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科学探测仪器系统助力湖南页岩气开发应用

仪表产业中国仪表网2016年03月23日 10:12人气:19452

  【中国仪表网 仪表产业】页岩气是一种清洁能源,中国工程院院士何继善领衔的湖南省科技重大专项——“湖南页岩气资源潜力评价与电磁探测系统研发”,项目组通过研究分析估算出,湖南页岩气地质资源量约7.66万亿立方米,并优选出10个用于页岩气勘探开发的有利靶区。

  
 
  页岩气是一种非常规油气资源,是以“自生自储”方式赋存于页岩层中的天然气,在美国已开发利用成功。湖南省页岩气资源丰富,国土资源部2012年初步调查评价结果显示,湖南页岩气资源在全国排第六位。
  
  而大量存在于湘西北的页岩气资源,却由于地形地貌等因素制约,传统电磁法又无法达到页岩气勘探的深度。何继善院士领衔的项目组,创造性提出了广域电磁法并研制出系列仪器,成功破解了这一难题。3月18日,该项目通过省科技厅组织的专家验收。
  
  适合南方山区地形地貌广域电磁法成功应用
  
  以往,常规找油、气,主要采用地震法。项目组专家介绍,所谓地震法,就是人为产生一个地震,地震产生的弹性波传播后再反射回,再根据接收的信号来进行勘探。而在湖南湘西等地,地形切割很厉害,山很陡,地震法的反射和接收信号效果并不好,导致地震法实施起来效果很差。
  
  湖南页岩气主要在地下3公里深度以下,而像美国,页岩气层分布比较浅,一般在1公里以上,同时又主要分布在平原区,他们所采用的方法并不适用与我国南方山区。
  
  “并不是所有页岩都含有页岩气,我们的目的页岩是碳质页岩。”地震法无法分辨碳质页岩和一般页岩,而实际上,碳质页岩电阻率很低,广域电磁法据此能够找出目的层,不仅可以扩展探测深度,同时可以圈定出页岩上界面和下界面,对页岩的厚度更加明确。
  
  同时,广域电磁法相比地震法野外施工成本更低,同一个片区的勘探,地震法可能需要一千万,广域电磁法成本只需一百多万,不到两百万。目前,广域电磁法已在湖南、湖北、山东、江苏、重庆和贵州等地成功应用,并成功指导中石油、中石化、华电集团、神华集团等单位在湘西北的页岩气勘探。
  
  仪器系统更轻便更自动勘探更精准
  
  “一个频率是一个深度,要发射不同频率以获得不同深度的信息。”项目组专家冯涛介绍,常规电磁法是一个一个频率的发射,发射一个频率接收一个频率,广域电磁法一次可以发射七个频率,大大提高了工作效率,并且抗干扰能力更强。
  
  以广域电磁法为基础,项目组发明了广域电磁法仪器系统,成功研制出多种功率的发送机系列和接收机系列,实现了不限数量分布式接收机阵列式测量,野外效率大大提高,抗干扰能力强,信息量大,有利于大面积快速扫面,使测量精度明显提高。
  
  国际上普遍的GSAMT法,收发距要求13倍于勘探深度。比如,你的勘探深度是3公里,发射和接收的距离要达到39公里,而广域电磁法只要3-5倍,也就是15公里距离足矣。在山区,收发距39公里,设备发电功率要达到千瓦以上,这样的大型设备难以抵达山区。广域电磁法仪器只需200千瓦,相对较小的设备更适合山区的勘探。
  
  集自动化、小型化、轻便化、节能化于一身的仪器,不仅可用于勘探页岩气,还可广泛应用于油气藏、地热、煤田采空区、金属矿、水资源等探测领域。
  
  同时,项目组还开发出广域电磁法资料处理解释软件系统,实现了任意复杂地形条件下海量数据的快速精确反演成像。通过“反演”软件,用数据还原地下情况,把电信号还原成地层模型。
  
  从理论到方法技术,从仪器设备再到成果应用,项目组已成功形成一套完整体系。采用综合信息叠合法,项目组基本查明了湖南主要页岩气储层的分布范围,优选出用于页岩气勘探开发的有利区块。
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