
㈡ 深层热水钻井动水位升高现象及其分析
图4-4为天津市部分地下热水钻井1997、1998年的开采动态曲线。除了个别没有开采热水的钻井（如XQ-05井）外，大部分钻井的井口水温和水位均随开采量的增加而上升，随开采量的减少而下降。即在每年10月下旬开始开采热水以后，大多数钻井井内水位和井口水温迅速升高，明显地高于开采前的井内静水位和井口水温，并且随开采量的增减而升降，到次年4月初开采量迅速减少及至停止开采后，井内水位和井口水温也迅速下降，大体上恢复到开采前的水平。例如HX-31井在1997年开采前井口水温15.5℃，相应的静水位标高－45.3m，开采后井口水温达84℃，相应的动水位标高－10.01m，即开采前后井口温差68.5℃，动水位高出静水位35.29m。NK-10井所观测到的开采前后井口最大温差61.2℃，此时动水位比静水位高49.82m,HX-09井的这些数据为42.6℃和20.54m,HX-25井为63.9℃和22.27m。这种井内动水位高于静水位的现象在深层地下热水钻井开采过程中经常可以看到（陈国富等，1997;Murray,1996），而在浅层常温下含水层钻井抽水时则不会出现。
在地下水动力学中，井内水位高度可以用来表示井底压力的大小。当钻井揭露承压含水层后，井内水位上升到一定高度。设井内从自由液面到井底的深度为h，如果以大气压作为基准算起，则以重力形式表示的井底压力为
深层地下热水运移的三维数值模拟
式中：P——井底压力，MPa或大气压；
ρ——水的密度，kg/m3;
g——重力加速度，其值为9.81m/s2；
h——液面到井底的距离，m。
式（4-1）可用来计算井水密度为常数时的井底压力，适用于水温较低且变化小的地表水和浅层地下水。
对于深层地下热水，井内水柱的温度较高或者自上而下变化较大，由于水的密度随温度的变化而发生改变，就不宜用式（4-1）来进行计算。在物理学中已知水的密度随其温度的升高而减小，例如当水温为20℃时水的密度为998.23kg/m3，当水温为60℃和90℃时，水的密度分别为983.19和965.34kg/m3。故应考虑到这种变化，改用井内液柱的平均密度。其次，水还具有压缩性，只是其压缩性很小，例如20℃的水的体积压缩系数为4.74×10-6N/cm2，如水温保持不变，压力增加10MPa，水的体积仅缩小约0.5%，而且随着水温升高水的体积压缩系数还有所减小（薛禹群，1986）。因此，可以忽略水的压缩性的影响，用下式来近似计算深层热水钻井的井底压力：
深层地下热水运移的三维数值模拟
图4-4（1）部分基岩热水钻井开采动态曲线
横坐标为时间（1997年1月～1998年12月）；纵坐标上半部为井口水温（℃），下半部为井口水位标高（m）
图4-4（2）部分基岩热水钻井开采动态曲线
横坐标为时间（1997年1月～1998年12月）；纵坐标上半部为井口水温（℃），下半部为井口水位标高（m）
式中：ρk——井口水温对应的水的密度，kg/m3；
ρB——井底水温对应的水的密度，kg/m3。
深层热水钻井在开采以前井水处于静水状态，这时的井底压力为静水压力，称为井底静压，其井底水温与热储层的温度相同，而井口水温则接近当地基准温度，即在静水条件下井口水温与井底水温相差较大。当钻井以一定流量开采热水时，热水的温度从井底到井口下降很小，即在动水条件下井口水温与井底水温相差很小，这时的井底压力称为井底流压。显然井底流压总是小于井底静压。假设甲井的井底流压与乙井的井底静压的数值相同，则甲井的动水位要高于乙井的静水位。对于同一钻井，当静水条件下井口和井底的温差很大时，即使在开采条件下井底流压小于井底静压，井内动水位也有可能高于其静水位。现设静水和动水条件下井内水柱高度h相同，但由于静水条件下井口与井底温差大于动水条件下的井口与井底温差，致使静水条件下井内水柱的平均密度大于动水条件下井内水柱的平均密度，因而这两种条件下的井底压力并不相同，把这一压力差值换算成动水条件下的水柱高度，就是动水位高出静水位的数值，可以称为动水位升高值。显然，静水条件下的井内水柱高度（或热储层埋深）及井底与井口温差越大，则钻井开采热水引起的动水位升高值越大。
现设静水条件下的井口水温等于当地基准温度，而井底水温等于按正常地温梯度3℃/100m计算得到的数值，开采过程中热水从井底到井口的温差为2～3℃，并认为动水条件和静水条件下的井底水温相同，则可计算出在静水条件下任意水柱高度和井底水温时可能出现的动水位升高值，称为动水位最大升高值。以天津市为例，当地基准温度为13.5℃，在动水条件下，当1000=h＜2000m时，井底与井口温差为2℃，当2000=h＜3000m时，井底与井口温差为3℃，可计算出不同静水水柱高度h和井底水温时可能出现的动水位最大升高直，表4-2列出了部分计算结果。例如，当h=1800m时井底水温67.5℃，井口水温为13.5℃，在动水条件下井口水温可达65.5℃，则动水位最大升高值为17.46m；当h=2800m、井底水温97.5℃时，计算结果表明，动水位竞能高出静水位54.32m！用相同的方法计算HX-31井（h=2270m）在开采热水过程中井口水温从15.5℃升高到84℃时，求得相应的动水位升高值为35.20m，与实测的35.29m极为接近。
上述现象与计算结果表明，深层热水钻井由于井口与井底水温存在差异，致使水的密度发生变化，井内水柱高度随温差的不同而改变，在开采条件下动水位存在一个升高值，而且随着热储层埋深的增大和水温的升高，动水位升高值越大。因而这种钻井的井内水位已不能用来进行有关水动力计算，宜用井底压力。
表4-2深层地下热水钻井动水位升高值单位：m
㈢ 地层温度对钻井液密度的影响
6.1.1 钻井液循环温度
当钻井液从井口进入钻杆后，其温度低于钻杆温度，钻井液吸收钻杆的热量而温度升高；钻井液从钻头处进入环空，其温度低于地温，钻井液会不断地从井壁地层吸收热量，温度升高，而井壁地温降低；当钻井液上返至某一井深，其温度与井壁地温基本一致，钻井液温度不再上升，该井深称为等温深度；当钻井液上返至等温深度以上，钻井液的温度高于地温，井壁地层又会从钻井液中吸收热量，钻井液的温度降低，而井壁地层的温度升高（图6.1）。钻井液与井壁地层的温度分布受井深、钻井液及围岩的热导率、钻井液流量、入口温度以及围岩温度梯度等多种因素的影响。
图6.1 钻井液循环过程井内温度变化
科学超深井钻探的风险大多与地层压力过高有关，原则上要求采用的钻井液应维持在地层不坍塌（最低密度）、不压裂（最高密度）的密度范围，建立钻井安全的钻井液当量密度窗口。由于钻井液随温度的升高而膨胀，随压力的升高而收缩，从井底到井口，钻井液的温度和压力处于不断的变化之中，且往往地层坍塌压力当量密度和地层破裂压力当量密度之间的范围很小，有时小于循环压耗，使钻井过程中井漏与井涌经常同时发生；另外，科学钻探起下钻作业频繁，钻井液密度变化所导致井底压力的降低往往与起钻时所引发的抽吸压力共同作用，使井底压力在起钻过程中进一步降低，易于诱发井涌、井喷等事故的发生。
Kutasov（2002）对处于环空任一点稳定后的循环钻井液温度（Tm）进行了研究，并采集了美国密西西比地区大量的随钻循环温度资料后，得出该地区钻井液循环温度的计算式：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（下册）
式中：Tm为任一点稳定后的循环钻井液温度，℃；h为计算点井深，m；H为井的总垂直深度，m。
德国KTB主孔的钻井液循环温度7000m为168℃、8000m为197℃，略低于式（6.1）的计算结果，这是由于KTB主孔地温梯度小于0.03℃/m。假如我国实施13000m科学超深井，设地温梯度为0.03℃/m，地面温度以25℃计，井底地层温度为415℃，以式（6.1）计算井底循环钻井液温度为318.56℃，出口钻井液温度为99.77℃。超深井取心钻进的起下钻（钻井液静止）时间远大于取心钻进（钻井液循环）时间，井底静止钻井液温度大于井底循环钻井液温度，该钻井液从井底循环到井口时，其出口温度应大于100℃，所以，井口必须加装密封式钻井液冷却装置，以防止钻井液汽化引起井喷事故。
6.1.2 当量静态钻井液密度
汪海阁等（2000）研究了地温梯度、地表温度、入口钻井液温度、循环钻井液温度梯度和钻井液类型等因素对当量静态钻井液密度的影响，建立了高温高压井中预测当量静态钻井液密度的积分模型［式（6.2）］。结果表明：温度梯度对当量静态钻井液密度影响很大。随温度梯度增加，当量静态钻井液密度减小，且井口与井底当量静态钻井液密度差值增大。随地表温度或钻井液入口温度增加，当量静态钻井液密度减小，但不同初始温度条件下井口与井底当量静态钻井液密度差值基本相同。静止时，随井深增加，当量静态钻井液密度减小；钻井液充分循环后，随井深增加，当量静态钻井液密度增加。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（下册）
式中：Em为计算点当量静态钻井液密度，kg/m3；F（h）为与入口钻井液温度、地温梯度、环空几何形状、泥浆泵排量、循环时间等因素有关的井深函数；a、K为计算系数；h为计算点深度，m。
还有一个不可忽视的问题，超深井钻探到高温地层时钻井液的气侵。德国KTB（Faber，1995）、日本WD-1井、我国CCSD-1井（詹秀春等，2005）、羊八井ZK4002等均出现钻井液气侵问题，气体以氢气或硫化氢气体为主。Jin Qiang等模拟了橄榄石的生氢实验（张培丰，2008），结果表明橄榄石在有机质成烃演化过程产生蚀变放出氢，且温度在350～400℃时氢气产率最高。而12000m科学超深井的井底温度处于最高氢气产出率的温度范围，深部地层中大量的氢气进入钻井液，进一步降低了当量静态钻井液密度。
6.1.3 环空压力当量密度
根据式（6.2）和钻井过程环空压力状态（张培丰，2008），综合钻井液的结构波压力当量密度、黏滞波压力当量密度和惯性波压力当量密度，环空压力最小值Ewmin发生在提钻加速期，环空压力最大值Ewmax发生在开泵循环或下钻加速期状态，其环空压力当量密度分别为（张培丰，2011）：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（下册）
式（6.3）至式（6.5）中：Ewmax1、Ewmax2、Em分别为开泵循环或下钻加速期环空压力当量密度、井底当量静态钻井液密度，kg/m3；f为范宁摩擦因数，其大小取决于钻井液流变模式和流动状态；vm为提钻或下钻时钻井液流动速度，m/s；va为环空循环钻井液流动速度，m/s；ap为提钻加速度，m/s2；Dh、Dp、D0分别为井径、钻杆外径、钻杆内径，m。
以我国已施工的CCSD-1井取心钻具（王达等，2007）为例，利用式（6.3）计算提钻时环空压力当量密度，其结果仅为常温状态下钻井液密度的81%，加之钻井液气侵的作用，环空压力当量密度更低，提钻时必然会造成井涌或者井壁坍塌。
㈣ 煤层气井的井口温度一般为多少
井口较接近地表温度，这段温度一般10-20度左右。
煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。
俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。
煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
㈤ 石油的石油钻探
为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔，钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱（专业术语也称做钻具）越来越长，钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。大多数今天使用的钻头由三个相互之间成直角的、带齿的钻盘组成。在钻坚硬岩石时钻头上也可以配有金刚石。不过有些钻头也有其它的形状。一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转，钻头的直径比钻柱要大，这样钻柱周围形成一个空洞，在钻头的后面使用钢管（专业术语也称做套管）来防止钻孔的壁塌落。
钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头，其优点是只有钻头，而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下，今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤，它又比周围的水和岩石轻，因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采，其油压不断降低，后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高可以开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石（比如碳酸盐）可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大，后来水的成分大于油的成分，今天有些矿井中水的成分占90%以上。通过上述手段、按照当地的情况不同今天一个油田中20%至50%的含油可以被开采。剩下的油今天无法从含油的岩石中分解出来。通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量。 1．通过压入沸水或高温水蒸汽，甚至通过燃烧部分地下的石油；
2．压入氮气；
3．压入二氧化碳来降低石油的黏度；
4．压入轻汽油来降低石油的黏度 ；
5．压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液；
6．压入改善油与水之间的表面张力的物质（清洁剂）的水溶液来使油从岩石中分解出来；
7．这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。
水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多，使用这个技术可以扩大平台的开采面积。 与一般的固体矿藏相比，有三个显着特点：①开采的对象在整个开采的过程中不断地流动，油藏情况不断地变化，一切措施必须针对这种情况来进行，因此，油气田开采的整个过程是一个不断了解、不断改进的过程；②开采者在一般情况下不与矿体直接接触。油气的开采，对油气藏中情况的了解以及对油气藏施加影响进行各种措施，都要通过专门的测井来进行；③油气藏的某些特点必须在生产过程中，甚至必须在井数较多后才能认识到，因此，在一段时间内勘探和开采阶段常常互相交织在一起（见油气田开发规划和设计）。
要开发好油气藏，必须对它进行全面了解，要钻一定数量的探边井，配合地球物理勘探资料来确定油气藏的各种边界（油水边界、油气边界、分割断层、尖灭线等）；要钻一定数量的评价井来了解油气层的性质（一般都要取岩心），包括油气层厚度变化，储层物理性质，油藏流体及其性质，油藏的温度、压力的分布等特点,进行综合研究，以得出对于油气藏的比较全面的认识。在油气藏研究中不能只研究油气藏本身，而要同时研究与之相邻的含水层及二者的连通关系（见油藏物理）。
在开采过程中还需要通过生产井、注入井和观察井对油气藏进行开采、观察和控制。油、气的流动有三个互相联接的过程：①油、气从油层中流入井底；②从井底上升到井口；③从井口流入集油站，经过分离脱水处理后，流入输油气总站，转输出矿区（见油藏工程）。 测井工程在井筒中应用地球物理方法，把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息，特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息，通过电缆传到地面，据以综合判断,确定应采取的技术措施（见工程测井，生产测井，饱和度测井）。
钻井工程在油气田开发中，有着十分重要的地位，在建设一个油气田中，钻井工程往往要占总投资的50%以上。一个油气田的开发，往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井（如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等）有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理，提高钻井速度，是降低钻井成本的关键（见钻井方法，钻井工艺，完井）。
采油工程是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷，也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施，能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施，能提高因油层渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说，则是提高注入能力（见采油方法，采气工艺，分层开采技术，油气井增产工艺）。
油气集输工程是在油田上建设完整的油气收集、分离、处理、计量和储存、输送的工艺技术。使井中采出的油、气、水等混合流体，在矿场进行分离和初步处理，获得尽可能多的油、气产品。水可回注或加以利用，以防止污染环境。减少无效损耗（见油田油气集输）。 随着油价的飞涨，其它生产油的技术越来越重要。这些技术中最重要的是从焦油砂和油母页岩提取石油。虽然地球上已知的有不少这些矿物，但是要廉价地和尽量不破坏环境地从这些矿物提取石油依然是一个艰巨的挑战。另一个技术是将天然气或者煤转化为油（这里指的是石油中含有的不同的碳氢化合物）。
这些技术中研究得最透彻的是费·托工艺。这个技术是第二次世界大战中纳粹德国为了补偿德国进口石油被切断而研究出来的。当时德国使用国产的煤来制造代替石油。二战中德国半数的用油是使用这个工艺产生的。但是这个工艺的成本比较高。在油价低的情况下它无法与石油竞争，只有在油价高的情况下它才有竞争力。
通过多重工艺过程这个技术可以将高烟煤转换为合成油，在理想状况下从一吨煤中可以提炼200升原油和众多副产品。目前有两个公司出售它们的费-托工艺技术。马来西亚民都鲁的壳牌公司使用天然气作为原料生产低硫柴油燃料。南非的沙索公司使用煤作为原料来生产不同的合成油产品。今天南非的大多数柴油是使用这个技术生产的。当时南非发展了这个技术来克服它因为种族隔离受到制裁所导致的能源紧缺。
另一个将煤转化为原油的技术是1930年代在美国发明的卡里克工艺。最新的类似的技术是热解聚，理论上使用这个工艺可以将任何有机废物转化为原油。 现代石油历史始于1846年，当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年波兰人依格纳茨·卢卡西维茨（Ignacy ?ukasiewicz）发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。这些发明很快就在全世界普及开来了。1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂。当时巴库出产世界上90%的石油。后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的。
19世纪石油工业的发展缓慢，提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。20世纪初随着内燃机的发明情况骤变，至今为止石油是最重要的内燃机燃料。尤其在美国在德克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田发现导致“淘金热”一般的形势。
1910年在加拿大（尤其是在艾伯塔）、荷属东印度、波斯、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田。这些油田全部被工业化开发。
直到1950年代中为止，煤依然是世界上最重要的燃料，但石油的消耗量增长迅速。1973年能源危机和1979年能源危机爆发后媒介开始注重对石油提供程度进行报道。这也使人们意识到石油是一种有限的原料，最后会耗尽。不过至今为止所有预言石油即将用尽的试图都没有实现，所以也有人对这个讨论表示不以为然。石油的未来至今还无定论。2004年一份《今日美国》的新闻报道说地下的石油还够用40年。有些人认为，由于石油的总量是有限的，因此1970年代预言的耗尽今天虽然没有发生，但是这不过是被迟缓而已。也有人认为随着技术的发展人类总是能够找到足够的便宜的碳氢化合物的来源的。地球上还有大量焦油砂、沥青和油母页岩等石油储藏，它们足以提供未来的石油来源。已经发现的加拿大的焦油砂和美国的油母页岩就含有相当于所有已知的油田的石油。
今天90%的运输能量是依靠石油获得的。石油运输方便、能量密度高，因此是最重要的运输驱动能源。此外它是许多工业化学产品的原料，因此它是目前世界上最重要的商品之一。在许多军事冲突（包括第二次世界大战和海湾战争）中，占据石油资源是一个重要因素。
随着国际原油的持续低迷，多家监测机构表示，截至外盘5月25日，作为我国成品油调价重要标杆的三地原油变化率跌破-4%已成定局，6月国内成品油下调也将成为板上钉钉。业内人士更表示，本轮计价期内国际原油价格大幅下滑，更将导致其他与成品油关联性不是很强的市场，也将无法得到成本支撑，6月整个油品市场可能陷入全面疲软。
㈥ 页岩气地球物理测井技术
一、内容概述
图1 Barnett页岩某井典型测井图
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。测井也是页岩气勘探不可缺少的技术手段，发挥着十分重要的作用（图1）。数十年来，大多数页岩气田均进行了测井数据采集，以满足页岩气储层评价的需要。根据Luffel和Guidry（1989）的文献，Appalachian盆地大多数采用空气钻井，采用测井系列包括双感应、岩性密度测井、井壁中子、自然伽马能谱，还包括井下电视和温度测井。
页岩气勘探、开发与石油等其他资源的勘探手段有相似之处，所采用的地球物理测井方法和仪器基本是相同的。国外在页岩气勘探与开发中，普遍采用了斯仑贝谢、贝克-休斯、哈里伯顿等国际测井服务公司的先进技术。地球物理测井是在钻孔中研究地层物理性质的一系列探测方法的统称。当前国内外使用的先进探测仪器都集成了电子信息、计算机控制、数据处理、应用物理等多个领域中最先进的技术，它们对地层物理性质探测的数量和质量都达到了前所未有的高度。总体来说，目前在油气勘探领域使用的测井技术大致可以分为下述几种类型：
1）以探测地层的电性为主的一系列测井方法，如普通电极系测井、侧向测井、感应测井、自然电位测井、介电测井等。
2）以探测地层的放射性为主的一组方法，如自然伽马测井、能谱测井、中子测井、密度测井、元素测井等。
3）以探测地层的声波传播特性和弹性参数为主的一组方法，如声波速度测井、声幅测井、声波全波测井等。
除此之外，有时还使用一些其他的测井方法，如磁测井、重力测井、温度测井等。这些方法应用范围虽然不广泛，但它们对于解决一些特定的地质或者工程问题往往非常有用。
随着理论和技术的进步，测井仪器也经历了模拟-数字-数控-成像的演变过程。目前国内外常用的先进方法有电阻率扫描成像、声波成像、阵列感应、核磁成像等。
页岩气勘探中涉及的岩石类型、流体性质和研究任务决定了它使用的测井与油气勘探中的测井系列基本是相同的。因此，上述常用的测井方法在页岩气勘探中同样有着广泛的应用，可以提供关于目的层尽可能详尽的岩石物理信息（图2）。
墨菲石油公司根据页岩气储层评价需求，提出了较为全面的页岩气测井序列，包括：
1）电阻率、密度、中子测井；
2）核磁共振测井，用于确定页岩孔隙度（不受TOC影响）；
3）声波测井，用于岩石力学性质分析；
4）成像测井，用于识别裂缝。
测井在页岩气藏勘探开发中有两大任务，一是储层及含气量的评价，二是为完井服务提供指导参数并在钻井中起地质导向作用，这其中包含了岩性、孔隙、裂缝、有机碳、储层岩石力学等参数评价。勘探和开发不同阶段达到上述目的采用的测井系列是不同的，表1总结了国外针对不同井别采用的测井采集系列。对于新区，一般而言，最经济的测井系列包括自然伽马测井、自然电位测井、井径、岩性密度测井、补偿中子测井、电阻率测井（双侧向或者阵列感应测井）、元素俘获能谱测井和声波时差测井。从表1 中可见，除了一些常规油气藏采用的测井方法，在页岩气测井采集中还采用了一些测井新技术，包括元素俘获能谱测井、核磁共振测井、微电阻率成像测井和声波时差测井，这些测井新技术的应用在页岩气勘探开发的初期是非常有必要的，有助于含气页岩储层特征的综合评价，也有助于指导油气公司后续的勘探开发。例如，运用微电阻率成像测井、声波全波测井和井下声波电视可以确定裂缝性质；用元素俘获能谱测井能够确定岩石矿物含量并计算有机碳和无机碳含量。
图2 地球物理测井技术对页岩岩心综合特征和页岩气地质储量的校正
1.部分测井技术简介
（1）自然伽马测井
岩层的自然伽马曲线幅度主要取决于地层中放射性物质铀、钍、钾含量及地层中泥质含量的高低。页岩气的自然伽马曲线相对于碎屑岩类为明显高值异常特征。这是由于：①页岩中泥质含量高，泥质含量越高伽马放射性就越高；②某些有机质中含有高放射性物质。一般性地层中，泥页岩在地层中伽马显示最高值（＞100 API）。相比之下，砂岩和煤层显示低值。
（2）井径测井
砂岩显示缩径；泥页岩一般为扩径。
（3）地层密度测井
地层密度值实际上测量的是地层的电子密度，而电子密度相当于地层体积密度。页岩密度为低值，比砂岩和碳酸盐岩地层密度测井值低，但是比煤层和硬石膏层密度值高出很多。随着有机质和烃类气体含量增加将会使地层密度值更低。存在裂缝，也会使地层密度测井值降低。
表1 页岩气不同井别采用的测井采集系列
（4）岩性密度测井
现代测井仪器可以同时测量地层密度和岩性密度。岩性密度测井Pe值可以用来指示岩性。岩性密度测井可应用于识别页岩黏土矿物类型。页岩矿物组成的变化将导致单位体积页岩岩性密度测井值的变化。结合取心材料，可以很好地分析某地区的黏土岩矿物成分。
（5）中子测井
页岩气储集层中子测井值为高值。中子测井值反映的是岩层中的含氢量。含氢物质一般为：水、石油、结晶水和含水砂，即中子密度测井反映的是地层孔隙度。页岩地层孔隙度一般小于10%。页岩气储集层中，要注意两个相反的影响因素：地层中含气使得中子密度值减小，而束缚水则使中子密度值偏大。束缚水饱和度大于含气饱和度，故认为束缚水对于中子测井值的影响较大。有机质中的氢含量也会对中子测井产生影响使孔隙度偏大。在页岩气储集层段，中子孔隙度值显示低值，这代表高的含气量、短链碳氢化合物。
（6）电阻率测井
页岩气所含的有机质不具导电性，使页岩气的电阻率增大。使得在测井曲线上页岩气的电阻率明显高于泥岩、页岩。一般腐殖质含量愈高电阻率愈大，因此页岩气的典型特征是衡量页岩气品质的一个重要标志。
（7）声波时差测井
页岩气储层声波时差值显示高值。页岩比泥岩致密，孔隙度小，声波时差介于泥岩和砂岩之间。遇到裂缝气层有周波跳反应，或者曲线突然拔高。页岩有机质含量增加时，其声波时差增大；声波值偏小，则反映了有机质丰度低。
（8）元素俘获能谱（ECS）测井
该测井技术可求取地层元素含量，由元素含量计算出岩石矿物成分。它所提供的丰富信息，能满足评价地层各种性质、获取地层物性参数、计算黏土矿物含量、区别沉积体系、划分沉积相带和沉积环境、推断成岩演化、判断地层渗透性等的需要。
（9）偶极声波测井
能提供纵波时差、横波时差资料，利用相关软件可进行各向异性分析处理，判断水平最大地层应力的方向，计算水平最大与最小地层应力，求取岩石泊松比、杨氏模量、剪切模量、破裂压力等重要岩石力学参数，满足岩石力学参数计算模型建立的要求，指导页岩储层的压裂改造。
（10）声、电成像测井
具有高分辨率、高井眼覆盖率和可视性特点，在岩性与裂缝识别、构造特征分析方面具有良好的应用效果。识别页岩储层裂缝的类型，对指导页岩气的改造、评定页岩储层的开发效果有着重要的意义。
2.测井评价技术
这里重点介绍勘探阶段中的测井评价技术，该评价技术主要包括以下几个方面：
（1）含气页岩储层的测井识别
页岩气与常规气一样，是不导电介质，具有密度值很小、含氢指数低、传播速度慢等物理特性。与普通页岩相比，页岩气中有机质含量较高，放射性元素铀含量比较高，干酪根的密度较低，通常介于0.95 ～1.05g/m3 之间。含气页岩测井响应为“四高两低”特征，即高伽马、高电阻率、高声波时差、高中子孔隙度，低密度、低光电效应。
（2）总有机碳（TOC）含量、热成熟度（Ro）指标计算
干酪根的形成多是在一个放射性元素铀含量比较高的还原环境，因而它使自然伽马曲线出现高值。利用自然伽马测井，通过ECS测井测得自然伽马能谱，分析钾、铀、钍主要元素的丰度，可以定量确定总有机碳的含量。中子-密度法可以指示镜质体反射率（Ro）。
（3）页岩孔隙、裂缝参数评价
根据补偿声波和长源距声波、补偿中子、体积密度评价孔隙度。可根据QFM模型由ECS测得的元素含量换算有关骨架参数的方法来计算含气页岩的孔隙度。微电阻率扫描成像测井和核磁共振测井对天然缝、诱导缝以及断层等，都有着良好的分辨能力。压裂后裂缝识别评价可采用井温测井、同位素测井或交叉偶极横波测井来识别评价裂缝高度和长度。
（4）页岩储集层含气饱和度估算
利用双侧向、感应测井、CMR核磁共振测井等来估算。另外还可根据等温吸附曲线和测井得到地层温度、压力计算地层的吸附气含量，在精确得到黏土矿物含量及其类型和地层孔隙度的基础上，计算游离气饱和度。
（5）页岩渗透性评价
利用自然电位、自然伽马能谱、微电极、CMR核磁共振测井等来评价。
（6）页岩岩矿组成测定
ECS元素俘获能谱测井是一种很好的方法，其ECS探头应用中子感生俘获自然伽马能谱测定矿物中硅、钙、硫、铁、钛、钆、氯、钡和氢的含量，可以获得准确的地层成分评价结果，包括黏土、碳酸盐、硬石膏、石英、长石和云母等。
（7）页岩岩石力学参数计算
根据声波扫描测井、中子密度、成像测井来综合计算岩石弹性参数（泊松比、杨氏模量），确定地层应力和最大主应力方位。
二、应用范围及应用实例
在页岩气储层评价中，测井资料可以进行定性和定量解释。定性解释内容包括识别岩性、判断含气页岩层、识别裂缝等。定量解释内容包括：确定矿物成分；计算孔隙度、渗透率；计算干酪根含量/总有机碳含量（TOC）、吸附气和游离气含量；计算热成熟度和热成熟度指数（MI）；计算储层厚度；计算弹性参数；评价天然气地质储量（GIP）等。下面分别对应用情况做简单的介绍：
1.识别岩性和计算矿物成分
Flower（1983）利用声波测井、电阻率测井资料，快速直观地识别了俄亥俄泥盆纪页岩储层。Walter等（1990）利用自然伽马能谱等测井资料识别了俄克拉荷马和德克萨斯Woodford页岩气储层等。Luffel等（1992）综合分析测井资料、岩心资料，识别Appalachian盆地泥盆纪页岩气储层的岩性，并计算了其矿物成分。Richard等（2007）利用自然伽马测井、电阻率测井资料识别了得克萨斯Fort Worth盆地密西西比纪Barnett页岩气储层及其厚度。Kinley等（2008）利用测井资料识别了得克萨斯特拉华盆地密西西比纪页岩气储层。Ross等（2008）综合利用测井资料分析了加拿大西部沉积盆地泥盆纪—密西西比纪页岩气储层的矿物成分。Scott等（2008）利用测井资料划分了得克萨斯Fort Worth盆地密西西比纪Barnett页岩气储层岩性。Gary等（2011）对Appalachian盆地中泥盆统Marcellus地层的页岩气储层进行了识别。
2.裂缝识别与评价
Gale等（2007）综合成像测井和岩心资料对Fort Worth盆地密西西比纪Barnett页岩气储层的裂缝体系进行了评价（图3）。Boyer等（2010）指出，在页岩气水平井的开发中，随钻成像测井系统已被应用于解决水平井测井存在的一些问题。应用该系统可以在整个井筒长度范围内进行电阻率成像和井筒地层倾角分析。成像能够将地层天然裂缝和钻井诱发裂缝进行比较，帮助作业者确定射孔和油井增产的最佳目标。利用测井得到的成像资料来识别地震资料无法识别的断层。Hamed Soroush等指出，在页岩气储层测井为了防止井眼垮塌时，通常采用油基泥浆钻井，为了评价裂缝通常使用油基泥浆电阻率成像测井（OBMI）和超声成像测井（UBI）。Waters等（2010）论述了页岩气水平井钻井中成像测井的应用，用于识别层理和裂缝。
图3 水力压裂示意图
（a）水力压裂增长过程；（b）微地震数据图；（c）岩心中压裂引起的裂隙封闭和张开
3.判断含气页岩
Lewis等（2004）给出了含气页岩的典型测井曲线图，上部含气页岩为Oklahoma州泥盆系—密西西比系Woodford页岩，表现为伽马、电阻率高值，密度、Pe低值；下部为Sylvan地层，不含气。测井曲线差异明显。
4.计算孔隙度、渗透率、饱和度
Soeder于1984年计算了Appalachian盆地泥盆纪页岩气储层的孔隙度及渗透率。Luffel等（1989）综合利用测井资料、岩心资料，计算了Appalachian盆地泥盆纪页岩气储层的孔隙度、有效孔隙度及含气饱和度，并分析了其渗透率。Ross等（2008）综合利用测井资料计算了加拿大西部沉积盆地泥盆纪—密西西比纪页岩气储层总孔隙度、渗透率。LeCompte等（2010）的研究指出核磁共振测井（NMR）也可用于计算孔隙度，计算结果与岩心分析孔隙度非常一致。
5.确定总有机碳含量
研究表明，页岩气储层的含气量主要取决于其总有机碳含量。
根据自然伽马测井资料可计算TOC。Schmoker于1981年对美国Illinois州New Albany页岩岩心进行研究，发现自然伽马测井值与TOC呈线性关系。
据密度测井资料计算TOC。Schmoker于1979年对美国Illinois的New Albany页岩岩心进行研究，发现TOC与密度测井值之间具有良好的相关性，因此利用密度测井资料计算总有机碳含量。Schmorker和Hester（1979）、Hester和Schmorker（1987）的文献均有相关内容的报道。Schmorker和Hester于1979 年在Anadarko盆地Woodford页岩层分析中，TOC计算结果的置信度达到90%，误差约为± 1.6%（质量分数）。
电阻率-孔隙度曲线叠合图也可以用于确定TOC，这种方法也称为ΔlgR法。Passey等（1990）给出了利用声波时差和地层电阻率计算TOC的数学表达式。
6.确定热成熟度指数
图4 来自测井分析的热成熟度图
当页岩中TOC达到一定指标后，有机质的成熟度则成为页岩气源岩生烃潜力的重要预测指标，含气页岩的成熟度越高表明页岩生气量越大，页岩中可能赋存的气体也越多。
Zhao Hank等（2007）研究了Fort Worth盆地Barnett页岩气层的热成熟度指数（图4），给出了利用测井资料计算MI的公式。
Miller（2010）对比了页岩层不同镜质体反射率Ro的各种测井曲线响应特征，认为R o影响测井曲线的变化：当R o在1.8～2.0范围内时，密度低值，密度和中子曲线重叠，地层电阻率高值达到（100Ω·m）；当Ro＞4.5时，密度高值，密度和中子曲线分开，地层电阻率非常小（＜1Ω·m）。
7.计算储层岩石力学参数
Gatens等（1990）利用声波测井资料、原位应力数据计算了Appalachian盆地页岩气储层的力学参数，绘制了地应力剖面。
Rick Rickman等（2008）针对页岩气储层的压裂问题论述了每一种页岩气储层不见得都与Barnett地层相同。在压裂中必须进行优化设计，为此必须进行演示物理参数的计算，在这篇文献中他提出了脆性、闭合压力、压裂宽度、杨氏模量、泊松比等计算方法，并给出了实例。
8.确定天然气地质储量等
Cluff（2006）利用Langmuir公式计算了Woodford页岩气储层的平均地质储量，并绘制成平面图。
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㈦ 油气田被发现的过程是怎样的
石油地质第一定律：油气比水轻，在没有阻碍的时候回往上运移，因此找油就是找四周闭合的高点（圈闭）。
石油地质第二定律：油气是富含有机质的页岩（烃源岩）在高温的作用下生成的，只有对盆地中的烃源岩有比较好的了解，才能推断出油气的类型和量。
如果一个盆地完全没有勘探过（现在世界上的这种盆地已经不多了），那么先飞机来测一下重磁电，看看大致构造，然后开始选几个地点开始打探井。以松辽盆地为例，是典型的凹中隆，是最简单的也是最容易的。那么没商量，直接高点打井。打探井的时候取的资料最全，基本上能上的都上了（测井、录井、取芯、地温、压力等等）。如果见到油气（最好是直接喷了），那么量一下油气柱的高度，周围继续打井，直到找出比较可靠的圈闭面积，然后体积V=H*S*形状参数刨去水，然后折算一下压力温度转换成地表的体积，储量就算出来了。这算是最容易的情形了，世界上一批巨型油田就是这么找出来了。现在这种情况基本见不到了。
如果盆地没有凹中隆怎么办？或者见到了油气显示但是没有工业油流怎么办？那就要具体情况具体分析了。
以胜利油田为例。胜利油田所在的济阳坳陷（谢谢朋友们指正）（渤海湾盆地的一部分)是一个典型的断陷盆地，正断层多的让人崩溃，跟大庆油田所在的松辽盆地很不同。如果不存在那种四面闭合的穹窿状的圈闭，那么就只能退而求其次，找一边是断层，一边是倾斜的地层的断块油气田了。断块油气田一般不大，个别也有例外，比如胜利油田的胜坨油田就是这么一个比较大的整装断块油气田。此时断层的封闭性对是否有油气是决定性的。断块的确定几乎完全取决于地震资料的好坏了。此时地震勘探至少应该有几条大的二维剖面。
其它的环境就又不同了。比如墨西哥湾的深海勘探，相当一部分是在钻盐下的油气藏(sub-salt)。深海探勘成本非常高，不能像在陆上一样随便打井了，定井位要非常小心。此时三维地震资料对于整个项目的预算而言已经并不多了，因此一般会先取得非常好的三维成像资料。Sub-salt对地球物理成像而言非常有挑战。近些年发展出来的逆时偏移等技术使得盐下成像得以很大的提高。
如果是被动大陆边缘（比如美国东海岸等），那么基本上是在找地层圈闭，浊流沉积、三角洲前缘、点坝等等。其它各种环境不一而足。
基本上的思路就是：找圈闭》打井》见到工业油流后在周围继续打井确定面积》计算储量，不见到工业油流都是白扯。
这个时候算出来的是地质储量（控制储量？国内分类比较细，国外不怎么管），再乘以采收率（10%-40%）就是可采储量。
近年来的非常规是另外一块了，算储量的方式又有所不同。
盆地分析、构造地质和沉积学在勘探的过程中是灵魂。此外显然需要地球化学搞明白烃源岩以及油源对比，测量地热梯度等等。钻井、录井、测井、试井多方面协作。
地球物理是石油勘探的眼睛，质量的好坏相当程度上决定了勘探的成败。此外地球物理的一些特殊的技术比如亮点技术，会直接指出油气的位置，相当给力。题主要好好学习，将来有机会为祖国的石油勘探做出贡献。
㈧ 井底静止温度怎样计算
井底静止温度就是在泥浆不循环时测的温度。把循环钻井液时, 实测井口钻井液的最高温度称为井口循环温度。
井底静止温度与井底循环温度是现场水泥浆稠化时间试验和钻井液配方试验的先决条件和首要依据, 其准确性直接关系着一口井井固的成败和钻井液性能的好坏。
影响井底静止温度和井底循环温度的因素较多, 既有地区地面平均温度、井深、温度梯度、固井水温度、井口循环温度、钻井液受热增温系数, 还有钻井液循环图、钻井液静止时间以及地质构造等。因此在实际运用中应该进行综合考虑, 准确掌握井底静止温度和井底循环温度, 确保固井施工的安全和钻井液优质性能, 从而获得更大的经济效益。
㈨ 页岩油气钻井开发的难点是什么
页岩气产自渗透率极低的沉积岩中，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且
普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。
一般情况下，页岩气油气钻井开发具有3个难点：
(1) 生产能力低或无自然生产能力。由于页岩气储集层通常呈低孔、低渗特征，气流阻力比常规天然气大，难以开采，因此所有的井都需要实施压裂改造才能开采出来。
(2)井的寿命和生产周期长。页岩气在泥页岩地层中主要以游离态和吸附态存在，游离气渗流速度快，初期产量较高，但产量下降快；相反，吸附气解析、扩散速度慢，产量相对较低，主要产于页岩气稳产期，进入该期后产量递减速度慢，使得生产周期变长。已经有页岩气井生产证明，其寿命最高可以达到30a 以上。
(3)采收率变化较大， 并且低于常规天然气采收率。根据埋藏深度、地层压力、有机质含量和吸附气量等的不同， 不同页岩气藏的采收率也不尽相同。相关数据表明，页岩气采收率通常低于常规天然气采收率， 常规天然气采收率可达60%以上，页岩气采收率一般小于60%。
页岩油气钻井开发难点详细叙述
(1)由于页岩地层裂缝发育，长水平段（1200m左右）钻井中易发生井漏、垮塌等
问题，造成钻井液大量漏失、卡钻、埋钻具的工程事故。
(2)页岩气水平井钻井中，水平段较长，摩阻、携岩及地层污染问题非常突出，钻井液好坏直接影响钻井效率、工程事故的发生率及储层保护效果。
(3)页岩气单井产能低，勘探开发成本高，需要优化钻井工艺及研发低成本钻井技术及其配套装备，提高采收率，降低钻井工程成本。
(4)固井水泥浆配方和工艺措施处理不当，会对页岩气储层造成污染，增加压裂难度，直接影响后期采气效果。
(5)完井方式的选择关系到工程复杂程度、成本及后期压裂作业效果的，适合的完井方式能有效简化工程复杂程度、降低成本，为后期压裂完井创造条件。
(6)在钻遇高水敏性活性泥岩、软泥岩、黏泥岩及膨胀性层理裂缝性泥页岩时，这类地层极易水化膨胀坍塌而导致井壁失稳、钻井效率低下。活性泥页岩水化分散极易引起钻井液中黏土含量上升，微米、亚微米固相颗粒增多，导致滤饼虚厚、钻井液黏切升高、振动筛跑浆、流变性能恶化，同时黏性泥岩钻屑对钻头表面具有很强的黏附性能，一定程度上增强了钻屑与钻头表面的黏合力造成钻头泥包，增加扭矩和压持效应，降低钻头的切削深度和破岩效率。
(7)页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来。
㈩ 焱海井是中国最深的盐井，深1224M，请问井底的温度是多少摄氏度
大约45度到50度的样子
但与许多因素有关，如涌水量 风量 有无地质构造有关