地化錄井技術在早期儲層流體評價中的應用

李 濤，李戰奎，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油田發現之后，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TPI（TPI=（S0+S1）/(S0+S1+S2））是用以判斷原油性質的參數，通常，重質油層、瀝青砂巖及泥巖的輕質成分指數小于0.5。在錄井現場，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(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。對于不同地區的原油，由于成熟度、油源以及構造環境的差異，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口井的熱解以及電纜測試數據（見表2），建立本區的原油密度估計關系式（見圖1）。

圖1 油質系數與原油密度的關系

從圖1可以看出，原油密度隨著TPI的增大而減小。運用數理統計，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，隨著錄井技術的發展，各種劃分油氣層的技術方法紛紛涌現，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，一種是利用錄井數據和譜圖直觀地進行判斷，另一種是對數據進行處理后，利用已經建立的評價模板進行（各種參數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的基礎上，建立符合本區的儲層流體性質識別圖版。參考前人對于數據的處理和選取，這里主要選取熱解衍生參數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的數口井的錄井數據以及綜合解釋成果，對數據（巖屑數據）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，油層的數據較為混亂，沒有規律。其他含油儲集層有著較好的區間分布。在對數據分析研究后，筆者發現，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據差別很大，一般Pg相差超過5。對于不能用巖屑熱解數據的各類儲集層，需要用井壁取芯數據來判斷。

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，其具有較好的規律性和一定的區分性，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 蒸發烴氣相色譜法

巖石熱蒸發是將巖樣加熱至300℃或350℃溫度，將存在于儲集巖孔隙的油氣組分蒸發出來進行檢測，被蒸發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據判斷儲集層流體性質，對熱解數據的異常進行分類，根據其特征選用不同的方法，從而提高判斷的準確度。