便攜式離子分析技術(shù)指導(dǎo)南海西部非常規(guī)油氣藏評(píng)價(jià)

張明杰 夏竹君 張?zhí)m江 李國(guó)軍 楊紅君

(1.中海石油有限公司湛江分公司 廣東 湛江 524057；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司 廣東 湛江 524057；3. 中海油田服務(wù)股份有限公司 河北 燕郊 101149)

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·儀器設(shè)備與應(yīng)用·

便攜式離子分析技術(shù)指導(dǎo)南海西部非常規(guī)油氣藏評(píng)價(jià)

張明杰1夏竹君2張?zhí)m江2李國(guó)軍3楊紅君1

(1.中海石油有限公司湛江分公司 廣東 湛江 524057；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司 廣東 湛江 524057；3. 中海油田服務(wù)股份有限公司 河北 燕郊 101149)

便攜式離子分析技術(shù)在南海西部試驗(yàn)時(shí)，研究出了計(jì)算泥漿混入量及估算純地層水礦化度的方法，將現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，誤差很小。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是時(shí)效性強(qiáng)，精度符合要求，在南海西部油田得到推廣應(yīng)用，在非常規(guī)油氣藏中，為實(shí)時(shí)測(cè)井解釋及油藏評(píng)價(jià)提供了重要依據(jù)。

離子分析 ；油藏評(píng)價(jià)；非常規(guī)油氣藏；礦化度

0 引 言

南海西部油田常規(guī)的地層流體樣品離子分析技術(shù)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的，樣品分析周期在一個(gè)月以上，對(duì)海上油氣識(shí)別及油藏評(píng)價(jià)難以發(fā)揮重要作用。本文提出的便攜式現(xiàn)場(chǎng)離子分析技術(shù)，只需一個(gè)帶水分析設(shè)備的小型集裝箱和一名現(xiàn)場(chǎng)分析人員，在現(xiàn)場(chǎng)就能提供分析結(jié)果，大大提高了時(shí)效，在南海西部非常規(guī)油氣藏評(píng)價(jià)方面發(fā)揮了重要作用。

1 便攜式離子分析技術(shù)

1.1 離子分析原理

離子分析技術(shù)是利用離子色譜方法快速測(cè)定樣品中常見陰陽(yáng)離子的含量，研究工區(qū)地層水和泥漿濾液離子含量，優(yōu)選純地層水和泥漿濾液中的特定離子，估算樣品中的泥漿濾液含量，同時(shí)推算純地層水的總礦化度，為研究工區(qū)水動(dòng)力作用、地球化學(xué)特征、油藏沉積環(huán)境、油氣藏評(píng)價(jià)等提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[1～4]。

1.2 離子分析儀器

引進(jìn)的是瑞士Metrohm公司792型通用離子色譜儀， 6.1006.520 Metrosep A Supp5型陰離子柱和6.1050.4×0 Metrosep C 4型陽(yáng)離子柱、保護(hù)柱、抑制器、電導(dǎo)檢測(cè)器、20 μL進(jìn)樣環(huán)及其配套軟件，使用的化學(xué)試劑均為分析純。由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，用蒸餾水代替去離子水進(jìn)行配液。

2 工區(qū)試驗(yàn)及改進(jìn)創(chuàng)新

2.1 工區(qū)特點(diǎn)

經(jīng)過南海西部多口井電纜地層測(cè)試取樣樣品分析發(fā)現(xiàn)，地層取樣樣品中主要含有Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-，其中Mg2+、Ca2+、NH4+、SO42-、HCO3-、CO32-在取樣到測(cè)試過程中，容易受到溫度、 壓力、PH值、溶解氣等因素影響，離子易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。Na+、K+、Cl-離子不易與其它物質(zhì)反應(yīng)，但是Na+、Cl-在地層樣品和泥漿濾液中含量一般都很高，不易定量計(jì)算。而K+在樣品中含量變化較大，是區(qū)分地層水和泥漿濾液的最佳離子。

2.2 改進(jìn)分析方法

由于樣品中各種離子的濃度很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了色譜柱的線性分析范圍，因而需要進(jìn)行稀釋，通常稀釋100～1 000倍。稀釋的樣品經(jīng)過0.22 μm的濾膜過濾，陰離子中的CO32-、HCO3-使用電位滴定儀的方法測(cè)定,其它離子用離子色譜法測(cè)定。

2.3 研究計(jì)算方法

取某地區(qū)中水分析資料K+含量的平均值作為該地層水的背景值，對(duì)同一口井的泥漿濾液和地層取樣樣品進(jìn)行K+的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，根據(jù)該工區(qū)的特點(diǎn)，研究出了計(jì)算地層取樣樣品中泥漿濾液的混入量和估算純地層水的總礦化度的方法，這種創(chuàng)新方法為離子分析技術(shù)提出更廣闊的應(yīng)用前景。

計(jì)算樣品中泥漿濾液混入量的公式如下：

式中：M為樣品中泥漿濾液的含量，%；R0為地區(qū)地層水中K+含量的背景值，mg/L；R1為泥漿中K+的含量，mg/L；R2為樣品中K+的含量，mg/L。

估算純地層水礦化度的公式如下：

式中：S0為純地層水總礦化度，mg/L；S1為泥漿濾液總礦化度 ，mg/L；S2為地層取樣樣品總礦化度，mg/L。

2.4 分析結(jié)果對(duì)比

表1為南海西部北部灣某口井的實(shí)驗(yàn)室分析與現(xiàn)場(chǎng)離子分析技術(shù)結(jié)果對(duì)比情況，兩者離子分析結(jié)果基本一致，可見現(xiàn)場(chǎng)離子分析技術(shù)可以替代實(shí)驗(yàn)室分離技術(shù)。

表1 現(xiàn)場(chǎng)離子分析與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果分析對(duì)比

3 應(yīng)用分析

實(shí)例1：如圖1所示，某氣井A在2 860m～2 868m電阻率比下部水層略高，受取心影響氣測(cè)曲線降低，難以確認(rèn)是否為純氣層。因此選在2 862m處進(jìn)行泵抽取樣(泵抽613min，泵出體積76 305cc)，另外在取樣過程中，第1個(gè)樣品中沒有氣體只有水，而第3個(gè)樣品中有水和氣體，將兩種樣品中的液體進(jìn)行離子分析，并與泥漿濾液對(duì)比，見表2，兩種樣品中各離子濃度與泥漿濾液中的離子濃度差別很小。分析認(rèn)為這兩種樣品中的水均為泥漿濾液，說明泥漿侵入程度較深，由于樣品3中見到了氣體，綜合解釋為氣層。

圖1 某地區(qū)氣井A 綜合測(cè)井解釋成果圖

實(shí)例2 ：如圖2所示，某氣井B在3 235m處電阻率為3.5Ω·m，與上部氣層相比電阻率較低，氣測(cè)值有明顯下降趨勢(shì)，為了求證此處流體性質(zhì)，進(jìn)行泵抽流體取樣，泵抽300min，放樣結(jié)果液體為水，含少量氣?，F(xiàn)場(chǎng)做了離子分析,見表3?？梢钥闯觯瑑煞N樣品各種離子與泥漿濾液相比差別較大，尤其是鉀離子濃度只有泥漿濾液的五分之一左右，估算的泥漿混入量約為9%，說明已經(jīng)取到近似純的地層流體，綜合解釋為含氣水層。

表2 氣井A現(xiàn)場(chǎng)樣品(2 862 m)離子分析結(jié)果

圖2 某地區(qū)氣井B綜合測(cè)井解釋成果圖

表3 氣井B現(xiàn)場(chǎng)樣品(3 235 m)離子分析結(jié)果

4 結(jié) 論

便攜式離子分析技術(shù)通過分析泥漿濾液和地層取樣獲得水樣的離子含量，可計(jì)算地層取樣樣品中泥漿濾液的混入量和估算純地層水的總礦化度，為測(cè)井解釋及油藏評(píng)價(jià)提供了精確的參數(shù)，在南海西部非常規(guī)油藏評(píng)價(jià)中發(fā)揮了重要作用。

[1] 王向榮,周燦燦,王昌學(xué).電纜地層測(cè)試器測(cè)井應(yīng)用綜述[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2008,23(5):1579-1585.

[2].關(guān)翠林,王尚芝,孟雙明. 離子色譜法進(jìn)展.光譜實(shí)驗(yàn)室[J].2004,21(2):355-358.

[3].鄒艷萍. 油田水離子色譜分析技術(shù)在遼河油田的應(yīng)用.錄井工程[J].2008,19(1):9-13.

[4].孔昭柯,崔 嵐,王 琦.離子色譜法用于分析油田地層水.油田化學(xué)[J],1997,14(3):261-264.

Portable Ion Analyzing Technique Guiding the Evaluation of Unconventional Reservoirs in the West of South China Sea

ZHANG Mingjie1XIA Zhujun2ZHANG Lanjiang2LI Guojun3YANG Hongjun1

(1.CNOOCCo.,LTD.Zhanjiangbranch,zhanjiang，guangdong524057,China；2.CNOOCenergydevelopmentco.,LTD.Engineeringofzhanjiangbranch,zhanjiang,guangdong524057，China;3.OilfieldServicesLimited,CNOOC，Yanjiao,Hebei101149,China)

On the experiment of portable ion analyzing technique in the west of south China sea, we worked out the methods for calculating the amount of mud mixing and estimating the salinity of pure formation water. The error is negligible through comparing the results of analysis on well site with the experimentation. The main characteristics of this technique are its high efficiency and accuracy. It is widely applied in the west of south China sea, and supplied important reference for real-time well logging interpretation and reservoir evaluation in unconventional reservoirs.

ion analyzing， reservoir evaluation， unconventional reservoir， salinity of formation water

張明杰，男，1972年生，測(cè)井總監(jiān)，1996年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)在中海石油有限公司湛江分公司勘探開發(fā)部從事測(cè)井、錄井現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理及研究工作。E-mail:Zhangmj@cnooc.com.cn

TE372

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2096-0077(2015)01-0058-03

2014-06-12 編輯：韓德林)