利用錄井圖版判別渤海油田原油性質(zhì)的新方法*

胡 云 譚忠健 張建斌 尚鎖貴 陳 靖 楊 露 袁勝斌

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452； 3.中法渤海地質(zhì)服務有限公司 天津 300452)

利用錄井圖版判別渤海油田原油性質(zhì)的新方法*

胡 云1譚忠健1張建斌2尚鎖貴1陳 靖2楊 露2袁勝斌3

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452； 3.中法渤海地質(zhì)服務有限公司 天津 300452)

胡云,譚忠健,張建斌，等.利用錄井圖版判別渤海油田原油性質(zhì)的新方法[J].中國海上油氣，2016,28(5)：44-48.

Hu Yun,Tan Zhongjian,Zhang Jianbin,et al.A new method to discriminate crude oil properties with mud logging charts in Bohai oilfield[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(5):44-48.

渤海油田油藏類型豐富、原油性質(zhì)多樣，同一單井鉆探中會鉆遇不同油質(zhì)的油藏，給原油性質(zhì)的快速準確判別帶來了難題?；诓澈Ｓ吞锎罅康匿浘當?shù)據(jù)，在深入分析熱解地化錄井和三維定量熒光錄井判別原油性質(zhì)基本原理的基礎上，提出了利用相關錄井參數(shù)及其衍生參數(shù)建立判別圖版來判別原油性質(zhì)的新方法。應用效果表明，利用本文提出的錄井圖版法預判原油性質(zhì)準確率高，可為進一步了解研究區(qū)油質(zhì)分布規(guī)律及確定油田開發(fā)方案提供參考依據(jù)。

錄井；熱解地化；三維定量熒光；圖版法；原油性質(zhì)；渤海油田

在油氣藏形成過程中，烴類的運移、散失及微生物改造等作用會使原油性質(zhì)發(fā)生變化而形成不同油質(zhì)的油氣藏[1]。實踐表明，油質(zhì)輕重對錄井油氣檢測參數(shù)有很大的影響，并進一步影響到油、氣、水性質(zhì)的判斷。

目前獲取原油性質(zhì)最直接、最準確的方法是對地層取樣得到的地層流體樣品進行檢測，但并不是每一個油氣層都能夠及時獲取地層流體樣品。熱解地化及三維定量熒光錄井可對單井縱向剖面的含油氣情況進行系統(tǒng)的檢測，對于評價含油氣性及預判油質(zhì)具有較高的實用價值[2-4]。判斷不同油質(zhì)儲層的流體性質(zhì)須應用不同的標準或者模版，同時通過試油井與未試油井分析得出的原油性質(zhì)參數(shù)對比，可以揭示目的儲層原油性質(zhì)分布規(guī)律，為進一步確定油藏開發(fā)方案提供參考依據(jù)。

渤海油田油藏類型豐富、原油性質(zhì)多樣，同一單井鉆探中會鉆遇輕、中、重質(zhì)等不同油質(zhì)的油藏，給油質(zhì)的準確判別帶來了挑戰(zhàn)。筆者通過對渤海油田熱解地化錄井及三維定量熒光錄井資料進行系統(tǒng)分析，探索建立了幾種原油性質(zhì)判別圖版，并進行了實例應用分析，從而為進一步了解該地區(qū)油質(zhì)分布規(guī)律及確定油藏開發(fā)方案提供了參考依據(jù)。

1 基本原理

1.1 地化錄井判別原油性質(zhì)

現(xiàn)場地化錄井主要有3項技術(shù)，分別是巖石熱解分析、熱解氣相色譜分析及輕烴分析。巖石熱解分析通過梯度加熱得到氣態(tài)烴含量S0、液態(tài)烴含量S1及熱解烴含量S2。S0、S1、S2分別代表原油中的輕質(zhì)、中質(zhì)及重質(zhì)烴類組分的含量[5]，其衍生參數(shù)(S0+S1)/S2代表原油中的輕質(zhì)、中質(zhì)組分與重質(zhì)組分含量的比值，這些參數(shù)與油質(zhì)的輕重具有相關性[6]。熱解氣相色譜分析能夠測量烴類混合物中單個烴類組分的含量，如nC40以內(nèi)的所有正構(gòu)烷烴、姥鮫烷及植烷的色譜峰值、各組分的相對含量及主峰碳等參數(shù)[7]，利用這些數(shù)據(jù)可以得到如∑nC21-/∑nC22+、(nC21+nC22)/(nC28+nC29)、∑nC17-/∑nCn及∑nC30+/∑nCn等衍生參數(shù)[8]。不同密度的原油輕重組分的含量有明顯區(qū)別，利用巖石熱解分析與熱解氣相色譜分析能夠得到反映油質(zhì)輕重的基礎參數(shù)和若干衍生參數(shù)，并進一步可優(yōu)選出對油質(zhì)敏感的參數(shù)進行油質(zhì)評價。

1.2 三維定量熒光判別原油性質(zhì)

三維定量熒光技術(shù)是利用石油中所含的芳香烴等成分在紫外線照射下能夠被激發(fā)并發(fā)射熒光的特性，通過檢測樣品熒光光譜和激發(fā)、發(fā)射波長及其強度，定量計算樣品的含油濃度并判別原油性質(zhì)[9-11]。

三維定量熒光分析能得到二維指紋圖譜、三維熒光圖譜及多個參數(shù)，如熒光強度F、激發(fā)波長Ex、發(fā)射波長Em、含油濃度C、熒光對比級N、油性指數(shù)Oc等[12]。通過統(tǒng)計大量實驗數(shù)據(jù)證實，最佳激發(fā)波長Ex和最佳發(fā)射波長Em可以反映原油輕重[13]。在實際使用時，通過引進新的衍生參數(shù)——最佳波長比Em/Ex，可使油質(zhì)判別結(jié)果更為準確。

2 原油性質(zhì)判別圖版的建立

2.1 利用地化錄井參數(shù)建立圖版

對渤海油田部分測試井的地化參數(shù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，地化錄井的巖石熱解、氣相色譜資料中衍生參數(shù)(S0+S1)/S2、∑nC21-/∑nC22+對原油密度變化敏感，受人為及環(huán)境因素影響小，能比較清晰地反映真實的原油性質(zhì)。因此，選用(S0+S1)/S2、∑nC21-/∑nC22+以及主峰碳等3個參數(shù)作為研究對象進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，研究衍生參數(shù)與原油性質(zhì)的關系，并建立了相應圖版(圖1)，為該區(qū)域新鉆井原油性質(zhì)判別提供了模版。

2.2 利用三維定量熒光錄井參數(shù)建立圖版

渤海油田依據(jù)三維定量熒光錄井參數(shù)建立原油性質(zhì)判別圖版的方法包括最佳波長Ex-Em交會圖法和最佳波長比-原油密度交會圖法(圖2)。在Ex-Em圖版中(圖2a)，輕質(zhì)油和中質(zhì)油部分發(fā)射波長重疊，給判別原油性質(zhì)帶來一定的不確定性，為此引入了一個新的解釋參數(shù)：最佳波長比(Em/Ex)，通過大量已鉆井獲得的原油分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)最佳波長比與原油密度存在很好的相關性(圖2b)，利用最佳波長比與原油密度交會圖能清楚地區(qū)分輕質(zhì)油與中質(zhì)油，但中質(zhì)油與凝析油的最佳波長比存在重疊。因此，在實際應用過程中，可以綜合運用以上2個模版進行油質(zhì)判別，提高準確性。

通過對三維定量熒光采集的參數(shù)進行分析，并參考華北地區(qū)某油田的劃分標準[14]，制定出渤海油田原油性質(zhì)劃分標準(表1)。

圖1 渤海油田利用地化錄井參數(shù)建立的原油性質(zhì)判別圖版

圖2 渤海油田三維定量熒光判別油質(zhì)圖版

表1 渤海油田原油性質(zhì)與最佳波長

3 應用效果

3.1 地化錄井圖版法

渤海油田A區(qū)塊在新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組和古近系東營組均發(fā)現(xiàn)油氣層。以A區(qū)塊1井、2井、S1井及2-1井等4口已鉆井的地化錄井數(shù)據(jù)(表2)為基礎，建立油質(zhì)判斷圖版(圖3)；通過地層測試得到的原油密度進行驗證，結(jié)果表明不同油質(zhì)原油的區(qū)分度很高(表2)。

在5D井鉆探過程中，將地化錄井實時分析數(shù)據(jù)投點到油質(zhì)判別模版，快速預判原油性質(zhì)(圖3)。可以看出，5D井明化鎮(zhèn)組1 562.9～1 588.8 m井段儲層的數(shù)據(jù)分析點落在重質(zhì)油區(qū)域，且分布于S1井東營組一段原油與2-1井館陶組原油之間，由此判斷該井明化鎮(zhèn)組原油密度介于這兩者之間；5D井東營組三段2 551.0～2 563.9 m井段儲層數(shù)據(jù)分析點落在輕質(zhì)油區(qū)域，分布于S1井東營組三段原油下方，由此判斷兩者原油密度相近。經(jīng)過地層測試，5D井明化鎮(zhèn)組儲層以120 rpm泵抽求產(chǎn)，日產(chǎn)油76.02 m3，原油相對密度0.95 g/cm3；東營組三段儲層以7.14 mm PC油嘴求產(chǎn)，日產(chǎn)油27.95 m3，原油相對密度0.84 g/cm3，表明利用地化錄井油質(zhì)判別圖版預判原油密度非常準確。

表2 渤海油田A區(qū)塊探井測試層位地化參數(shù)

圖3 地化錄井圖版法判別渤海油田A區(qū)塊原油性質(zhì)

3.2 三維定量熒光圖版法

將渤海油田已試油探井的儲層三維定量熒光錄井數(shù)據(jù)投點到油質(zhì)判別模版(圖4)，與地層測試結(jié)論的符合率也很高(表3)。從圖4a可以看出，利用Ex-Em圖版法可以快速判別原油輕重，但對于輕質(zhì)油與中質(zhì)油的區(qū)分度不高，這是因為中質(zhì)油三維熒光圖譜可能出現(xiàn)2個熒光峰(分別稱之為主峰和次峰)，忽略次峰的分布及其熒光強度而只考慮主峰的激發(fā)波長及發(fā)射波長來判別原油油質(zhì)會出現(xiàn)較大誤差。此時，利用最佳波長比值法來判別原油性質(zhì)很好地解決了此問題(圖4b)。

圖4 三維定量熒光錄井圖版法判別渤海油田原油性質(zhì)

表3 三維定量熒光圖版法在渤海油田的應用效果

4 結(jié)論及建議

1) 綜合分析渤海油田熱解地化錄井數(shù)據(jù)，建立了主峰碳數(shù)-∑nC21-/∑nC22+與主峰碳數(shù)-(S0+S1)/S2油質(zhì)判別圖版，利用這2個圖版準確預判了新鉆井的原油性質(zhì)；綜合分析渤海油田三維定量熒光錄井數(shù)據(jù)，建立了最佳波長Ex-Em交會圖與最佳波長比-原油密度交會圖油質(zhì)判別圖版，利用這2個圖版判別原油油質(zhì)準確率很高。本文提出的原油性質(zhì)判別新方法可為進一步了解渤海油田油質(zhì)分布規(guī)律及確定油藏開發(fā)方案提供幫助。

2) 在實際應用過程中，建議根據(jù)需要并基于原油實驗分析參數(shù)去驗證和完善三維定量熒光圖版和地化錄井圖版，以進一步區(qū)分不同油藏。

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(編輯：張喜林)

A new method to discriminate crude oil properties with mud logging charts in Bohai oilfield

Hu Yun1Tan Zhongjian1Zhang Jianbin2Shang Suogui1Chen Jing2Yang Lu2Yuan Shengbin3

(1.TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China; 2.CNOOCEnerTech-Drilling&ProductionCo.,Ltd.,Tianjin300452,China; 3.China-FranceBohaiGeoservicesCo.,Ltd.,Tianjin300452,China)

It is difficult to discriminate the crude oil properties quickly and accurately in Bohai oilfield due to the various types of reservoirs and oil properties, and the reservoirs with different oil properties occurred in a single well. Based on a large quantity of mud logging data and the detailed analysis of the fundamentals of geochemical pyrolysis and 3D quantitative fluorescence logging method, a new charts evaluation method is established by using the relevant logging parameters and their derived parameters. Application indicates that the method can accurately predict the crude oil properties, and it can provide a reference for further study of the distribution of crude oil in the study area and the development program of oilfields.

mud logging; geochemical pyrolysis; 3D quantitative fluorescence; charts evaluation method; crude oil properties; Bohai oilfield

*中海石油(中國)有限公司天津分公司綜合科研項目“渤海油田三維定量熒光錄井技術(shù)解釋評價方法研究(編號:ZHKY-2013-TJ-02)”部分研究成果。

胡云，男，工程師，2006年畢業(yè)于成都理工大學資源勘查工程專業(yè)，從事海上油氣勘探作業(yè)與管理工作。地址：天津市濱海新區(qū)渤海石油路688號海洋石油大廈(郵編：300452)。電話:022-25807902。E-mail：huyun@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)05-0044-05

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.05.007

TE142

A

2015-11-30 改回日期：2016-01-25