儲層熱解分析在瀝青墊識別中的應用

王賀

（中油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦　124010）

儲層熱解分析在瀝青墊識別中的應用

王賀

（中油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦124010）

瀝青墊是富含瀝青質的石油帶。它的存在使得孔滲性較好的儲集層成為油氣藏中的有機隔層，降低油藏質量與油藏規模，增大了油藏的開發難度。本文通過采用儲層熱解分析技術手段認清了瀝青墊的組分特征，并采用重輕比與PI3指數將瀝青墊、高阻層及油層的技術界限進行劃分。證明儲層熱解分析能夠在瀝青墊的識別中提供重要的技術保證。

瀝青墊；儲層熱解；重質組分；PI3指數

瀝青墊是從與其所處油層中的原油衍生而來的。與儲層相比，瀝青墊是富含瀝青質的石油帶，與上覆較高密度的石油柱間具有成分突變的界面。瀝青墊分布區域預測模式將會有助于油田開發和二次采油與強化采油方案，深入認識瀝青墊的空間分布，對注水井的有效部署也是非常重要的。為了有效區分對比瀝青墊與油層的差異，前人通過采用族組成、色譜等分析技術開展了相關的研究工作，為認清與掌握瀝青墊的分布與特征提供了重要的技術手段［1-6］。而本文則是通過采用儲層熱解分析的方法開展瀝青墊的識別研究，將瀝青墊、高阻層、低物性段、油層進行技術界限劃分，取得了一定的認識。

1　熱解分析原理

在熱解爐中對儲層的巖石樣品進行程序升溫，使烴類在不同溫度區間揮發和裂解，通過氫焰離子化檢測器檢測（FID），記錄各溫度區間的游離烴（S1）、熱解烴（S2）含量和峰頂溫度，熱解后的樣品送入氧化爐中，檢測其中的殘余烴含量［7］。

2　升溫條件及參數

2.1升溫條件

（1）巖樣被送入熱解爐內，在180℃爐溫下恒溫10 min出S1峰。

（2）從180℃（10℃/min）程序升溫到650℃，穩定3 min獲取S2峰。

2.2獲取的參數

S1-游離烴含量（輕質烴類含量），mg/g；S2-熱解烴含量（重質烴類含量），mg/g。

將S2峰按照溫度范圍進行劃分，可分為和。其中范圍內烴類含量，mg/g；范圍內烴類含量℃～600℃范圍內烴類含量，mg/g。重輕比=S2/S1，無量綱。

，無量綱，代表450℃～600℃范圍內烴類在重質烴類中百分含量。

3　瀝青墊特征分析

組分變化存在極性組分突變的特點，這是瀝青墊判別的標志［8］。對DG-4井樣品抽提物開展族組成分析發現：1#～2#樣品中極性物質（非烴+瀝青質）含量介于86.34％～90.26％。3#～8#樣品中極性物質（非烴+瀝青質）含量介于71.05％～76.97％。1#～2#樣品比3#～8#樣品所在儲層的極性組分含量平均高于15％左右，明顯高于油層的極性組分含量。證明瀝青墊與油層極性組分具有鮮明區分特征（見表1）。

表1　DG-4井極性組分分析數據

4　儲層熱解分析

由于稠油中膠質、瀝青質等極性重質組分含量較高，受到瀝青墊中極性物質含量高于油層的影響，在儲層熱解分析中重質組分含量會相應增加，而最終導致重質組分與輕質組分的比值（重輕比S2/S1）增大。因此，可以通過對比重輕比變化區分儲層特性。對比瀝青墊、高電阻率層及油層儲層熱解分析發現，重輕比比值具有如下特點：瀝青墊樣品重輕比大于14；高電阻率層樣品重輕比介于12～14；油層樣品重輕比小于12（見表2）。

表2　DG-4井儲層熱解分析數據

因此，通過重輕比可以將儲層進行類型區分與識別。但是，當樣品放置時間過長時，S1值會受保存條件等因素影響而發生變化，S2值則不受條件的影響，其值不發生變化。所以，重輕比分析數據在劃分儲層特性上容易受到不穩定的因素影響。為了更準確地利用儲層分析參數，可以通過對S2值進行細分而進一步分析瀝青墊與油層的特征。前面提到，S23為450℃～600℃范圍內烴類含量，該值的高低代表著儲層中膠質與瀝青質的含量多少。即膠質及瀝青質含量高，S23值高、PI3指數增加。根據這種對應關系，由于儲層特性的不同，分析的S23值、PI3指數會相應發生變化。瀝青墊樣品中極性物質中S23值含量越高，分析的PI3指數就會更大。對DG-4井樣品進一步分析發現，PI3指數具有以下特點：瀝青墊樣品PI3指數大于0.25；高電阻率層樣品PI3指數介于0.22～0.25；油層樣品PI3指數小于0.22。同時，代表瀝青墊樣品中存在PI3指數低于0.22的情況（2#樣品），說明并不具有瀝青墊特性，儲層熱解解釋應為油層。結合地質背景分析發現，該層屬于油水同層。可見，PI3指數分析規律除了與重輕比S2/S1有相同的規律趨勢外，其結果還能夠準確表征儲層極性物質的特征。將兩者結合分析能夠達到區分瀝青墊、高阻層與油層的目的（見圖1）。

5　成果應用

獲取上述成果后，根據現場取心設計，選取該區塊DG-6井進行巖心觀察及測井解釋分析，驗證分析結論是否合理。與DG-4井不同，該井巖心特征不明顯，無法對其儲層特征進行有效的界定與劃分。通過采用上述儲層熱解分析方法分析，很好地將該井儲層進行分類并表征出來。分析發現，1#～2#樣品具有高阻層特征，并不具有瀝青墊特性。3#～5#樣品具有油層特征，4#樣品PI3指數明顯變低，這與測井解釋中低物性段結論不謀而合，更說明利用PI3指數更具有精確分析的作用（見表3，圖2）。

表3　DG-6井儲層熱解分析數據

圖1　DG-4井PI3指數對比圖

圖2　DG-6井PI3指數對比圖

6　結論

（1）研究中重輕比分布特征為瀝青墊樣品重輕比大于14；高電阻率層樣品重輕比介于12～14；油層樣品重輕比小于12。

（2）研究區中瀝青墊樣品PI3指數大于0.25；高電阻率層樣品PI3指數介于0.22～0.25；油層樣品PI3指數小于0.22。PI3指數分析規律除了與重輕比S2/S1有相同的規律趨勢外，其結果還能夠準確表征儲層極性物質的特征。

（3）儲層熱解分析可以體現重輕組分的含量變化，因此可以在瀝青墊識別中提供技術支撐。

［1］侯讀杰，張敏，趙紅靜，等.油藏及開發地球化學導論［M］.北京：石油工業出版社，2001.

［2］Zhang Min.Discovery of tar mats in terrestrial gas-condensate reservoirs and its geological significance［J］.Chinese Science Bulletin，1997，42（16）：1391-1393.

［3］Zhang Min，Zhang Jun.Geochemical characteristics and origin of tar mats from the Yaha Field in Tarim Basin，China ［J］.Chinese journal of geochemistry，1999，18（3）：250-257.

［4］竇立榮，程頂勝，李志.蘇丹Muglad盆地FN油田瀝青墊的確認及成因分析［J］.地球化學，2004，33（3）：309-316.

［5］朱戰軍，林壬子.油氣藏中瀝青墊的確認方法-以東濮凹陷文留油田為例［J］.石油天然氣學報（江漢石油學院學報），2007，29（3）：333-336.

［6］張敏，蔡春芳，張俊.油氣藏中瀝青墊的研究進展［J］.地質科技情報，1997，16（1）：81-84.

［7］華學理，呂曉華.巖石熱解分析技術在油田開發中的應用［J］.油氣地質與采收率，2002，9（4）：61-63.

［8］朱戰軍，袁井菊，林壬子，等.文留油田25東區塊瀝青墊地球化學特征及成因［J］.石油勘探與開發，2006，33（6）：677-681.

Application of reservoir pyrolysis analysis in recognition of tar mat

WANG He
（Exploration&Development Research Institute，Liaohe Oilfield Company，Panjin Liaoning 124010，China）

Tar mat is rich in the asphaltenes of oil zone.It makes good reservoir pore permeability reservoirs of the organic interlayer.Therefore，tar mat can lower the quality of reservoir and increase the reservoir development difficulty.In this paper，through the adoption of reservoir pyrolysis analysis technology to identify the composition characteristics of the tar mat.Using the weight of light ratio and PI3index to divide tar mat，high resistance layer and the oil layer.Proving that reservoir pyrolysis analysis can provide important technical guarantee for the identification of tar mat.

tar mat；reservoir pyrolysis；heavy component；PI3index

TE311

A

1673-5285（2016）08-0048-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.012

2016-06-06

王賀，碩士，工程師，研究方向為有機地球化學分析與技術研究，郵箱：wh1712@163.com。