录井现场地球化学分析技术应用探讨

录井现场地球化学分析技术应用探讨

刘蕊

大庆钻探工程公司地质录井一公司

摘要：地球化学录井技术已广泛应用于油气勘探, 在评价生油岩生烃潜力和储集岩含油性方面具有快速、经济和有效的特点。文中对岩石热解、轻烃分析、热解气相色谱分析等地化录井技术的在录井现场的应用现状进行了探讨，对于提升地化录井技术在现场应用效果具有积极意义。

关键词：录井现场；地化录井；岩石热解；轻烃分析；热解气相色谱分析

1 前言

地质录井在钻井现场通过运用多种技术手段，实时监测油气显示，及时对储层含油气性进行评价，在油气勘探中发挥重要作用。地球化学分析技术在原油性质、含油丰度、烃源岩评价方面具有独特优势，随着地球化学技术由实验室分析走向录井现场，形成了岩石热解录井、气测录井、轻烃录井、罐顶气分析、热解气相色谱组分分析等地化录井技术系列，能够随钻测定地球化学参数、油气参数的录井。为了进一步推动地化录井技术的发展，本文将就地化录井技术现状及在录井现场应用进行探讨。

2 岩石热解分析技术

岩石热解录井技术采用有机地球化学的热解分析方法, 并完全照搬其烃源岩评价技术, 对生储油岩分析可得到4个直接参数和5个派生参数。残余碳分析仪和地化录井仪配套使用, 使直接分析参数增加到5个, 派生参数增加到11个。在储油岩定量评价方面建立了一套完整的理论体系和评价方法, 是目前应用广泛的定量录井技术, 也是唯一的可以评价烃源岩的录井技术, 得到了大面积推广和应用, 近年来岩石热解录井在评价已开发油层的水淹程度方面取得了较大的进展。

在烃源岩评价方面岩石热解录井利用温度和时间可以互相补偿的原理, 用高于烃源岩成熟所需的温度, 促使烃源岩在天然条件下需数千万年才能完成的生油过程在十几分钟时间内完成, 因而烃源岩热解分析过程就是烃源岩热演化模拟生油过程。热解分析烃源岩己作为一种经典的烃源岩评价方法列为必备分析项目, 对盆地早期石油勘探及资源量评价具有重要作用, 也是地化录井的主要工作内容之一。

岩石热解录井主要评价烃源岩的成熟度、有机质丰度和类型, 确定成熟门限。岩石热解录井评价某井烃源岩要进行原始有机质类型及丰度的恢复,进而进行生烃量、排烃量、油气转化系数、排烃系数计算。该井所有井段的生油量、排烃量相加, 即为其总生油量、总排烃量, 若己知烃源岩展布面积, 即可得到某凹陷总的生、排烃量。

岩石热解录井测得的地化数据并不直接代表储集岩内油气含量, 因为烃类在钻井过程中及返出地面后损失很大一部分, 压力释放、钻井液冲刷、岩心破碎等都会造成烃类损失, 必须计算烃类恢复系数,进而进行油气水层的解释。岩石热解录井饱和度法结合岩性、束缚水饱和度、原油性质, 评价储集层准确度较高。岩石热解录井可以根据分析结果进行原油性质判别、产能估算、储量计算。

从以上简单介绍可以看出, 岩石热解录井可以进行烃源岩定量评价。在探井烃源岩评价时, 岩石热解录井应该是首选的录井手段。岩石热解录井虽然得到了大面积推广和应用, 录井人员的技术水平和应用效果差异很大。对岩石热解录井最为严重的冲击是PDC 钻头的广泛应用, 岩屑呈砂粒状, 样品失去代表性, 造成岩石热解录井取不到呈颗粒状的岩屑, 使岩石热解录井无用武之地, 受钻井工程方面的制约是其严重缺陷。在此种情况下, 虽然岩石热解录井可以发现油气显示, 但定量评价非常困难。另外, 岩石热解录井是“点”的录井, 挑样分析。挑样错误将导致解释结果错误, 受人为因素影响较大, 在评价气层方面也没有技术优势。

3 轻烃分析技术

轻烃是指岩层中的天然气(C1-C4 )和轻质油馏分范围烃(C4-C9 )。在地下岩层中, 轻烃主要以游离态、溶解态或吸附态存在于石油、吸附水或岩石孔隙中, 轻烃是天然气的主要成分, 也是原油的重要组成, 它的生成、运移、聚集等往往具有许多独特特征。轻烃包含正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、轻质芳烃等, 即包含了原油中所有的烃类类别, 这部分烃组分最丰富且相对含量高, 对其分析可以得到100 多个单体烃的相对百分含量, 它们对水洗也最为敏感,特别是轻质芳烃可以作为油层含流动水及油层水洗的标志物。

气测录井是最常用也最适用的现场录井色谱分析技术, 分析参数是以正构烷烃为主的C1-C5 组分;岩石热解气相色谱分析技术能够检测到C10-C40的正构烷烃组分的含量。由于受取样技术、分析仪器和数据处理复杂性的限制, 人们对储集层油气组分中C6-C12的分析研究很少。轻烃分析技术的发展, 完善了岩石热解气相色谱分析技术。通过轻烃组分分析仪(C1-C9 )和油气组分综合评价仪(C10-C40 )的配套使用, 可以得到样品C1-C40 完整的热解气相色谱谱图, 将会为录井评价油气层提供强有力的技术手段。

轻烃分析在现场取样过程中不需要挑选砂样, 排除了人为因素对结果的不良干预, 解决了采用PDC 钻头钻进砂样无法挑选和定性定量分析的困难。轻烃分析技术抗污染能力极强, 无论是层间污染还是外部污染, 即使混油钻井液其影响也很小, 重要的是不要求岩屑的颗粒完整性, 因此对钻井工艺过程没有任何限制, 有利于高速、安全钻井。轻烃录井从钻井液和岩屑两个方面获得油气层信息, 轻烃众多的分析参数可以从不同角度、不同方面进行综合对比, 因此轻烃分析对气层、轻质油层、油层、油水同层及气水同层、水淹层有很高的分辨率和准确度, 具有独特的技术优越性。

4 岩石热解气相色谱分析技术

岩石热解仪的国产化为地化录井技术在现场推广应用奠定了坚实的技术基础, 在生产中取得了很大的成绩, 其突出特点是快速、定量地给出油气评价参数, 但不足之处是不能直接给出具体的油气组成成分参数, 无法直接区分真假油气显示等, 对复杂地层的录井解释存在一定的技术难度。为此, 在岩石热解分析技术的应用及热解仪研制的基础上, 国内地化仪器生产厂家开发了用于分析储集岩热蒸发烃组分的岩石热解气相色谱分析技术, 分析岩石中的饱和烃类C10 - C40范围的正构烷烃组分。与热解仪配套使用, 地化录井效果更加明显。岩石热解气相色谱分析方法作为录井手段有明显的技术缺陷:首先是样品来源制约和人为因素干扰很难排除;其次是评价气层和水淹层作用不明显, 现在讲可以评价水淹层还只是理论上的可能;再者是评价油水层可信度较低。

近年来, 各油田采用热解气相色谱分析技术结合岩石热解技术在储集层识别与评价、排除污染干扰、评价参数的建立等方面作了一些探索, 取得了明显的应用效果, 有效地解决了高电阻率水层、低电阻率油层、轻质油层及残余油水层的识别与评价问题, 为油田勘探开发提供了有效的技术手段。

5 结束语

录井新技术的现场应用, 推动了勘探开发工作的发展。地化录井技术的发展, 拓展了录井技术的应用范围。在录井行业相关人员的共同努力下, 地化录井技术将逐渐走上常规的录井技术轨道, 并会在勘探录井行业取得更大的成绩。

参考文献：

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