世界火成岩油气勘探开发技术

火成岩就是地下高温的熔融岩浆，侵入地层或喷出地表。火成岩是喷发形成的，一般有发育较好的孔隙。火成岩油气藏是指以火成岩为储集层形成的圈闭，且其中聚集了石油或天然气。

火成岩油气藏是一种特殊的隐蔽式油气藏，并具有一定的储量和产能规模。

火成岩油气藏岩体分布形式繁多，储集层的非均质性严重，含油性错综复杂，对火成岩油气藏的基本特征、形成条件、分布规律、勘探开发方法等研究越来越受到人们的关注。

一、世界火成岩勘探开发历程

火成岩油气勘探工作始于1887年美国加里弗尼亚的圣华金盆地第一个火成岩油藏的钻遇，随后在日本、墨西哥、印尼等多个国家也无意识地钻遇了多个小型火成岩油藏。目前在世界范围内已发现300多个与火山岩有关的油气藏显示，实际探明储量的火山岩油气藏共169个。其中不乏一些大型火成岩油气藏，如利比亚锡尔特盆地的拿法拉油田、阿乌德日拉油田。

火成岩油气勘探研究可分为3个阶段：20世纪50年代前，大多数火成岩油气藏是在勘探浅层其他油藏时偶然发现的；50年代初到60年代末，对火成岩中的油气聚集现象给予了一定的关注，在局部地区进行了针对性勘探；70年代到现在，火成岩油气藏的勘探在世界范围内广泛开展，并进行了大规模的工业开采。

二、世界火成岩油气资源现状

1.火成岩油气储量

目前全球火成岩油气藏探明油气储量约为18.38亿吨。火成岩油气储量主要集中在俄罗斯、美国、古巴、印尼及东欧的一些国家，中国最近几年对火山岩油气藏重视，也陆续勘探出一定的储量。

2.火成岩油气产量

火成岩油气的产量主要集中在日本、印尼和美国等国家。其中日本的火成岩油气的产量最大，目前的产量为18987×106m3。

主要的油气产出火成岩油气田有：日本的吉井-东柏崎、印尼的贾蒂巴朗气田和美国的立顿泉气田。

三、火成岩勘探技术

近年来，火成岩油气勘探技术迅速发展，目前应用的主要有地震勘探技术、测井技术、非地震综合勘探技术、综合物理方法等。

1.地震勘探技术

根据火山岩体的地震响应特征，通过地震数据体三维可视化浏览及大跨度的时间剖面扫描，可以纵横向刻画火山岩体的展布特征，在宏观上识别火山岩分布范围及规模。火山岩体在时间切片上表现为火山口由浅至深逐渐增大，相干切片上也能反映出不连续体从浅层到深层范围逐渐扩大的趋势；纵向时间剖面上, 能清晰反映出火山岩的展布特征。

在火成岩油气藏的勘探中，目前应用的主要技术是由叠后流体检测技术和叠前流体检测技术组成。

2.测井技术

常规测井发在火成岩勘探中主要用途有：识别火成岩岩性和火成岩裂缝。

常规测井资料裂缝识别技术主要有：全波波形及其能量衰减识别法、斯通利波时差延迟及反射系数指示裂缝法、常规组合测井曲线识别法、自然伽玛能谱判断裂缝有效性、地层倾角测井资料识别裂缝等。

在火成岩勘探方面，成像测井主要用于对火成岩储层裂缝的分析和非均质火成岩储层的探测。

斯仑贝谢公司的MAXIS-500系统、贝克阿特拉斯公司的ECLIPS-5700和哈里伯顿公司的EXCELL-2000系统代表了当今成像测井技术的最高水平。

FMI成像测井技术不仅能够用于识别裂缝、溶蚀孔洞, 划分裂缝类型、确定裂缝发育层段，还能够用于裂缝的定量分析，计算裂缝参数。

3.非地震综合勘探技术

火山岩具有高磁化率、高电阻、基性岩密度较大、酸性岩密度较小的物性特征，是非地震技术最有利的勘探目标。

目前非地震勘探主要的技术有：重磁电宏观区域、区带预测技术，遥感探测技术，神经网络技术，火成岩岩相的空间展布预测技术等。

在重磁勘探中，重磁异常的分离与反演是两个重要技术环节。通过对重磁数据频率域滤波、解析延拓和求导等处理，可宏观预测火山岩体。

利用神经网络技术进行火成岩岩性识别可以取得很好的应用效果。当具有较丰富的己知火山岩资料时，可以用BP神经网络，具有较高的识别率。当对一个新的探区开展研究，火山岩资料较少时，采用SOM神经网络，可以获得较高的火山岩识别率。

4.综合地球物理方法

火成岩具有地震波传播速度快、密度大、磁化率高、电阻率大、地震波吸收能量大等特征，利于综合应用各种地球物理勘探方法。

美国加利福尼亚梅德福地区综合应用地震、地质、区域重力和大地电磁测量方法,探明了浅层广泛分布的火山岩厚度和深层白垩系、侏罗系地层的走向及构造形态，成功地提供了可供钻探的远景目标。

四、火成岩油气开发技术

1.钻井技术

目前火成岩油气藏的钻井技术与常规油气田的钻井技术相差无几，没有自己特有的技术。国外在火成岩油气藏钻井方面主要应用的技术有水平井钻井、大位移钻井和欠平衡钻井。

斜井是最有利于火成岩油气开发的钻井技术。对于裂缝较少或主要为垂直裂缝的地层，宜钻斜井开采，并且应使井底倾向存在裂缝的地区。

大位移井(ERD)已经在油气勘探和开发中显示出巨大的潜力，美国、英国等几个国家每年都钻成大量的大位移井。大位移井不同于水平井的一个显著特征是斜井段长，特别是大斜度井段往往在30OOm 以上，解决了井下钻柱摩阻增大和井眼清洁问题是大位移井成功的关键。

欠平衡钻井技术在北美地区(如美国、加拿大、墨西哥湾) 应用广泛。欠平衡钻井技术适合开发火成岩气藏。

2.完井技术

由于火山岩基质岩块很致密，不容易垮塌，所以，火成岩油气藏完井基本采用裸眼或下筛管完井。也有采用半裸眼完井的，其余部分下套管注水泥固井，再自下而上按可采储量射孔(如萨姆戈里)。

3.压裂技术

火成岩储层一般为孔隙和裂缝双重介质储层，运用压裂方法可以有效增加产量。火成岩储层压裂的核心技术是：火成岩储层压裂风险预测技术和火成岩储层水力压裂裂缝延伸控制技术。

风险预测的基本思路在建立火山岩破裂与延伸预测模型的基础上，分析确定将导致风险的因素， 针对风险因素优化可调施工参数，采取主动措施避免产生风险。

在火山岩中存在着大量的微裂缝，必须控制裂缝的延伸才能形成主裂缝。针对“千层饼”型的地层，必须采取措施保证只开启3条以内的主裂缝，并使其正常延伸；针对“仙人掌”型的地层，在尽量减少“小掌”数量的同时，控制压裂液的滤失是关键。

4.火成岩裂缝性稠油油藏开发技术

火成岩裂缝性双重介质稠油油藏，裂缝中的原油储量少，容易开采；而基质中的原油储量多,但开采难度大。目前国外在这类油藏的开采技术是：酸化或降黏处理、注水开采、衰竭式开采以及蒸汽吞吐开采。

五、结论

火成岩油气藏作为一种特殊的隐蔽油气藏，火成岩油气储量主要集中在俄罗斯、美国、古巴、印尼及东欧的一些国家；火成岩油气的产量主要集中在日本、印尼和美国等国家。其中日本的火成岩油气的产量最大。

火成岩油气藏的勘探开发已有百年历史。以地震技术为基础结合非地震勘探技术的应用，推动了火成岩油气藏勘探技术的发展。同时神经网络和遥感探测技术等技术的运用，提高了其勘探效率。火成岩油气藏开发技术大体与常规油气藏相似。目前在钻井方面发展水平井、大位移井和多分支井，其技术日渐成熟。