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    地化錄井技術在早期儲層流體評價中的應用

    2018-10-19 01:20:48李戰(zhàn)奎
    中國資源綜合利用 2018年9期
    關鍵詞:渤中錄井儲集層

    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。

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