輕烴檢測分析技術(shù)在吉林油田的應(yīng)用

劉一丹

（山東科技大學(xué) 山東青島 266590 ）

1 輕烴檢測的原理及作用

“輕烴”泛指原油中的汽油餾分，亦即C1～C9烴類，在原油中約占50%～60%，主要以游離態(tài)、溶解態(tài)或吸附態(tài)存在于地下巖層中的石油、吸附水或巖層孔隙中。輕烴組成復(fù)雜，包括正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等，可檢測的烴組分達103個，分析組分譜圖如圖1所示。

圖1 輕烴檢測組分圖譜

1.1 輕烴檢測技術(shù)的基本原理

輕烴檢測技術(shù)是油藏工程建立在流體地球化學(xué)基礎(chǔ)上的一種新的儲集層評價技術(shù)，是在基礎(chǔ)理論研究、水驅(qū)油機理研究、分析方法和參數(shù)應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上建立的輕烴色譜分析技術(shù)，主要用來評價儲集層含油氣性和油層水淹程度。

它的基本原理是：將鉆井過程中返到地面的巖心、巖屑或井壁取心樣品裝瓶密封，樣品中的吸附烴經(jīng)過壓力和溫度的變化使其脫附和揮發(fā)，瓶內(nèi)的易揮發(fā)組分逐漸與樣品瓶頂部空間氣體之間達成氣—液平衡狀態(tài)，氣態(tài)相與液態(tài)相中揮發(fā)烴類的關(guān)系可用拉烏爾( Raoult)定律來描述。在平衡狀態(tài)下，通過氣相色譜法測定密封樣品瓶中上方的氣體成分的組成和含量，可反映油氣藏的性質(zhì)和特征。

1.2 輕烴檢測的作用

輕烴檢測的對象主要是巖心、巖屑自然脫附出來的混合氣。將采集的氣樣品注入氣相色譜儀進行分析，使氣樣品中的烴烴組分得到完全分離, 從而得到油氣輕烴組分。輕烴檢測的作用主要有3個：

（1）與氣測錄井只能檢測Cl～C5烴類組分相比，輕烴檢測的是Cl～C9烴組，獲得的輕烴信息更為豐富和全面，油氣性判斷更準確；

（2）水平井鉆井中，在水平段的PDC鉆頭鉆進條件下，巖屑細、量少，或者泥漿中存在磺化瀝青、白釉等帶有熒光成分的助劑，常規(guī)錄井難以識別油氣顯示，但輕烴檢測可以對現(xiàn)場確認儲層流體信息有指導(dǎo)意義；

（3）當(dāng)?shù)刭|(zhì)錄井和LWD曲線在判斷儲層流體性質(zhì)發(fā)生矛盾的情況下，輕烴檢測可以為判斷儲層含油氣性提供重要依據(jù)。

1.3 輕烴檢測取樣原則

（1）在鉆井中的取心或巖屑錄井，在巖心出筒、巖屑返出井口后立即取樣、快速清洗表面粘附的泥漿，裝瓶、壓蓋密封，確保巖樣的及時性；

（2）儲層的目的層段，取樣間距遵循以下原則：厚度大于5m的取樣品3顆以上；厚度小于2m的取樣品至少1顆；其它取樣品2～3顆；。

（3）一般的直井、斜井取樣參照儲層上述標準，水平井等間距取樣，一般2～5m取1顆樣品，顯示變差層段要加密取樣。

1.4 輕烴檢測的解釋處理

所取巖心或巖屑樣品，經(jīng)輕烴分析技術(shù)可以準確定性C9以內(nèi)的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、芳烴、環(huán)烷烴；也可以得到輕烴濃度、相對體積百分數(shù)、質(zhì)量百分數(shù)和比值參數(shù)。通過對資料的分析和研究，總結(jié)歸納出油、氣、水層的不同響應(yīng)特征，建立各項解釋圖版，進而對油、氣、水層進行準確識別。

2 在吉林油田的應(yīng)用實踐

2013年，吉林油田引進輕烴檢測技術(shù)，并在氣藏評價與產(chǎn)能建設(shè)和老油田產(chǎn)能建設(shè)中進行應(yīng)用，取得較好效果。下面以CS氣藏CH2-7測試進行闡述。

2.1 CH2-7井區(qū)氣藏情況

CS氣藏CH2-7井位于松遼盆地南部東南隆起區(qū)一南北走向的斷鼻構(gòu)造內(nèi)，目的層為泉頭組一段和三段。其中，泉一段為其它井已揭示，儲層有效孔隙度2.1%～14.9%，平均8.85%，滲透率0.02×10-3～49.13×10-3μm2，平均3.28×10-3μm2。儲層泥質(zhì)含量較高，孔滲非均質(zhì)程度較強，屬于特低孔-低滲儲層。

CH2-7為該構(gòu)造揭示泉三段氣藏的重點井，同時為評價區(qū)塊其它層系含氣性的評價井，該井的含氣性程度及其分析的準確性直接關(guān)系該斷鼻構(gòu)造的天然氣潛力、分布特征及其產(chǎn)能建設(shè)的部署和實施規(guī)模。因此，有必要增加輕烴測試分析項目，并與常規(guī)的完井電測項目進行對比分析，落實泉三段氣層及其它層系的含氣情況，以便進行天然氣產(chǎn)能建設(shè)部署。

2.2 巖屑取樣情況

CH2-7井于2012年12月1日完鉆，完鉆井深1909m，鉆頭地層泉一段。按照上述的取樣原則，該井在取樣井段1320～1874m共取樣分析141顆樣品，平均取樣間隔2.17m，分析儲層24小層。這些樣品的含氣性分析基本可以代表目的層的儲層含氣性情況，結(jié)合其它已鉆井情況，可以勾勒出該氣藏泉一段和泉三段的氣藏含氣性縱橫向分布。

2.3 輕烴分析情況

在分析該區(qū)塊各層系氣藏相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合輕烴檢測的資料實驗分析，確定輕烴檢測分析中各組分的解釋標準（表1）。

表1 CS氣藏輕烴檢測解釋標準

在上述解釋標準的指導(dǎo)下，通過油氣田開發(fā)專家系統(tǒng)干預(yù)，進行參數(shù)的自動分析與含氣性判別，獲得儲層的含油氣性綜合成果圖。

通過上述綜合解釋與分析，CH2-7井輕烴檢測共解釋24 層，分4類：

（1）濕氣層：共解釋6層、厚度8.4m（表2、圖2）。C1～C5含量較大，占總烴50%以上，說明地層中含氣為主，但甲烷含量小于90%，為濕氣；

（2）氣水同層：共解釋10層、厚度22.4m（表2、圖3）。隨著苯、甲苯含量的減少，總烴面積變小，各敏感參數(shù)逐漸減小，說明地層中含水。

（3）干層：共解釋8層、厚度34.1m（表2、圖4）?？偀N減小，C1～C5的含量相對增加，C6～C9含量幾乎為0，說明儲層為干層。

（4）含輕質(zhì)油層：儲層中C6～C9、苯、甲苯都有一定的含量，說明地層中含有少許的原油（輕質(zhì)油），但隨著深度的增加輕質(zhì)油含量減少（由于輕質(zhì)油含量較少，未單獨標示）。

表2 CH2-7井儲層含氣性及其參數(shù)情況

圖2 CH2-7井輕烴檢測濕氣層典型譜圖

圖3 CH2-7井輕烴檢測氣水同層典型譜圖

圖4 CH2-7井輕烴檢測干層典型譜圖

2.4 輕烴檢測與完井電測成果對比

輕烴檢測結(jié)果與該井完井電測曲線對比時發(fā)現(xiàn)，兩者共存在13層的解釋差異，占分析層數(shù)的54.2%（表3）。兩中錄井分析技術(shù)在差氣層和氣水同層方面分析結(jié)果差異較大，完井分析為氣層、差氣層的部分層段被輕烴分析為氣水同層或氣層。

表3 CH2-7井輕烴檢測與電測成果對比表

分析認為，常規(guī)的氣測只能錄取和分析到C5，C5以后的很多含氣性信息中包含的水的信息被漏掉，因此原分析為氣層（差氣層）的層段經(jīng)過輕烴分析后被調(diào)整為氣水同層。這也是輕烴檢測技術(shù)在分析判斷C5～C9方面存在的優(yōu)勢。

2.5 儲層動用驗證情況

為驗證輕烴分析與常規(guī)錄井在判別含氣性較差儲層方面的優(yōu)劣，2013年分別對該井的76、86、88、89、94、96、99號層進行試氣、試采，測試結(jié)果有差異的是76、88、94、99號層。扣除投產(chǎn)時的壓裂液返排，所動用的層段含有一定量的地層水，與輕烴檢測的結(jié)果相符。同時，檢測到的少量輕質(zhì)油在該井的動態(tài)生產(chǎn)中得到驗證。

另外，該井此次動用的為區(qū)塊主力層下方的登婁庫組，在登婁庫組含氣性的檢測和動用均為首次，相關(guān)數(shù)據(jù)將為本地區(qū)新含氣層的發(fā)現(xiàn)和動用提供可靠依據(jù)。

3 結(jié)論與認識

從吉林油田的礦場應(yīng)用來看，輕烴檢測分析技術(shù)較常規(guī)的完井測井解釋在判斷含水性和流體識別方面具有明顯優(yōu)勢，還可用于判斷儲層性質(zhì)及其流體類型可應(yīng)用于油氣田的開發(fā)上。

在礦場應(yīng)用方面，建議根據(jù)鉆井巖屑的顯示，靈活加密取樣某些可疑層段和重要潛力層，以精細解剖儲層性質(zhì)及其流體的量化判斷充分，發(fā)揮輕烴檢測的技術(shù)優(yōu)勢。

[1] 郎東升，姜道華等.2008.熒光顯微圖像及輕烴分析技術(shù)在油氣勘探開發(fā)中的應(yīng)用[M]，北京：石油工業(yè)出版社：80-146.

[2] 李廣之.常見輕烴分析法原理概論及應(yīng)用效果評價[J]，油氣化探，1998（33）：5-8.

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