地化錄井在遼河油田西部凹陷稠油層評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

田 士 偉

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司錄井公司)

0 引 言

稠油中的膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量高、輕質(zhì)餾分少，且隨著膠質(zhì)與瀝青質(zhì)含量增加，稠油的粘度及密度也相應(yīng)增加。由于稠油特殊的物理性質(zhì)和測(cè)量技術(shù)的限制，使得常規(guī)測(cè)井、錄井技術(shù)在稠油層的識(shí)別和評(píng)價(jià)上存在很大的局限性[1]。針對(duì)稠油層膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高、輕質(zhì)餾分含量低的特點(diǎn)，通過(guò)應(yīng)用巖石熱解、熱解氣相色譜兩項(xiàng)地化錄井技術(shù)，結(jié)合數(shù)學(xué)方法優(yōu)選錄井特征參數(shù)，結(jié)合試油資料，建立稠油層錄井解釋圖板，形成適用于稠油層的錄井解釋評(píng)價(jià)方法，提高了稠油層解釋符合率。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

遼河油田西部凹陷是一個(gè)地質(zhì)條件十分復(fù)雜的復(fù)式油氣區(qū)，原油物性變化大，原油粘度范圍為0.5～2×105mPa·s，高凝油含蠟量31.4%～52.3%，凝固點(diǎn)一般為45～67℃，油品性質(zhì)涵蓋了稀油、高凝油、稠油等類型。目前，稠油在遼河油田探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量中占有顯著比例，其在油田勘探開(kāi)發(fā)中具有重要地位[2]。

稠油研究區(qū)主要分布在西斜坡的曙光、錦州及歡喜嶺油田，北部陡坡帶的冷家-雷家地區(qū)，北部構(gòu)造較高部位的高升油田以及小洼和海外河油田；自下而上稠油分布于古生界潛山、中生界、古近系和新近系沙河街組以及館陶組等多個(gè)層系，以沙河街組及其上部層系為主，不同構(gòu)造單元稠油分布層系及其物性、埋深具有顯著差異。曙光油田曙一區(qū)杜家臺(tái)油層原油粘度最高，其次是錦州于樓油層，高升等東部地區(qū)的原油物性相對(duì)較好[3]。

2 稠油層地化錄井參數(shù)響應(yīng)特征

稠油油藏形成過(guò)程中，原油的物理、化學(xué)性質(zhì)均被改變，發(fā)生相應(yīng)的稠化現(xiàn)象，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量增加，地化錄井技術(shù)對(duì)于這些變化具有不同的響應(yīng)特征，可為稠油層的識(shí)別提供依據(jù)。

2.1 巖石熱解錄井

巖石熱解分析主要參數(shù)包括S1、S2、Tmax、Pg、Ps、OPI等。其中：S1表示300℃下檢測(cè)到的游離烴含量，即C8-C37烴類組分；S2表示300～600℃下檢測(cè)到的裂解烴含量，即C38以后的烴類組分；Pg為產(chǎn)烴潛量，Pg=S0+S1+S2；Ps為原油輕重組分指數(shù)(簡(jiǎn)稱輕重比)，Ps=S1/S2；OPI為產(chǎn)油率指數(shù)，OPI=S1/(S0+S1+S2)。

統(tǒng)計(jì)了遼河油田西部凹陷的曙光、歡喜嶺、高升等地區(qū)共300余口井的巖石熱解數(shù)據(jù)，分析認(rèn)為稠油層具有S1小于S2、低OPI、低Ps的特征，并且OPI和Ps值越小，油質(zhì)越稠[4]。

2.2 熱解氣相色譜錄井

統(tǒng)計(jì)了遼河油田西部凹陷的曙光、歡喜嶺、高升等地區(qū)共300余口井的熱解氣相色譜譜圖數(shù)據(jù)，分析認(rèn)為稠油層的熱解氣相色譜譜圖特征表現(xiàn)為基線整體隆起，呈多個(gè)凸峰相連的特征，正構(gòu)烷烴缺失，譜圖碳數(shù)不全，尾部出現(xiàn)未分辨化合物特征[5](圖1)；超稠油層的熱解氣相色譜譜圖特征表現(xiàn)為基線整體隆起，呈穹窿狀特征，正構(gòu)烷烴基本消失(圖2)。

圖1 稠油層熱解氣相色譜譜圖

圖2 超稠油層熱解氣相色譜譜圖

3 稠油層錄井評(píng)價(jià)方法

與稀油層相比，稠油層錄井響應(yīng)特征不同，故稀油層的解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和圖板不適用于稠油層。針對(duì)稠油特點(diǎn)，建立了一套稠油層錄井評(píng)價(jià)方法，滿足稠油層勘探開(kāi)發(fā)的需求。

3.1 地化譜圖數(shù)字化方法

由于稠油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等重質(zhì)成分含量高，正構(gòu)烷烴含量低，造成熱解氣相色譜譜圖形態(tài)呈基線隆起；由于單個(gè)譜峰組分不能被準(zhǔn)確識(shí)別，無(wú)法實(shí)現(xiàn)定量化分析(圖3)。

圖3 稠油熱解色譜譜圖

針對(duì)上述稠油錄井難題，運(yùn)用色譜譜圖包絡(luò)線擬合方法，對(duì)熱解氣相色譜譜圖進(jìn)行數(shù)字化解析,進(jìn)而分析稠油烴類組分含量變化特征。運(yùn)用三角函數(shù)多項(xiàng)式模型來(lái)模擬雙峰或多峰的函數(shù)，應(yīng)用非線性回歸使擬合程度達(dá)到最好，最終提取出相關(guān)形態(tài)因子，用于實(shí)現(xiàn)定量化評(píng)價(jià)。

以擬合的拐點(diǎn)L1為分界線，劃分輕重組分區(qū)間，最終提取的形態(tài)因子包括：面積參數(shù)A1、A2，單位為mV·min；高度參數(shù)H1、H2，單位為mV(圖4)。其中A1為拐點(diǎn)左側(cè)包絡(luò)線面積，A2為拐點(diǎn)右側(cè)包絡(luò)線面積，H1為拐點(diǎn)左側(cè)最高點(diǎn)響應(yīng)值，H2為拐點(diǎn)右側(cè)最高點(diǎn)響應(yīng)值。

圖4 稠油色譜包絡(luò)線擬合示意圖

3.2 敏感參數(shù)優(yōu)選

通過(guò)對(duì)該區(qū)15口井，共32個(gè)測(cè)試層段，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，開(kāi)展試油結(jié)論與不同地化錄井參數(shù)的相關(guān)性分析，形成關(guān)聯(lián)系數(shù)數(shù)據(jù)表(表1)，其中巖石熱解參數(shù)中Pg、Ps以及熱解色譜參數(shù)中A1+A2、A1/A2的關(guān)聯(lián)度最大，反映這些參數(shù)對(duì)油氣水層更敏感。

表1 地化錄井參數(shù)與試油結(jié)論關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)

3.3 解釋圖板

在錄井特征參數(shù)優(yōu)選的基礎(chǔ)上，建立Pg與Ps解釋圖板(圖5)和A1+A2與A1/A2解釋圖板(圖6)，根據(jù)試油井段樣品投點(diǎn)分布規(guī)律劃分油氣水界限。

圖5 Pg與Ps解釋圖板

圖6 A1+A2與A1/A2解釋圖板

3.4 圖板回判分析

對(duì)收集的15口井試油層段的地化錄井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行圖板落點(diǎn)情況統(tǒng)計(jì)，其中Pg與Ps解釋圖板符合層段66層，不符合層段9層，回判符合率達(dá)到88.0%；A1+A2與A1/A2解釋圖板符合層段37層，不符合層段3層,回判符合率92.5%。表明本文建立的圖板回判效果較好。

4 應(yīng)用實(shí)例

通過(guò)在遼河油田西部凹陷的G 18、J 16、S 102等區(qū)塊開(kāi)展應(yīng)用32口井，地化錄井解釋圖板解釋符合率達(dá)到85.2%，評(píng)價(jià)效果良好。

以G 2-4井為例，該井是部署在遼河油田西部凹陷的一口評(píng)價(jià)井，井段1 574.0～1 585.7 m，巖性為砂礫巖，發(fā)育2層油斑級(jí)別油氣顯示，厚度10.7 m，應(yīng)用圖板解釋層分別為3號(hào)層(1 574.0～1 579.0 m)和4號(hào)層(1 580.0～1 585.7 m)。巖石熱解分析數(shù)據(jù)特征為：S1為6.333～14.687 mg/g，S2為7.284～17.752 mg/g，Pg為13.895～32.824 mg/g，Ps為0.73～0.87(表2)。熱解氣相色譜數(shù)據(jù)特征為：基線隆起明顯，呈現(xiàn)稠油特征，A1為89～175 mV·min，A2為185～372 mV·min，A1+A2為274～547 mV·min，A1/A2為0.45～0.48。

表2 G 2-4井1 574.0～1 585.7 m地化錄井?dāng)?shù)據(jù)

應(yīng)用地化解釋圖板進(jìn)行數(shù)據(jù)投點(diǎn)， 該井3號(hào)層數(shù)據(jù)落在差油層區(qū)域，解釋為差油層；4號(hào)層數(shù)據(jù)落在油層區(qū)域，解釋為油層(圖5、圖6)。井段1 574.0～1 585.7 m，完井試油結(jié)果為：產(chǎn)油13.2 t/d，試油結(jié)論油層。地化錄井解釋結(jié)論與試油結(jié)果相吻合(圖7)。

圖7 G 2-4井1 574.0～1 585.7 m錄井綜合圖

5 結(jié)束語(yǔ)

(1)本文通過(guò)色譜圖形態(tài)擬合和灰色關(guān)聯(lián)分析方法，對(duì)地化錄井參數(shù)的價(jià)值進(jìn)行深入挖掘，建立了2種解釋圖板，完善了適用于遼河油田西部凹陷稠油層的錄井評(píng)價(jià)方法。

(2)通過(guò)圖板回判和新井驗(yàn)證，解釋符合率達(dá)到85%以上，有效解決了應(yīng)用地質(zhì)、氣測(cè)等常規(guī)錄井手段難以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)稠油層流體性質(zhì)的問(wèn)題，對(duì)油田勘探開(kāi)發(fā)具有重要的實(shí)際意義。