錄井多技術(shù)在文昌X區(qū) 快速識(shí)別流體類型中的綜合應(yīng)用

易斌(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

文昌X區(qū)位于神狐隆起構(gòu)造脊北緣近洼帶，油氣主要集中在珠江組富含砂地層。構(gòu)造為基底隆起背景下發(fā)育的低幅披覆背斜，構(gòu)造局部形成構(gòu)造-巖性圈閉[1]。該區(qū)珠江組原油密度、黏度、凝固點(diǎn)、氣油比等隨側(cè)向運(yùn)移變化明顯，油偏向輕質(zhì)油、揮發(fā)油，氣偏向凝析氣，存在油氣模糊區(qū)。在儲(chǔ)層流體類型識(shí)別方面，單純利用常規(guī)錄井技術(shù)存在一定的困難。本文收集了該區(qū)域10余口已測試井的錄井各項(xiàng)數(shù)據(jù)，歸類整理了不同流體類型得各項(xiàng)錄井響應(yīng)特征，建立了快速識(shí)別文昌X區(qū)流體類型解釋評(píng)價(jià)方法。

1 錄井技術(shù)識(shí)別方法

1.1 氣測錄井識(shí)別方法

氣測錄井分析評(píng)價(jià)油氣層方法是利用地面檢測到的烴類氣體組分及豐度與地下儲(chǔ)層中流體的相關(guān)性來進(jìn)行解釋評(píng)價(jià)的。因?yàn)榈孛嫠軝z測到的烴類氣體，也都來源于地層流體中，所以二者之間在豐度和特征方面的趨勢(shì)是相同的。因此，使用氣測資料就可以反映地層流體的特征，并依此來確定地層流體類型，從而間接對(duì)儲(chǔ)層做出評(píng)價(jià)。

1.1.1 單位巖石地表甲烷值法

不同的流體類型存在不同的烴類組成比例和氣油比，單位巖石地表氣體體積濃度也存在相應(yīng)的門限值(同區(qū)塊不考慮地層壓力變化)[2]。在實(shí)際使用中，通常以單位巖石甲烷體積校正值(VC1)代表單位巖石地表氣體體積濃度，其值是對(duì)工程參數(shù)及甲烷脫氣效率進(jìn)行校正所得，對(duì)儲(chǔ)層流體類型的判斷更合理[3]，如式(1)所示。

式中：VC1為單位巖石甲烷體積校正值(L/L)；a1為脫氣器及分析儀單位時(shí)間氣量轉(zhuǎn)換關(guān)系及單位換算相關(guān)的系數(shù)；a2為甲烷脫氣效率系數(shù)；ROP為鉆時(shí)(min/m)；Q為鉆井液排量(L/min)；C1為地面實(shí)測甲烷值(%)；D為鉆頭直徑(mm)。

1.1.2 氣測特征參數(shù)異常倍數(shù)法

首先優(yōu)選出對(duì)流體類型敏感性高的特征參數(shù)(氣為C1，油為nC4)，再通過計(jì)算儲(chǔ)集層內(nèi)特征參數(shù)值與其對(duì)應(yīng)背景值的變化來綜合評(píng)價(jià)解釋油氣層。

背景值(Gb)：取離異常顯示儲(chǔ)集層上部最近的一段厚度大于5 m的非儲(chǔ)集層(一般為泥巖)且氣測各組分值無明顯變化，其各氣測組分的平均值作為基準(zhǔn)背景值。

儲(chǔ)集層代表值(Gf)：儲(chǔ)集層內(nèi)，會(huì)有出現(xiàn)多個(gè)深度的氣測數(shù)值點(diǎn)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值的選擇為C1～C5范圍輕組分取C1最大值的一組數(shù)據(jù)，作為異常顯示層氣測代表數(shù)據(jù)。

式中：Gb為非儲(chǔ)集層背景值(%)；Gf為儲(chǔ)集層代表值(%)。

在此方法基礎(chǔ)上，還衍生出一個(gè)計(jì)算參數(shù)—全烴甲烷占比(C1%)，用于快速區(qū)分油氣層，其具體定義如下：C1%=C1/(C1+C2+C3+iC4+nC4+iC5+nC5)，即為甲烷在全烴含量體積占比；在實(shí)際應(yīng)用中，同一構(gòu)造區(qū)域，全烴甲烷占比(C1%)與氣油比存在一定關(guān)系，能夠快速識(shí)別儲(chǔ)氣層。

1.1.3 輕重?zé)N比值Lw與TG/C1圖板法

在儲(chǔ)集層中，氣測組分比值的顯著變化，一般表明可能存在流體界面(比如氣油界面、油水界面、氣水界面)。所以，在對(duì)氣測錄井各項(xiàng)組分參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選條件下，如果以C1作為輕烴，C2、C3、C4、C5為重?zé)N，那么輕重?zé)N比值Lw(Lw=C1/(C2+C3+C4+C5))就可以代表輕重組分相對(duì)含量，若該值較高，則表示儲(chǔ)集層內(nèi)中輕烴濃度較高，那么儲(chǔ)集層就會(huì)以氣為主或非產(chǎn)層；TG/C1為全烴與輕烴濃度之比，若該值較高，則表示儲(chǔ)集層內(nèi)重?zé)N相對(duì)輕烴含量較高，那么儲(chǔ)集層就以液態(tài)烴為主，如圖1所示。

圖1 文昌X區(qū)氣測錄井流體類型識(shí)別圖版

1.2 地化錄井識(shí)別方法

1.2.1 熱蒸發(fā)烴氣相色譜譜圖法

巖石的熱蒸發(fā)是把巖樣置于坩堝加熱至300 ℃高溫，將存在于儲(chǔ)集巖孔隙的油氣組分蒸發(fā)出來進(jìn)行檢測。被加熱蒸發(fā)出的烴類通常只會(huì)是原油中所含有的輕組分，所以不同的流體類型蒸發(fā)速率也不一樣。在熱蒸發(fā)烴氣相色譜譜圖中的反應(yīng)就是組分響應(yīng)強(qiáng)度、碳數(shù)分布范圍以及譜圖基線形態(tài)[4-5]。因此，對(duì)于處于同一構(gòu)造單元的儲(chǔ)集層來講，譜圖特征更能反映含油氣特征，進(jìn)而快速識(shí)別流體類型[5]?？偨Y(jié)文昌X區(qū)色譜譜圖特征(如圖2(a)～(d)所示)表明，氣層碳數(shù)分布較靠前，一般以C1～C16為主，呈尖峰狀，豐度較低，基線平直無明顯隆起；油層正構(gòu)烷烴明顯，呈現(xiàn)規(guī)則梳狀，豐度高，基線平直無隆起。

1.2.2 輕烴組分分析譜圖法

輕烴組分分析技術(shù)主要檢測C1～C9之間的飽和烴(正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴)、不飽和烴112種化合物。油氣成藏后發(fā)生二次、多次運(yùn)移，油氣充注程度不飽滿，原油運(yùn)移和儲(chǔ)集過程中發(fā)生水洗、降解作用等都可以通過輕烴組分分析技術(shù)表征出來。在輕烴組分中，一般認(rèn)為C4前占比高則以氣態(tài)烴為主，C4后占比高則主要表征為液態(tài)烴，以此來快速識(shí)別流體類型。總結(jié)文昌X區(qū)輕烴譜圖特征(如圖2(e)～(h)所示)可知，氣層出峰不全、碳素范圍窄且靠前，一般C5以前，豐度高；油層出峰全、碳素范圍寬，豐度高。

圖2 文昌X區(qū)地化錄井不同流體類型典型譜圖

1.2.3 地化錄井參數(shù)圖版法

地化錄井中輕烴技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于判斷儲(chǔ)層的含油氣性，理論上儲(chǔ)層含油性越好，芳香烴和正構(gòu)烷烴值越大；儲(chǔ)層含氣，芳香烴和正構(gòu)烷烴值相對(duì)較低；儲(chǔ)層含水，芳香烴下降明顯。為了更加準(zhǔn)確、直觀地識(shí)別儲(chǔ)層流體類型，以正構(gòu)烷烴及芳香烴作為圖版坐標(biāo)軸，對(duì)文昌X區(qū)23層已測試層地化錄井巖屑數(shù)據(jù)進(jìn)行投點(diǎn)。其結(jié)果如圖3所示，不同流體類型聚類表征明顯。

圖3 文昌X區(qū)地化錄井解釋圖版

1.3 三維定量熒光錄井識(shí)別方法

1.3.1 三維定量熒光譜圖法

三維定量熒光技術(shù)對(duì)比常規(guī)熒光技術(shù)具有多點(diǎn)激發(fā)、發(fā)射的特點(diǎn)，可更有效地滿足烴類成分對(duì)光的選擇性吸收，準(zhǔn)確反映烴類分布規(guī)律，在儲(chǔ)層流體類型解釋評(píng)價(jià)中具有特別的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[6]。如圖4所示：根據(jù)三維定量熒光不同油質(zhì)及流體類型波長變化特征，結(jié)合23層已測試層結(jié)果表明：文昌X區(qū)氣層主峰最佳激發(fā)波長Ex為285～295 nm，最佳發(fā)射波長Em為325～335 nm；輕質(zhì)油層最佳激發(fā)波長Ex為300～310 nm，最佳發(fā)射波長Em為350～380 nm(如圖4(a)、4(b)所示)。

圖4 文昌X區(qū)典型氣層和輕質(zhì)油層三維定量熒光譜圖

1.3.2 三維熒光參數(shù)圖版法

通過前人大量的流體類型綜合分析發(fā)現(xiàn)，選用熒光對(duì)比級(jí)別和油性指數(shù)作為評(píng)價(jià)參數(shù)繪制交匯圖板，并通過聚類投點(diǎn)能有效地識(shí)別儲(chǔ)層流體類型。這其中，對(duì)比級(jí)別(N)是反映巖石樣品中含油氣量豐度的敏感參數(shù)；油性指數(shù)(Oc)為中質(zhì)油對(duì)應(yīng)最高熒光峰的強(qiáng)度值比上代表輕質(zhì)油對(duì)應(yīng)的最高熒光峰的強(qiáng)度值，反應(yīng)烴類成分及性質(zhì)。通過對(duì)文昌X區(qū)已測試23層三維定量熒光數(shù)據(jù)分析總結(jié)出：氣層區(qū)熒光對(duì)比級(jí)別大于4，油性指數(shù)介于 1.0～1.5之間，熒光對(duì)比級(jí)與油性指數(shù)成反相關(guān)性；輕質(zhì)油層區(qū)熒光對(duì)比級(jí)別大于5.2，油性指數(shù)介于 0.70～1.1之間；水層區(qū)熒光對(duì)比級(jí)別小于4.2，含油濃度值較低，如圖5所示。

圖5 文昌X區(qū)三維定量熒光錄井解釋圖版

2 錄井多技術(shù)綜合識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

綜上所述，由于錄井各單項(xiàng)技術(shù)側(cè)重方向不一樣，所檢測的錄井信息也不相同，都具有一定局限性，因此單純依賴某一項(xiàng)錄井技術(shù)很難對(duì)地層的流體類型作出快速準(zhǔn)確的識(shí)別。綜合應(yīng)用可以對(duì)不確定性因素做出判斷，對(duì)肯定性因素進(jìn)一步明確，進(jìn)而達(dá)到快速識(shí)別儲(chǔ)層流體性質(zhì)目的。根據(jù)已經(jīng)收集文昌X區(qū)10余口井的多項(xiàng)錄井技術(shù)資料，對(duì)文昌X區(qū)23層測試層數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，建立了該區(qū)域油層、氣層、水層錄井綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 文昌X區(qū)錄井多技術(shù)綜合識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

3 實(shí)例分析

A2井位于神狐隆起北緣近洼帶X區(qū)2號(hào)高點(diǎn)，主要目的層為珠江組二段下背斜圈閉。周緣A1井及B9等井已鉆井證實(shí)該區(qū)振幅異常范圍與含油氣范圍疊合較好，2號(hào)高點(diǎn)珠江組二段下具有一定振幅異常，含油氣概率高。

該井在珠江組二段斜深2 146～2 164 m井段巖性為灰色細(xì)砂巖，無熒光顯示，氣測峰形飽滿，C1異常倍數(shù)37倍，nC4異常倍數(shù)75倍，C1%為85%，VC1為7.32(如圖6所示)，輕重?zé)N比值Lw與TG/C1圖版投點(diǎn)于氣層區(qū)(如圖1所示)；熱蒸發(fā)烴氣相色譜出峰微弱，尖峰狀，豐度低；輕烴組分分析C5以前出峰明顯，豐度較高(如圖2(c)～(d)所示)，地化錄井參數(shù)圖版投點(diǎn)于氣層區(qū)(如圖3所示)；三維定量熒光主峰激發(fā)波長Ex為290 nm，主峰發(fā)射波長Em為325 nm (如圖4(c)所示)，對(duì)比級(jí)別為4.6～5.2，油性指數(shù)為 0.72～0.93，圖版投點(diǎn)于氣層區(qū)(如圖5所示)。利用文昌X區(qū)錄井多技術(shù)綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該段儲(chǔ)層綜合解釋為氣層。電纜測試取樣氣48 300 cm3，油40 cm3，氣油比1 207 m3/m3。錄井綜合解釋結(jié)論與電纜測試結(jié)果相符。

圖6 文昌X區(qū)A2井流體類型錄井綜合解釋圖

該井在珠江組二段斜深2 164～2 175 m井段巖性為灰色油斑細(xì)砂巖，巖屑直照見10%亮黃色熒光，氣測峰形飽滿，C1異常倍數(shù)21倍，nC4異常倍數(shù)137倍，C1%為73%，VC1為6.12(如圖6所示)，輕重?zé)N比值Lw與TG/C1圖板投點(diǎn)于油氣過渡層區(qū)(如圖1所示)；熱蒸發(fā)烴氣相色譜譜圖呈梳狀，豐度高；輕烴組分分析出峰全、范圍寬，豐度高(如圖2(g)～(h)所示)，地化錄井參數(shù)圖版投點(diǎn)于油層區(qū)(如圖3所示)；三維定量熒光主峰激發(fā)波長Ex為295 nm，主峰發(fā)射波長Em為345 nm(如圖4(d)所示)，對(duì)比級(jí)別為5.3～6.4，油性指數(shù)為 0.71～0.79，圖版投點(diǎn)于油層區(qū)(如圖5所示)。應(yīng)用文昌X區(qū)錄井多技術(shù)綜合解釋評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，該段儲(chǔ)層錄井綜合解釋為油層。電纜測試取樣氣37 300 cm3，油325 cm3，氣油比114 m3/m3。錄井綜合解釋結(jié)論與電纜測試結(jié)果相符。

4 結(jié)語

(1)對(duì)文昌X區(qū)已測試層不同流體類型氣測、三維定量熒光、地化錄井特征進(jìn)行分析歸納，得出了一套該區(qū)域快速識(shí)別流體類型圖版，并建立錄井多技術(shù)流體類型綜合識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。

(2)通過實(shí)例應(yīng)用分析，該套圖版及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)鉆過程中能快速準(zhǔn)確識(shí)別出流體類型，與電纜測試結(jié)論相同，值得推廣應(yīng)用。