氣測(cè)錄井全烴值大于100%的原因分析

徐莉惠

摘 要：根據(jù)目前現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)的全烴工作曲線做法，氫焰色譜儀的工作原理及其現(xiàn)場(chǎng)氣測(cè)儀的檢測(cè)方式，以及現(xiàn)場(chǎng)多口井的氣測(cè)錄井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)氣測(cè)錄井理論的研究，認(rèn)為在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄井作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)氣測(cè)全烴值大于100%（甚至可能比較大）是正常的現(xiàn)象。全烴值大于100%對(duì)油氣的解釋評(píng)價(jià)基本上不產(chǎn)生影響。氣測(cè)值的高低與多種因素有關(guān)，而且氣測(cè)值的大小是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的，氣測(cè)解釋時(shí)主要采用的方法是“全烴確定異常，烴組分值確定異常性質(zhì)”，只要一口井采用一種氣測(cè)操作模式，即使出現(xiàn)上述現(xiàn)象也不會(huì)對(duì)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：氣測(cè)；錄井；全烴；影響因素；原因分析

1 氣測(cè)錄井儀介紹

氣測(cè)錄井屬碎鉆天然氣地面測(cè)試技術(shù)，主要是通過(guò)對(duì)鉆井液中天然氣的含量和組成成分進(jìn)行分析，依此來(lái)判斷地層流體性質(zhì)，間接地對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)。氣測(cè)錄井能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)油氣層，并對(duì)井涌、井噴等工程事故進(jìn)行預(yù)警。

根據(jù)所用儀器不同，氣測(cè)錄井可分為兩種，即半自動(dòng)氣測(cè)和色譜氣測(cè)。在探井中根據(jù)半自動(dòng)氣測(cè)成果可以發(fā)現(xiàn)油氣顯示，但是不能有效地判斷油氣性質(zhì)，劃分油氣水層。色譜氣測(cè)則可以判斷油、氣層性質(zhì)，劃分油、氣、水層，提高解釋精度。

2 鉆井液攜帶的烴類氣體

烴類氣體具有溶解性。它不僅能溶于石油，而且還能溶解于水中，這樣就形成了溶解氣的儲(chǔ)集。以甲烷為例，在石油中的溶解度為水中溶解度的10倍。假如甲烷在石油中的溶解度為1，則乙烷為5.5，丙烷為18.5，丁烷以上的烴氣，可按任意比例與石油混合。二氧化碳和硫化氫在石油中的溶解度比在水中要稍大一些，氮?dú)鈩t不易溶解于石油中。

烴類氣體的儲(chǔ)集狀態(tài)一般有：游離狀態(tài)、溶解狀態(tài)和吸附狀態(tài)三種。在鉆井過(guò)程中，天然氣以兩種方式進(jìn)入鉆井液。

其一是來(lái)自鉆碎的巖石中的油氣進(jìn)入鉆井液。油氣層被鉆開后，巖屑中的油氣由于受到鉆頭的機(jī)械破碎作用，有一部分逐漸釋放到鉆井液中。單位時(shí)間鉆開的油氣層體積越大，進(jìn)入鉆井液的油氣越多。

其二是由鉆穿的油氣層中的油氣，經(jīng)滲濾和擴(kuò)散的作用而進(jìn)入鉆井液。有以下兩種，第一種：油氣層中的油氣經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入鉆井液，即油氣分子通過(guò)某種介質(zhì)從濃度高的地方向濃度低的地方移動(dòng)而進(jìn)入鉆井液。第二種：油氣層中的油氣經(jīng)滲濾作用進(jìn)入鉆井液，即油氣層的壓力大于液柱壓力時(shí)，油氣在壓力差的作用下，沿巖石的裂縫、孔隙以及構(gòu)造破碎帶，向壓力較低的鉆井液中移動(dòng)。

進(jìn)入鉆井液的天然氣可分為：破碎氣、擴(kuò)散氣、壓差氣（接單根氣和后效氣）、再循環(huán)氣。氣測(cè)錄井儀所測(cè)的氣體即隨鉆井液返到井口的游離氣和脫氣器脫出的溶于鉆井液中的部分氣體。

3 氣測(cè)顯示的影響因素分析

綜合分析影響氣測(cè)錄井資料的主要因素，對(duì)分清資料真?zhèn)问鞘种匾?。錄井中要根?jù)具體情況，消除影響，取全取準(zhǔn)各項(xiàng)資料。消除部分影響因素，為加強(qiáng)氣測(cè)錄井技術(shù)深入研究，使其真正實(shí)現(xiàn)從定性向定量發(fā)展，提出了幫助。

以通過(guò)鉆井液實(shí)時(shí)連續(xù)檢測(cè)烴類氣體為目的的氣測(cè)錄井在油氣勘探開發(fā)過(guò)程中一直起著其它錄井手段無(wú)法替代的作用。

鉆井液密度、鉆頭尺寸、鉆進(jìn)速度、鉆井液排量等鉆井工程因素都可能影響氣測(cè)值。相同性質(zhì)的油氣層，在不同條件下鉆井，會(huì)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的氣測(cè)異常。

3.1 儲(chǔ)集層及油氣自身特性的影響

儲(chǔ)層含油氣量、氣油比、原油性質(zhì)、滲流性、地層壓力等儲(chǔ)集層及油氣自身特性是氣測(cè)顯示的主要影響因素。

3.2 鉆井條件的影響

3.2.1 鉆頭直徑的影響

當(dāng)其它條件一定時(shí)，鉆頭直徑越大，破碎巖石體積越多，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多。

3.2.2 鉆井速度的影響

在相同的地質(zhì)條件下，鉆速越大，單位時(shí)間破碎巖石體積越大，進(jìn)入鉆井液中的油氣含量越多。

3.3.3 鉆井液排量的影響

排量越大，鉆井液在井底停留時(shí)間越短，通過(guò)擴(kuò)散和滲濾方式進(jìn)入鉆井液中的氣相對(duì)減少。

3.3.4 鉆井液密度的影響

一般情況下，為了保證鉆井施工正常進(jìn)行，總要使鉆井液柱壓力略大于地層壓力。以壓力平衡點(diǎn)為分界點(diǎn)，鉆井液密度對(duì)含氣顯示影響差別是較大的，在欠平衡狀態(tài)，壓差氣將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)破碎氣。

3.3.5 鉆井液粘度的影響

鉆井液粘度大，降低了氣測(cè)錄井的脫氣效率，使氣測(cè)錄井異常顯示值較低，氣測(cè)基值會(huì)有不同程度地增加，油氣的上竄現(xiàn)象不明顯。

3.3.6 接單根及后效氣的影響

不利的方面：一是加大了氣測(cè)真假顯示的識(shí)別難度，二是影響了氣測(cè)顯示的真實(shí)值。有利的方面：可以作為判斷油氣層以及含油氣程度的輔助手段，同時(shí)也是實(shí)時(shí)檢測(cè)漏失氣顯示時(shí)的重要參考資料。

3.3.7 鉆井液處理劑的影響

在目前的鉆井過(guò)程中，鉆井液中要根據(jù)不同的鉆井施工需求，加入一定數(shù)量的鉆井液處理劑。鉆井液處理劑對(duì)氣測(cè)錄井均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。

4 氣測(cè)錄井儀器色譜標(biāo)定方法

依據(jù)中石化的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LJ/KZ 7.5.1-12.1-2001色譜氣測(cè)儀儀器刻度方法，在做全烴工作曲線時(shí)，采用最高濃度為100%的純C1樣進(jìn)行滿度標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)只能采用純C1樣進(jìn)行標(biāo)定，因?yàn)槿舨捎没旌辖M分樣進(jìn)行標(biāo)定，則隨著混合樣中各組份比例的不同，將會(huì)導(dǎo)致不同濃度的全烴出峰，從而不能做出精確的標(biāo)定。

儀器刻度的原則如下：連續(xù)錄井6個(gè)月以及更換、維修色譜柱或鑒定器、放大器等主要部件后，或者錄井過(guò)程中注樣標(biāo)定檢查時(shí)，有3個(gè)以上濃度點(diǎn)出現(xiàn)與工作曲線誤差大于15%的情況時(shí)，由錄井隊(duì)儀器負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)刻度。

4.1 氫焰色譜儀的工作原理

目前進(jìn)行色譜分析所采用的均是氫火焰離子化鑒定器。它是以氫氣在空氣中燃燒所生成的火焰為能源，使被分析的含碳有機(jī)物中的碳元素離子化，產(chǎn)生了數(shù)目相等的正離子和負(fù)離子（電子）。在離子室的收集極和發(fā)射極的電場(chǎng)作用下，正負(fù)離子各往相反的方向移動(dòng)，產(chǎn)生微電流，經(jīng)放大后進(jìn)行輸出。電離電流的大小與有機(jī)物的含碳量和濃度有關(guān)。有機(jī)物的含碳量和濃度越大，產(chǎn)生的電離電流越大。endprint

4.2 現(xiàn)場(chǎng)能夠檢測(cè)到的氣體

由于氣體的不同形態(tài)，大于C6的組分液化點(diǎn)很低，在常溫下（30℃）一般只能檢測(cè)出C6以前的氣體。檢測(cè)到的氣體是包含了C元素的烴類并能夠燃燒產(chǎn)生電離的氣體，這就包括了C元素的同分異構(gòu)體（如C2H2，C5的三種同分異構(gòu)體等），這些同分異構(gòu)體在色譜組分中我們不能全部檢測(cè)出來(lái)。

4.3 原因分析

檢測(cè)到的全烴總的來(lái)說(shuō)是上述烴類的總和，但并不是單純的“+”的關(guān)系，如異丁烷（iC4），可能是小于4倍的關(guān)系（具體是多少倍目前尚無(wú)專業(yè)定論，此處以4倍表示）?？梢源致缘氐玫较率鲇?jì)算式：

全烴=C1+2C2+3C3+4（iC4+nC4）+5（iC5+nC5）+其它同分異構(gòu)體含量

從上式可以看出，由于全烴的含量是由100%的C1進(jìn)行標(biāo)定，若在現(xiàn)場(chǎng)全烴全由純C1組成，則最高為100%；但實(shí)際情況下，它是由烴類化全物組成的，由于其它組分（尤其是重?zé)N組分）的倍數(shù)關(guān)系的存在，全烴完全可能超過(guò)100%，并可能達(dá)到一個(gè)比較高的值。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，我們可以看出，由于目前現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)的全烴工作曲線做法，氫焰色譜儀的工作原理及其現(xiàn)場(chǎng)氣測(cè)儀的檢測(cè)方式，可以得出以下結(jié)論：在錄井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄井作業(yè)時(shí)，氣測(cè)全烴值大于100%（甚至可能比較大）是正常的現(xiàn)象。

氣測(cè)值的高低與多種因素有關(guān)，而且氣測(cè)值的大小是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的，氣測(cè)解釋時(shí)主要采用的方法是“全烴確定異常，烴組分值確定異常性質(zhì)”，只要一口井采用一種氣測(cè)操作模式，即使出現(xiàn)上述現(xiàn)象也不會(huì)對(duì)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。

特殊的油氣層也有可能出現(xiàn)全烴值大于100%的現(xiàn)象。另外，某些人為的因素改變了標(biāo)定時(shí)的氣測(cè)測(cè)量參數(shù)也有可能發(fā)生全烴值大于100%的現(xiàn)象。因此，在氣測(cè)錄井過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)定時(shí)確定的氣測(cè)參數(shù)進(jìn)行氣測(cè)錄井，絕對(duì)不允許任意改變測(cè)量參數(shù)，避免氣測(cè)全烴值和烴組分值失真。

不管什么原因產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象，都會(huì)給人們的認(rèn)識(shí)帶來(lái)一定的困惑，所以我們?cè)阡浘?，?yīng)根據(jù)地下油氣性質(zhì)，選用適合的儀器的類型和測(cè)量方式，不同區(qū)塊選用相應(yīng)的混合氣樣進(jìn)行標(biāo)定，盡可能選用適合的混合氣體和標(biāo)定方式。

參考文獻(xiàn)

[1]任光軍.關(guān)于氣測(cè)錄井?dāng)?shù)據(jù)的應(yīng)用探討[J].錄井技術(shù)，2003，14（3）.

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[8]李鵬，楊壽文，王洪義，等.錄井信息綜合應(yīng)用的研究[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2006，19（8）.endprint

4.2 現(xiàn)場(chǎng)能夠檢測(cè)到的氣體

由于氣體的不同形態(tài)，大于C6的組分液化點(diǎn)很低，在常溫下（30℃）一般只能檢測(cè)出C6以前的氣體。檢測(cè)到的氣體是包含了C元素的烴類并能夠燃燒產(chǎn)生電離的氣體，這就包括了C元素的同分異構(gòu)體（如C2H2，C5的三種同分異構(gòu)體等），這些同分異構(gòu)體在色譜組分中我們不能全部檢測(cè)出來(lái)。

4.3 原因分析

檢測(cè)到的全烴總的來(lái)說(shuō)是上述烴類的總和，但并不是單純的“+”的關(guān)系，如異丁烷（iC4），可能是小于4倍的關(guān)系（具體是多少倍目前尚無(wú)專業(yè)定論，此處以4倍表示）。可以粗略地得到下述計(jì)算式：

全烴=C1+2C2+3C3+4（iC4+nC4）+5（iC5+nC5）+其它同分異構(gòu)體含量

從上式可以看出，由于全烴的含量是由100%的C1進(jìn)行標(biāo)定，若在現(xiàn)場(chǎng)全烴全由純C1組成，則最高為100%；但實(shí)際情況下，它是由烴類化全物組成的，由于其它組分（尤其是重?zé)N組分）的倍數(shù)關(guān)系的存在，全烴完全可能超過(guò)100%，并可能達(dá)到一個(gè)比較高的值。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，我們可以看出，由于目前現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)的全烴工作曲線做法，氫焰色譜儀的工作原理及其現(xiàn)場(chǎng)氣測(cè)儀的檢測(cè)方式，可以得出以下結(jié)論：在錄井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄井作業(yè)時(shí)，氣測(cè)全烴值大于100%（甚至可能比較大）是正常的現(xiàn)象。

氣測(cè)值的高低與多種因素有關(guān)，而且氣測(cè)值的大小是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的，氣測(cè)解釋時(shí)主要采用的方法是“全烴確定異常，烴組分值確定異常性質(zhì)”，只要一口井采用一種氣測(cè)操作模式，即使出現(xiàn)上述現(xiàn)象也不會(huì)對(duì)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。

特殊的油氣層也有可能出現(xiàn)全烴值大于100%的現(xiàn)象。另外，某些人為的因素改變了標(biāo)定時(shí)的氣測(cè)測(cè)量參數(shù)也有可能發(fā)生全烴值大于100%的現(xiàn)象。因此，在氣測(cè)錄井過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)定時(shí)確定的氣測(cè)參數(shù)進(jìn)行氣測(cè)錄井，絕對(duì)不允許任意改變測(cè)量參數(shù)，避免氣測(cè)全烴值和烴組分值失真。

不管什么原因產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象，都會(huì)給人們的認(rèn)識(shí)帶來(lái)一定的困惑，所以我們?cè)阡浘?，?yīng)根據(jù)地下油氣性質(zhì)，選用適合的儀器的類型和測(cè)量方式，不同區(qū)塊選用相應(yīng)的混合氣樣進(jìn)行標(biāo)定，盡可能選用適合的混合氣體和標(biāo)定方式。

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4.2 現(xiàn)場(chǎng)能夠檢測(cè)到的氣體

由于氣體的不同形態(tài)，大于C6的組分液化點(diǎn)很低，在常溫下（30℃）一般只能檢測(cè)出C6以前的氣體。檢測(cè)到的氣體是包含了C元素的烴類并能夠燃燒產(chǎn)生電離的氣體，這就包括了C元素的同分異構(gòu)體（如C2H2，C5的三種同分異構(gòu)體等），這些同分異構(gòu)體在色譜組分中我們不能全部檢測(cè)出來(lái)。

4.3 原因分析

檢測(cè)到的全烴總的來(lái)說(shuō)是上述烴類的總和，但并不是單純的“+”的關(guān)系，如異丁烷（iC4），可能是小于4倍的關(guān)系（具體是多少倍目前尚無(wú)專業(yè)定論，此處以4倍表示）。可以粗略地得到下述計(jì)算式：

全烴=C1+2C2+3C3+4（iC4+nC4）+5（iC5+nC5）+其它同分異構(gòu)體含量

從上式可以看出，由于全烴的含量是由100%的C1進(jìn)行標(biāo)定，若在現(xiàn)場(chǎng)全烴全由純C1組成，則最高為100%；但實(shí)際情況下，它是由烴類化全物組成的，由于其它組分（尤其是重?zé)N組分）的倍數(shù)關(guān)系的存在，全烴完全可能超過(guò)100%，并可能達(dá)到一個(gè)比較高的值。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，我們可以看出，由于目前現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)的全烴工作曲線做法，氫焰色譜儀的工作原理及其現(xiàn)場(chǎng)氣測(cè)儀的檢測(cè)方式，可以得出以下結(jié)論：在錄井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄井作業(yè)時(shí)，氣測(cè)全烴值大于100%（甚至可能比較大）是正常的現(xiàn)象。

氣測(cè)值的高低與多種因素有關(guān)，而且氣測(cè)值的大小是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的，氣測(cè)解釋時(shí)主要采用的方法是“全烴確定異常，烴組分值確定異常性質(zhì)”，只要一口井采用一種氣測(cè)操作模式，即使出現(xiàn)上述現(xiàn)象也不會(huì)對(duì)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。

特殊的油氣層也有可能出現(xiàn)全烴值大于100%的現(xiàn)象。另外，某些人為的因素改變了標(biāo)定時(shí)的氣測(cè)測(cè)量參數(shù)也有可能發(fā)生全烴值大于100%的現(xiàn)象。因此，在氣測(cè)錄井過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)定時(shí)確定的氣測(cè)參數(shù)進(jìn)行氣測(cè)錄井，絕對(duì)不允許任意改變測(cè)量參數(shù)，避免氣測(cè)全烴值和烴組分值失真。

不管什么原因產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象，都會(huì)給人們的認(rèn)識(shí)帶來(lái)一定的困惑，所以我們?cè)阡浘?，?yīng)根據(jù)地下油氣性質(zhì)，選用適合的儀器的類型和測(cè)量方式，不同區(qū)塊選用相應(yīng)的混合氣樣進(jìn)行標(biāo)定，盡可能選用適合的混合氣體和標(biāo)定方式。

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