基于地化錄井技術(shù)的儲層快速評價方法

摘 要：針對目的油層埋藏淺、厚度薄、巖性細(xì)、電阻低、低氣油比等特征，常規(guī)電測、氣測錄井資料受上述儲層及油藏特點(diǎn)影響，導(dǎo)致隨鉆油氣顯示發(fā)現(xiàn)困難，解釋評價符合率低（小于70%），影響勘探?jīng)Q策。針對上述難點(diǎn)，本文提出了基于地化巖石熱解與熱解氣相色譜分析相結(jié)合評價儲層原油性質(zhì)和流體類型的方法，經(jīng)過實(shí)鉆井的分析，取得了較好效果。研究表明：①地化巖石熱解與熱解氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)都能夠定性和半定量的評價儲層原油性質(zhì)以及流體類型;②地化巖石熱解色譜分析與熱解標(biāo)準(zhǔn)圖版法相結(jié)合，能夠提高現(xiàn)場快速解釋符合率達(dá)93%;③上述兩項(xiàng)地化錄井技術(shù)受工程影響因素小，且?guī)缀醪皇艿刭|(zhì)因素（儲層疏松、薄厚、巖性、電性等）影響，針對XX凹陷斜坡帶油氣層低阻、低氣油比、低油氣顯示等特殊油氣層解釋評價效果較好。

關(guān)鍵詞：地化錄井;巖石熱解;氣相色譜;油氣水層;XX凹陷

地球化學(xué)巖石熱解錄井技術(shù)是運(yùn)用地化錄井儀對地下巖層的分析，主要包括輕烴、熱解、氣相色譜分析。該項(xiàng)技術(shù)顯已廣泛運(yùn)用其各個油氣田的勘探開發(fā)作業(yè)中，許多學(xué)者從不同的角度對該項(xiàng)技術(shù)的解釋與應(yīng)用做了大量的研究工作，王勝、趙晨穎、駱福貴等人從地化熱解氣相色譜分析的正構(gòu)組分形態(tài)開展了儲層原油性質(zhì)判識方面的評價。李玉恒、車曉峰、竇偉坦等人利用地化熱解資料進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式建立地化熱解參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)圖版來識別儲層流體性質(zhì)。

XX凹陷北部斜坡帶位于Z1坳陷的西北側(cè)，主要目的層新近系ZJ組、HJ組油層受沉積環(huán)境、成巖作用、油氣運(yùn)移過程中次生改造作用等多重因素的疊加影響，具有埋藏淺、儲層厚度薄、巖性細(xì)、氣油比低（小于20），鉆時快（大于70m/h），以及受次生改造作用導(dǎo)致原油性質(zhì)復(fù)雜多樣的特點(diǎn)，導(dǎo)致油層電阻率低（小于2Ω·m）、氣測絕對值低以及地化熱解和氣相色譜分析差異大，隨鉆測井、錄井評價面臨巨大挑戰(zhàn)。

針對XX凹陷北部斜坡帶儲層和油藏特點(diǎn)，作者以6口井的地化錄井資料為研究基礎(chǔ)，開展了基于地化熱解與熱解氣相色譜分析相結(jié)合的研究，結(jié)合試油、測井資料，系統(tǒng)開展了儲層原油性質(zhì)識別和流體類型判斷兩個方面的研究，并且建立起以地化熱解和氣相色譜分析相結(jié)合的定性與定量評價標(biāo)準(zhǔn)，兩類資料相互佐證能夠快速、高效解決這類復(fù)雜儲層流體性質(zhì)判識的問題。

1 原油性質(zhì)特征及評價

受次生改造作用影響，本區(qū)原油性質(zhì)較為復(fù)雜，HJ組埋藏淺，生物降解作用嚴(yán)重，原油性質(zhì)以重質(zhì)--中質(zhì)為主，ZJ組、珠海組埋藏相對較深，受次生改造較弱，原油性質(zhì)以中--輕為主，縱向上由淺到深表現(xiàn)為由重質(zhì)變?yōu)檩p質(zhì)的特征。本文在統(tǒng)計(jì)凹陷內(nèi)6口探井3個測試層原油密度基礎(chǔ)上，結(jié)合氣相熱解色譜分析與巖石熱解分析，建立起基于氣相色譜分析圖譜快速定性識別標(biāo)準(zhǔn)和熱解PS值與主峰碳半定量判識標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 熱解氣相色譜圖譜定性識別

重質(zhì)油：本區(qū)重質(zhì)油集中分布在淺層HJ組，以生物降解油層特征為主，其氣相色譜圖表現(xiàn)為正構(gòu)組分峰出峰不明顯，僅少量正構(gòu)組分可分辨，以異構(gòu)組分為主，不可分辨化合物多，基線隆起明顯，主峰為主靠后（圖1a）。

中質(zhì)油：原油密度中等，主要分布在ZJ組和珠海組，受次生改造程度相對小，正構(gòu)組分齊全、碳數(shù)分布范圍在nC14-nC35之間，含量高，呈梳狀展布，主峰碳位置居中，一般在nC20-nC26之前，不可分辨化合物含量低，基線平直（圖1b）。

輕質(zhì)油：原油密度較低，主要在分布在ZJ組和珠海組，熱解組分峰型明顯，輕烴含量較高，輕烴混合峰明顯，熱解色譜碳數(shù)范圍在nC12-nC35之間，主峰碳一般在nC20之前，異構(gòu)組分含量較低，色譜基線平直（圖1c）。

1.2 輕重比指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)法

目前地化巖石熱解分析采用的是三峰法，即S0、S1、S2，代表著氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)烴組分含量。氣態(tài)和液態(tài)組分的含量越多，往往指示原油油質(zhì)越輕，反之，則油質(zhì)越重。通過對XX凹陷6口探井地化熱解數(shù)據(jù)分析，與測井、測試分析落實(shí)的不同油質(zhì)進(jìn)行對比、匹配，建立起輕重比指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)法（PS標(biāo)準(zhǔn)法，PS=（S0+S1）/S2）與主峰碳數(shù)相結(jié)合的評價方法。

通過大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，建立了PS指數(shù)、主峰碳數(shù)判別原油油質(zhì)類型的標(biāo)準(zhǔn)。

輕質(zhì)油：PS≥1.9，主峰碳≤C20，原油密度0.830-0.870g/cm3;

中質(zhì)油：1.09

重質(zhì)油：PS≤1.09，主峰碳≥C27，原油密度0.920-1.000g/cm3。

2 儲層流體性質(zhì)評價

2.1 氣相色譜烴組分譜圖法

在油氣的運(yùn)聚與成藏過程中，對石油的破壞主要為氧化、生物降解和水洗，氧化、生物降解作用的強(qiáng)弱與地層水有關(guān)。本文在統(tǒng)計(jì)6口探井54組不同流體類型特征正常油層和96組不同流體類型特征生物降解油層氣相色譜特征的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了兩種類型油層不同流體類型的氣相色譜特征圖譜。

正常油層色譜曲線正構(gòu)烷烴組分齊全，碳數(shù)分布范圍寬，譜圖形態(tài)呈規(guī)則梳狀結(jié)構(gòu)，異構(gòu)烷烴相對正構(gòu)烷烴的豐度值較底，基線平直;含水會使原油性質(zhì)發(fā)生改變，譜圖會呈現(xiàn)不可分辨組份含量升高，基線隆起，或者正構(gòu)烷烴組份不全，碳數(shù)范圍相對變窄，整體峰形不飽滿等特征，隨著水對原油性質(zhì)改造程度的逐步加重。

生物降解油層，主要表現(xiàn)為正構(gòu)組分缺失，基線中前部開始抬升，隆起明顯;隨著生物降解程度的增加正構(gòu)烷逐漸消失，異構(gòu)烷烴及一些未分辨化合物含量逐漸增大，基線隆起由前至后逐漸隆起，重質(zhì)及膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量逐漸增加。

2.2 油產(chǎn)率指數(shù)與輕重比指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖版法

地化熱解分析中氣相、液相以及固相烴的含量，反應(yīng)了儲層油氣充注的程度，能夠有效識別復(fù)雜條件下的儲層含油氣情況。通過對6口井150組儲層熱解分析數(shù)據(jù)及其衍生計(jì)算參數(shù)與測井、測試解釋結(jié)論匹配分析，優(yōu)選OPI（油產(chǎn)率指數(shù)，OPI=S1/（S0+S1+S2））和PS（輕重比指數(shù)）參數(shù)來表征儲層含油豐度，并建立起XX凹陷北部斜坡帶的定量油水解釋OPI-PS圖版（圖2）。OPI大于0.2，PS大于0.3，即為油層;反之，則為水干層。從圖版中油層、水干層趨勢線可知，其擬合系數(shù)R2分別為0.9798、0.9158，二者具有較高的擬合度，指示分析結(jié)果具有很好的可靠性。

3 實(shí)例分析

3.1 XX-1井

XX-1井位于X凹陷的一口預(yù)探井。該井在HJ組1236.00-1250.00m井段為泥質(zhì)中砂巖、中砂巖、粗砂巖，顯示段熒光面積為5%。顯示層平均鉆時69.98m/h;各顯示層電阻率均在1-2Ω·m之間;氣測特征表現(xiàn)為以C1為主，僅含少量的C2、C3組分，氣測全烴由泥巖段0.85%上升至2.1%，峰基比為2.47，指示儲層含烴飽和度較低。

熱解氣相色譜分析表現(xiàn)為正構(gòu)組分缺失嚴(yán)重，僅含少量正構(gòu)組分、基線隆起、主峰碳大于C27，計(jì)算PS均小于1，為重質(zhì)油特征，且符合生物降解油特征。地化巖石熱解分析相較于上覆泥巖段和無顯示層異常明顯，指示儲層具有一定含烴飽和度;衍生計(jì)算參數(shù)OPI-PS圖版上投點(diǎn)位于油層區(qū)域。因此，地化錄井解釋為重質(zhì)油油層。

在1246.5m點(diǎn)進(jìn)行MDT測壓取樣，取得168mL油樣，原油密度0.94g/cm3，為重質(zhì)油。地化解釋與MDT取樣結(jié)論一致。

3.2 XY-1井

XY-1井位于X凹陷北部潛山披覆構(gòu)造帶上的一口預(yù)探井，該井在HJ組1314-1325m井段為泥質(zhì)粉砂巖，熒光面積5%。從測井分析看，伽馬值在100-120api，指示泥質(zhì)含量很重;電阻率無明顯異常，在1-1.5Ω·m之間，與上下層泥巖差異不大，指示儲層油特征不明顯。氣測特征表現(xiàn)為氣測組分齊全，氣測C1由泥巖段0.679%上升至2.02%，峰基比為2.97，指示儲層含烴飽和度較低。

熱解氣相色譜分析表現(xiàn)為正構(gòu)組分較齊全，基線平直，主峰碳在C23，從色譜分析指示儲層原油性質(zhì)為中質(zhì)油，計(jì)算PS均大于1.3，小于1.9，為中質(zhì)油特征。地化巖石熱解分析相較于上、下覆泥巖段異常明顯，指示儲層具有一定含烴飽和度;衍生計(jì)算參數(shù)OPI-PS圖版上投點(diǎn)位于油層區(qū)域。因此，地化錄井解釋為中質(zhì)油油層。

在井段1322-1326m進(jìn)行DST測試，日產(chǎn)油107.90m3，原油密度0.90g/cm3，為中質(zhì)油。地化解釋結(jié)論與測試結(jié)論一致。

4 結(jié)論

①利用地化巖石熱解與氣相色譜資料能夠快速、準(zhǔn)確評價儲層原油性質(zhì)和儲層流體性質(zhì)，為現(xiàn)場快速決策和下步作業(yè)提供指導(dǎo)依據(jù)。通過在XX凹陷鉆井現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用來看，取得了較好的效果;②利用地化巖石熱解標(biāo)準(zhǔn)和圖版與色譜分析標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，二者相互佐證、相互驗(yàn)證，將現(xiàn)有的錄井綜合解釋符合率提高至93%;③地化錄井技術(shù)受工程影響因素小，與儲層疏松、薄厚、巖性、電性等均無關(guān)，針對低阻、低氣油比、低油氣顯示等特殊油氣層具有較好的效果，針對此類油氣顯示具有較好的推廣價值。

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作者簡介：

白林坤（1978- ），男，山東濟(jì)寧人，工程師，主要從事地質(zhì)錄井與試油地質(zhì)方面的研究工作。