地化錄井技術在早期儲層流體評價中的應用

李 濤，李戰(zhàn)奎，魏 曉

（1.陜西省一三一煤田地質有限公司，陜西 韓城 715400；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司，天津 300000）

渤中1-1含油構造位于渤中凹陷西斜坡，東側緊鄰渤中2-1油田，繼渤中2-1油田發(fā)現(xiàn)之后，為了進一步擴大渤中凹陷西斜坡良好的油氣勘探形勢，人們針對渤中1-1構造淺層和深層分別鉆探了數(shù)口井。各地的地化評價標準具有一定差別，為了迅速、準確地識別新區(qū)儲層流體性質，筆者以前人地化錄井研究和綜合評價資料為基礎，建立本區(qū)儲層特征的評價方法，以達到快速、準確識別和評價含油氣層的目的。

1 儲集巖評價

相比地球物理測井，巖石熱解錄井技術直接以地下含油氣巖石樣品為分析對象，它的優(yōu)勢在于可直接、準確、快速和及時地評價儲油巖含油氣性。巖屑上返地面0.5 h后即可判別油氣顯示級別、劃分油氣水層、判別原油性質、估算產量和預測產能等。

1.1 原油性質判別

地層原油性質依據其密度大小不同分為：凝析油、輕質原油、中質原油、重質原油以及稠油。不同性質原油的熱裂解組分不同，油氣總產率指數(shù)TPI（TPI=（S0+S1）/(S0+S1+S2））是用以判斷原油性質的參數(shù)，通常，重質油層、瀝青砂巖及泥巖的輕質成分指數(shù)小于0.5。在錄井現(xiàn)場，人們一般采用TPI值來判斷原油類型，同時可以確定相應儲層的開采工藝，應用成果如表1所示。

表1 原油性質TPI評價標準和熱蒸發(fā)烴組分平均值分布范圍

輕重比（S1/S2）可以用來判斷儲集層原油性質，此值越大，原油越輕，除了重質原油、瀝青或干酪根熱解外，油層的輕重比均大于1。該參數(shù)對于原油性質的判斷具有很重要的意義，因為很多儲集層流體性質的識別都建立在對原油性質判斷的基礎上。除此以外，還可以利用儲集巖熱蒸發(fā)烴組分的分布來判別原油性質（見表1），相對來講，利用熱蒸發(fā)烴判斷原油性質較為準確。

1.2 原油密度估計

原油密度、黏度對于油層的產能有很大的影響，相關研究表明，原油密度與巖石熱解錄井衍生的參數(shù)(如TPI、IP4）有著較好的相關性[1]。原因是從物理學上講，流體密度取決于流體的化學組分，也就是說當流體的化學組成確定后，它的密度是一定的。對于處于地層中的油氣來講，原油來源和運移過程的分異導致組分不同，同時壓力變化導致油中的溶解氣含量變化而引起組分變化。巖石熱解錄井在一定程度上可以反映地層原油的組分特征。對于不同地區(qū)的原油，由于成熟度、油源以及構造環(huán)境的差異，TPI與原油密度的關系略有差異，所以人們必須運用該關系建立符合研究區(qū)的關系式，更準確地表征地層原油密度。本文搜集了渤中凹陷數(shù)口井的熱解以及電纜測試數(shù)據（見表2），建立本區(qū)的原油密度估計關系式（見圖1）。

圖1 油質系數(shù)與原油密度的關系

從圖1可以看出，原油密度隨著TPI的增大而減小。運用數(shù)理統(tǒng)計，人們可得到原油的密度估計方程，即：原油密度=-0.699 9×TPI+1.256 9。

表2 油質判別和原油密度估計值

2 儲層流體性質識別

儲層流體的識別一直都是一個難題，隨著錄井技術的發(fā)展，各種劃分油氣層的技術方法紛紛涌現(xiàn)，如氣測錄井、熒光錄井以及熱解烴氣相色譜等[2-4]。20世紀90年代，牟錄文利用S1+S2參數(shù)建立了一個快速識別儲層流體特性的標準，S1+S2＞30 mg/g為油層；S1+S2=15～30 mg/g為差油層；S1+S2=5～15 mg/g為油水層；S1+S2=1～5 mg/g為水層；S1+S2＜1 mg/g為干層。當然，這種識別方法的精度不高，隨著錄井數(shù)據的增加，各油田分別建立了自己的地化解釋模型。總的來說，其主要有兩種，一種是利用錄井數(shù)據和譜圖直觀地進行判斷，另一種是對數(shù)據進行處理后，利用已經建立的評價模板進行（各種參數(shù)的比值與試油結果對比建立評價模板）判別。

2.1 圖版法

本研究主要在渤中凹陷錄井數(shù)的基礎上，建立符合本區(qū)的儲層流體性質識別圖版。參考前人對于數(shù)據的處理和選取，這里主要選取熱解衍生參數(shù)Pg和TPI作為判別指標。Pg代表巖石巖石樣品的總含油氣量，TPI反映了油質類型，即輕質組分和重質組分的相對含量。筆者選取了渤中凹陷勘探新區(qū)的數(shù)口井的錄井數(shù)據以及綜合解釋成果，對數(shù)據（巖屑數(shù)據）進行投點。其結果如圖2所示。

圖2 TPI和Pg的關系

從圖2可以看出，油層的數(shù)據較為混亂，沒有規(guī)律。其他含油儲集層有著較好的區(qū)間分布。在對數(shù)據分析研究后，筆者發(fā)現(xiàn)，這類油層大致分為兩類，一種是極低的地化顯示，如表4所示，S1和S2之和幾乎為1，這類儲層的識別評價可參考相關研究成果進行[5-7]。另一種是儲集層有井壁取芯時，巖屑熱解的S1和S2同井壁取芯的熱解數(shù)據差別很大，一般Pg相差超過5。對于不能用巖屑熱解數(shù)據的各類儲集層，需要用井壁取芯數(shù)據來判斷。

表3 砂巖儲層地化低級別部分顯示

對于這種低級別地化顯示的儲層，原油性質差異和現(xiàn)今多采用的PDC鉆頭導致巖屑破碎嚴重，顆粒極小。在去除上述異常點后，再次投圖，如圖3所示，其具有較好的規(guī)律性和一定的區(qū)分性，可以指導劃分儲集層流體類型。

圖3 TPI與Pg關系

從圖3可以看出，含油層的TPI基本都大于0.4，隨著TPI的增大，進入產油的標準Pg不斷降低。原因在于，當TPI較小即油質較重時，原油中的重組分裂解，產生較多較輕的組分，導致S2升高。但是，高溫重組分裂解產生的輕組分不能計入研究儲層的含油氣量，當TPI較大時，儲層的Pg值會稍微降低。

2.2 蒸發(fā)烴氣相色譜法

巖石熱蒸發(fā)是將巖樣加熱至300℃或350℃溫度，將存在于儲集巖孔隙的油氣組分蒸發(fā)出來進行檢測，被蒸發(fā)出的烴類只有原油中含有輕組分，所以不同油質含油層的蒸發(fā)率不一樣。影響譜圖特征的主要因素有儲層的構造、層位、運移模式，儲集巖的含油氣性質和含油飽和度[3]。這些因素會導致儲集層流體成分的差異，譜圖反應就是響應強度、碳數(shù)分布，所以對于處于同一構造單元的儲集層來講，譜圖特征可以反映含油氣性質和含油飽和度，如圖4所示。

圖4 各類儲層的譜圖特征

在對研究區(qū)的譜圖進行對比后，筆者得出以下結論。油層特征為：基線平直，可以分辨正構烷烴，呈規(guī)則梳狀，豐度高；含油水層的特征是：基線叫平直，組分難以分辨，豐度差；水層的特征為：基線平直，檢測到少量組分，豐度差。同時，基線的上移表明其受氧化程度的高低。

3 結語

原油性質的判斷有多種方法，利用熱蒸發(fā)烴判斷原油性質較為準確。本文以前人研究為基礎，建立了原油密度的估計方程，研究數(shù)據可以為后期確定開采方案提供一定依據。人們可以用巖石熱解數(shù)據判斷儲集層流體性質，對熱解數(shù)據的異常進行分類，根據其特征選用不同的方法，從而提高判斷的準確度。