基于地化色譜技術的3H法創(chuàng)新研究與應用

陳 真 王志超 符 強 羅 鵬 袁則名 賈 雍 張子明 李 偉

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司)

0 引 言

利用氣測錄井判定儲集層流體性質的方法主要基于烴組分氣測數(shù)據(jù)的分析，包括皮克斯勒法、三角圖板法、輕烷烴比值法(3H法)等，通過對已鉆井經驗數(shù)據(jù)進行總結，建立相應的公式與圖板，在區(qū)域錄井作業(yè)推廣應用。這種方法基于氣測錄井資料的統(tǒng)一性與準確性，由于受到鉆井液性能復雜、機械鉆速快、巖屑返速快等因素影響，在同一區(qū)域上，氣測數(shù)據(jù)標準往往不能保持一致，這就造成井間數(shù)據(jù)在儲集層性質的判定上出現(xiàn)了偏差[1-3]。

現(xiàn)代錄井技術對于烴類物質的檢測還有另一種方法就是地化錄井。隨著渤海油田勘探開發(fā)的深入，地化錄井技術得到了越來越多的應用。該技術基于巖屑進行分析，有效避免了工程因素對烴類物質檢測造成的影響。因此，利用地化錄井所檢測的烴類數(shù)據(jù)進行烴組分分析，理論上可以解決氣測錄井研究方法存在的問題，從而準確識別儲集層流體性質[4-5]。

1 技術背景分析

1.1 氣測錄井儲集層流體識別

氣測錄井是基于鉆井液進行分析的一種常規(guī)錄井方法，目前渤海油田最常用的氣測檢測儀為Reserval色譜儀，其檢測的內容為全烴、烴組分(C1-nC5)和非烴組分(CO2、H2S等)。

利用氣測錄井對儲集層流體進行判定的主要方法包括皮克斯勒法、三角圖板法、3H法等。其中，3H法因具有分析全面、連續(xù)、直觀等特點而備受推崇，本文重點研究3H法。

氣測錄井3H法原理是利用3種烴組分的組合特征比值(烴濕度比、烴平衡比、烴特征比)來進行儲集層流體判定。

烴濕度比：Wh=∑重烴/全烴

烴平衡比：Bh=(C1+C2)/(C3+C4+C5)

烴特征比：Ch=(C4+C5)/C3

儲集層流體密度隨烴濕度比(Wh)增加而增大，傳統(tǒng)3H法解釋標準如表1所示。

表1 傳統(tǒng)氣測3H法解釋標準

1.2 地化錄井儲集層流體識別

地化錄井技術主要包括巖石熱解技術、熱解氣相色譜技術與輕烴分析技術。氣相色譜分析技術能把混合烴分離成單一組分，所以得到較為廣泛的應用，該技術主要開展飽和烴分析，可獲得熱解300℃以內的飽和烴組分，利用氣相色譜分析技術可得到C8-C37的正構烷烴、姥鮫烷及植烷色譜峰以及各組分的電信號強度，從而獲得其相對百分含量[6]。利用地化色譜技術檢測各組分的相對含量，再進行烴組分研究，同樣可以達到識別儲集層流體性質的目的[7-8]。

在傳統(tǒng)的氣測錄井3H法基礎上，筆者在渤海油田渤海A區(qū)塊進行了創(chuàng)新研究，將3H法運用于C12及以上的重烴組分中，總結出適合渤海A區(qū)塊儲集層流體性質識別的3H法，同時將研究成果在該構造進行了推廣應用。

2 地化色譜3H法的建立

儲集層流體主要是油、氣、水，由于烴組分的差異，不同的儲集層流體呈現(xiàn)出不一樣的性質。通常來說，含油氣的儲集層，地化色譜檢測到的烴組分含量較高，而水層則相反。對于油層與氣層的識別，主要是基于對烴組分進行分析判定。

2.1 不同儲集層烴組分特征分析

將渤海A區(qū)塊不同儲集層的巖屑地化色譜資料與鉆后綜合解釋資料(綜合試油、取樣以及測井解釋結論)結合進行分析，分別統(tǒng)計綜合解釋為氣層、中質油層、重質油層所檢測到的主要烴類物質含量，從而區(qū)分不同儲集層烴組分特征。圖1為不同儲集層巖屑的地化色譜分析譜圖。

圖1 不同儲集層地化色譜譜圖

統(tǒng)計分析表明，地化色譜技術能檢測到的烴類物質主要介于nC12-nC33之間，其中：

氣層檢測到的烴組分主要為nC12-nC30，主峰碳位于nC19-nC22之間，特征烴組分為nC12-nC18。

中質油層的烴組分主要為nC12-nC32，主峰碳位于nC20-nC23之間，特征烴組分為nC19-nC26。

重質油層的烴組分主要為nC15-nC33，主峰碳位于nC27-nC31之間，特征烴組分為nC27-nC33。

2.2 地化色譜3H參數(shù)

參照傳統(tǒng)的輕烷烴比值法，利用不同儲集層所檢測特征烴組分的相對含量，得出基于地化色譜技術的3H參數(shù)。

Wh′=∑(nC27-nC33)/∑(nC12-nC33)

Bh′=∑(nC12-nC18)/∑(nC19-nC33)

Ch′=∑(nC27-nC33)/∑(nC19-nC26)

式中：Wh′為濕度比；Bh′為平衡比；Ch′為特征比。

2.3 區(qū)域解釋標準

基于渤海A區(qū)塊5口已鉆探井的綜合解釋資料與地化色譜資料，分類統(tǒng)計該區(qū)域對應不同儲集層(氣層、中質油層、重質油層)的地化色譜Wh′、Bh′與Ch′值，同時排除少量散點干擾數(shù)據(jù)，最終建立區(qū)域地化色譜3H解釋標準(表2)。

表2 渤海A區(qū)塊地化色譜3H解釋標準%

3 現(xiàn)場應用

3.1 應用效果

將地化色譜技術的3H法研究成果在渤海A區(qū)塊后續(xù)4口井進行了現(xiàn)場應用，旨在提高現(xiàn)場儲集層評價準確率，同時進一步優(yōu)化區(qū)域解釋模板。

在該區(qū)塊4口井的主要目的層進行了地化色譜3H法應用，現(xiàn)場共進行了52層油氣層識別，將地化色譜3H法解釋結論與鉆后綜合解釋結論(取樣結果+試油結果+測井解釋綜合分析)進行對比，其中41層的解釋結論與綜合解釋結論相符。結果顯示：以綜合解釋結論為基準，渤海A區(qū)塊地化色譜3H法儲集層評價準確率達到78.85%。

本文以該區(qū)塊A 6井為例，闡述其應用效果。

A 6井位于渤海A區(qū)塊西斜坡中部，從鉆后認識來看，主要目的層為東營組三段的氣層與中質油層，局部水層與干層發(fā)育，此外在館陶組并未鉆遇油氣顯示。將A 6井主要目的層現(xiàn)場地化色譜3H法解釋結論與綜合解釋結論進行對比，結果如表3所示。

表3 A 6井地化3H法解釋結論與綜合解釋結論對比

從A 6井的鉆后分析來看，部分儲集層的Bh′、Wh′值與解釋標準存在較小偏差，主要目的層地化3H法解釋符合率為75%，這說明區(qū)域解釋標準需進一步豐富完善。

3.2 改進方向

現(xiàn)場應用表明，基于渤海A區(qū)塊的地化色譜3H法研究成果對現(xiàn)場鉆井過程中的儲集層評價具有一定的指導意義。另一方面，受限于井數(shù)與樣本量較小，本方法還需進一步完善。與此同時，當前本方法評價對象主要是氣層與油層，對于含油水層、干層等次要鉆遇層未做研究。結合以上認識，隨著渤海A區(qū)塊鉆井量的增加與經驗的積累，后續(xù)要從兩個方面對區(qū)域解釋標準進行改進：一是增加含油水層、干層等次要鉆遇層的解釋標準研究；二是進一步剔除異常數(shù)據(jù)，優(yōu)化解釋范圍，完善區(qū)域解釋標準。

4 結 論

(1)工程實踐表明，基于地化色譜技術的3H法研究成果在區(qū)域上對于主要目的層評價具有一定的指導意義，在渤海A區(qū)塊后續(xù)井作業(yè)過程中可以進行推廣應用。

(2)隨著研究樣本量的增加，本方法具備進一步改進的價值，增加含油水層、干層等解釋對象，將有助于提高現(xiàn)場儲集層評價的全面性與準確性。