隨著國內頁巖氣勘探開發的逐步推進，人們逐漸認識到頁巖氣的開發并不僅僅是找到富有機質頁巖，鉆水平井并對其進行水力壓裂那么簡單。全球頁巖氣藏勘探開發的逐漸成熟使油氣公司認識到，一體化解決方案是效益開發的必要條件之一。
    頁巖氣藏作為一種非常規氣藏，其勘探開發的思路與常規油氣藏有所不同。頁巖氣的甜點應該是儲層品質（Reservoir Quality）和完井品質（Completion Quality）兩大關鍵品質的綜合表征。所以一個頁巖氣田開發的關鍵是定量表征頁巖的儲層品質和完井品質，并籍此支持鉆井、完井和壓裂等工程技術的優選和有效實施。

    在四川盆地某頁巖氣區塊，受盆地多期構造變動的影響，斷層/裂縫系統復雜，加之復雜的山地地形，給鉆完井帶來了很多挑戰。斯倫貝謝公司的Petrel勘探開發一體化軟件平臺為推動地質工程一體化發揮了關鍵性作用。基于Petrel軟件平臺，研究人員開展了從地球物理、儲層品質、天然裂縫、地質力學到儲層改造的多學科研究，并保證了研究成果用于支持平臺和單井設計、地質導向鉆井、完井壓裂及生產的全流程工程作業。與此同時，工程作業不斷提供的新數據被用于更新地質研究成果，并進一步優化工程作業。
    綜合地質研究
    地球物理。頁巖地球物理研究的兩大任務分別是構造解釋和地震反演。構造和斷層的精細解釋是構造建模的基礎；疊前同步AVO反演的目的則是研究頁巖氣儲層的縱波阻抗、孔隙度、泊松比、楊氏模量等儲層品質和完井品質參數的基礎。
    地質模型。充分利用地震反演資料、巖心分析化驗資料、測井資料等數據建立三維構造模型和屬性模型，儲層品質屬性包括：總有機碳含量（TOC）、孔隙度、含氣量等等；而完井品質則包括裂縫發育強度、楊氏模量、泊松比等等。
    天然裂縫系統。結合成像測井解釋、微地震監測和地震屬性，分尺度研究斷層-裂縫帶-離散裂縫，研究天然裂縫發育規律，建立離散裂縫模型。
    三維地質力學。結合地震、地質、測井資料，通過VISAGE建立一維和三維地質力學模型。在模型中集成裂縫系統，全面刻畫儲層三維應力場及可壓性的非均質性。
    儲層改造。根據已壓裂井的實際施工方案和作業效果，基于三維地質、天然裂縫、地質力學的綜合模型，結合微地震水力壓裂監測，運用Mangrove進行水力裂縫模擬，研究天然裂縫與水力裂縫的相互作用，分析優化改造體積的機理和方法，為壓裂改造優化提供參考依據。
    地質導向一體化
通過地質導向把井軌跡放在甜點層位是儲層有效改造的前提。但是由于研究區構造復雜，地層傾角變化快，小斷層、小褶皺都會給地質導向帶來困難。一體化方案強調鉆前、實時和鉆后各個階段工程與地質研究的互動：鉆前模型指導鉆井設計，地質研究人員參與實時跟蹤，鉆后數據及時更新地質模型。目的是降低風險，保證地質導向質量和井軌跡平滑。
    Petrel在提高地質導向的效率與質量方面具有多種工具與模塊：隨鉆數據實時傳輸工具，Petrel提供了多種格式（WITSML）的隨鉆數據（鉆井、測井、錄井數據等）傳輸接口，可以實現實時鉆井數據在二維、三維、井剖面、地震剖面等多個窗口的實時更新，真正做到實鉆與地質數據的多維互動。在本項目的實踐中，研究團隊通過實時數據傳輸可以掌握現場鉆井動態，通過與已有地質模型的對比，迅速提供地質導向建議。基于新數據，模型也做到了及時的更新，從而更好的用于鉆前設計。
 
    Petrel Shale Suite中的地質導向模塊，可以提供二維幕式正演剖面，通過擬合模擬的測井曲線（如伽瑪）與實鉆測井曲線從而得到過井構造剖面，從而實現地質導向模型的實時更新。

   研究項目基于eXpand^BG插件結合實時伽瑪成像，拾取構造傾角，實現了在真實地層厚度（TST）域的地層對比，從而達到了沉積旋回對比，真正落實了鉆頭的地層位置，從而為地質導向決策提供了可靠的依據。
    針對于研究區的地質特征，研究人員提出了多條針對性的建議。首先，通過迭代更新地質模型，可為鉆井提供鉆前地質模型，為鉆井提供趨勢和風險把控；其次，基于隨鉆成像測井拾取構造傾角，通過在TST域進行地層對比落實井眼的地層位置；第三，通過考慮多種假設及探標志層等方式消除地質導向風險。
基于Petrel平臺的地質導向一體化流程保證了該區塊2014年度22口水平井水平段的鉆遇率和井眼質量，從而為儲層改造奠定了良好的基礎。
 
    裂縫建模與鉆完井的一體化
    四川盆地經過多期構造運動，形成了復雜的斷層-天然裂縫系統。天然裂縫的存在是把雙刃劍，一方面裂縫帶會造成泥漿漏失、卡鉆、以及其它井眼穩定性的問題；另一方面，頁巖水力壓裂中，天然裂縫對增加縫網復雜程度和改造體積起到一定的幫助作用。
    頁巖的天然裂縫建模需要綜合利用巖心、成像測井、微地震以及地震屬性等數據定量表征裂縫系統。Petrel提供了多種數據分析工具，可以統計裂縫產狀以及發育強度等數據，從而為裂縫建模提供輸入。
    螞蟻追蹤（Ant Tracking）是Petrel軟件中的一種地震屬性算法，通常用來追蹤地震體中的異常或不連續性，而它們通常與斷層或者天然裂縫（帶）有關。常規的螞蟻追蹤分為三個步驟：第一步通過地震資料的預處理來突出邊界特征；第二步通過邊緣檢測技術來進一步增強邊界特征；第三步通過螞蟻追蹤參數的優化來建立螞蟻追蹤體。為了保證螞蟻追蹤結果的可靠性，需要檢查各個級別的斷層，并與成像測井、微地震監測等數據進行驗證。

    鉆完井的實踐表明，螞蟻體異常在本區塊主要與斷層、裂縫帶、小型褶皺等構造特征有關，并可能造成鉆井復雜狀況，因此在鉆井時需針對性預防，通過調整泥漿密度或鉆速防止泥漿漏失和井眼垮塌。
    在壓裂時，天然裂縫的方向和位置會直接影響水力裂縫的起裂和加砂量，如井筒附近發育較多天然裂縫，有可能會造成壓裂液大量濾失，使支撐劑容易沉降，導致施工壓力上升以及后續加砂困難甚至砂堵。因此在壓裂作業時，工程人員在現場通過實時傳輸工具將微地震監測數據與構造模型、裂縫模型、應力模型等在Petrel中進行三維實時監控與分析，結合排量、泵壓等工程參數，為壓裂作業調整提供指導。

     頁巖氣地質工程一體化，借力Petrel實現了軟件平臺一體化、項目團隊一體化和工作流程一體化。科研與生產相結合實現了提高鉆遇率、降低鉆井風險、優化儲層改造和提高單井產量的總體目標，為中國頁巖氣探索出了一條高效開發之路。