陳真,胡云,耿立軍,羅鵬,王志超,和鵬飛,袁則名

1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術(shù)分公司（天津300452）

2.中海石油（中國(guó)）有限公司 天津分公司（天津300450）

0 引言

眾所周知，在紫外光的照射下，石油中芳烴和非烴能發(fā)出熒光，這是現(xiàn)場(chǎng)油氣識(shí)別的重要手段之一。近年來(lái)，隨時(shí)石油鉆井技術(shù)不斷發(fā)展，鉆井液技術(shù)也不斷進(jìn)步，為了提高鉆井液性能，出現(xiàn)了很多新型鉆井液材料，在提升鉆井工藝的同時(shí)，其中部分熒光類鉆井液添加劑給現(xiàn)場(chǎng)鉆井過(guò)程中的油氣識(shí)別帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)[1-4]。

渤海油田鉆遇的地層包括第三系地層以及潛山地層，針對(duì)不同的地層實(shí)鉆過(guò)程中所用的鉆井液體系也有所不同。本文主要研究了渤海油田幾種常見(jiàn)的鉆井液體系的熒光添加劑，包括：聚合物體系、PEC 體系、PEM 體系、高溫高壓體系等，各體系及適用地層見(jiàn)表1。

表1 渤海油田常見(jiàn)鉆井液體系統(tǒng)計(jì)表

不同的鉆井液體系中的熒光添加劑略有不同，同一套地層不同井型的鉆井液添加劑也不同。例如在明下段鉆進(jìn)，定向井如果需要滑動(dòng)造斜，可能會(huì)添加LUBE 潤(rùn)滑劑或者小球，但是在直井可能不會(huì)添加該類材料[5]。

基于近年來(lái)鉆井資料，利用熒光錄井[6-7]與地化錄井技術(shù)[8]相結(jié)合，篩選出不同鉆井液體系中的熒光類添加劑，研究其熒光特征與地化特征，建立添加劑特征譜圖，從而指導(dǎo)真假熒光物質(zhì)識(shí)別，更好地服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)油氣識(shí)別工作。

1 鉆井液熒光添加劑的篩選

為了研究不同鉆井液添加劑的熒光特征屬性，首先，對(duì)渤海油田幾種常見(jiàn)鉆井液體系進(jìn)行綜合分析，總結(jié)出近70 種鉆井液添加劑，包括：燒堿、氯化鉀、固體石墨、乳化石蠟等。然后，通過(guò)對(duì)巖屑、壁心、鉆井液材料的對(duì)比分析，歸納出對(duì)錄井影響最大的4種熒光類材料，其地化特征均組分單一，主碳峰單一，整體豐度低（表2）。

研究發(fā)現(xiàn)，鉆井液添加劑對(duì)油氣識(shí)別的影響主要為2個(gè)方面：①添加劑本身具有熒光屬性，它直接對(duì)巖屑、壁心等產(chǎn)生污染，誤導(dǎo)熒光錄井對(duì)于油氣的現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別；②添加劑是原油制品，它不僅具備熒光屬性，同時(shí)具有烴類物質(zhì)屬性，在地化檢測(cè)中，也能表現(xiàn)出原油的部分地化特征，從而誤導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于原油性質(zhì)的判斷。

表2 鉆井液熒光添加劑統(tǒng)計(jì)表

2 鉆井液添加劑錄井影響分析

熒光添加劑對(duì)錄井的影響是多方面的，下面通過(guò)分析巖屑、壁心與鉆井液添加劑，多角度反映出熒光添加劑對(duì)錄井的影響。

2.1 巖屑-壁心對(duì)比

L1-2井在2 700 m之后錄井顯示和測(cè)井解釋結(jié)果偏差較大，后續(xù)通過(guò)壁心證實(shí)是被泥漿污染，如圖1（a）所示。由于地層本身熒光顯示較弱，如圖1（b）所示，泥漿添加劑干擾導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)難以區(qū)分真假顯示，使得最終的油氣發(fā)現(xiàn)率較低。

圖1 L1-2井巖屑與壁心熒光掃描對(duì)比

2.2 巖屑-鉆井液添加劑對(duì)比

P6-5井全井受到鉆井液熒光添加劑影響，特別是PF-GRA（固體石墨），對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)油氣水識(shí)別造成了較大干擾。從圖2 可以看出，固體石墨對(duì)于巖屑熒光識(shí)別造成了較大干擾。

2.3 壁心-鉆井液添加劑對(duì)比

B2-1 井設(shè)計(jì)目的層段，錄井過(guò)程熒光顯示較好，但最終測(cè)井結(jié)果證實(shí)本段并無(wú)油氣顯示。井壁取心地化分析結(jié)果表明，該段受到鉆井液添加劑PF-EPF（乳化石蠟）影響較大。

圖2 P6-5井鉆井液與巖屑三維熒光圖譜對(duì)比

研究表明，熒光類鉆井液添加劑既可以直接污染巖屑、壁心、巖心等，對(duì)熒光錄井產(chǎn)生較大干擾，也可以隨鉆井液滲入地層，對(duì)儲(chǔ)層流體的識(shí)別產(chǎn)生干擾。為更好地認(rèn)識(shí)熒光類添加劑的熒光特征與地化特征，在井場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展進(jìn)一步研究。

3 創(chuàng)建鉆井液添加劑特征譜圖

3.1 熒光特征譜圖

針對(duì)多口井出現(xiàn)的鉆井液添加劑對(duì)地化錄井、三維定量熒光錄井以及壁心污染造成的干擾問(wèn)題，井場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)室對(duì)常用的泥漿材料進(jìn)行取樣、分析，建立了鉆井液熒光添加劑錄井特征數(shù)據(jù)庫(kù)及譜圖。

首先，進(jìn)行了鉆井液添加劑的熒光錄井研究，分為常規(guī)的熒光直照、熒光滴照以及三維定向熒光分析。篩選出了18種熒光添加劑，它們普遍存在于各種體系的鉆井液中。下面以4種典型的熒光添加劑為例，分析熒光特征。在自然光下，4種添加劑具有不同的形態(tài)特征，熒光特征也有不同差異，如圖3所示。

分析表明，4 種添加劑在紫外光照射下都表現(xiàn)出一定的熒光屬性。三維定量熒光分析結(jié)果顯示：PF-GRA（固體石墨）與PF-EPF（乳化石蠟）有一定的響應(yīng)，這兩種鉆井液添加劑對(duì)三維熒光錄井影響較大；PF-LUBE（潤(rùn)滑劑）與PF-TEMP（褐煤樹(shù)脂）兩種鉆井液添加劑對(duì)三維熒光錄井影響相對(duì)較小。

3.2 地化特征譜圖

圖3 鉆井液添加劑熒光特征譜圖

實(shí)驗(yàn)室根據(jù)前面篩選出的18 種熒光添加劑進(jìn)行逐一地化特征研究。結(jié)果顯示：PF-LPF、PFLUBE、磺化瀝青等多種鉆井液添加劑都對(duì)地化錄井產(chǎn)生了影響，但是其譜圖與原油地化譜圖有一定差異，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比分析，能夠?qū)ζ浼右詤^(qū)分。鉆井液添加劑地化錄井特征譜圖（節(jié)選）如圖4所示。

3.3 應(yīng)用效果分析

將熒光類鉆井液添加劑的研究成果在B3 區(qū)塊兩口探井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，能減小熒光添加劑對(duì)現(xiàn)場(chǎng)油氣識(shí)別的影響，甄別真假油氣顯示。

應(yīng)用表明，具備相似熒光特征或地化響應(yīng)特征的添加劑對(duì)油氣識(shí)別影響相對(duì)較大，如乳化石蠟、固體石墨等。但是，將現(xiàn)場(chǎng)巖屑分析譜圖與添加劑特征譜圖進(jìn)行對(duì)比分析，能有效識(shí)別巖屑樣品是否含有熒光添加劑，從而提高油氣識(shí)別準(zhǔn)確率。

圖4 鉆井液添加劑地化特征譜圖(節(jié)選)

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)已鉆井資料的分析研究，發(fā)現(xiàn)熒光類鉆井液添加劑對(duì)現(xiàn)場(chǎng)油氣識(shí)別不可避免地存在不同程度的影響。但是，通過(guò)熒光錄井手段與地化技術(shù)相結(jié)合，可以將干擾程度降至最低，從而更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

1）在中深井及定向井中，鉆井液添加劑對(duì)錄井油氣識(shí)別的影響普遍存在，其中具備與油氣顯示相似熒光特征或地化特征的添加劑對(duì)錄井影響較大，如乳化石蠟、固體石墨等。

2）鉆井液添加劑特征譜圖的應(yīng)用要與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，抓住分析樣品的特征信息甄別假的油氣顯示。同時(shí)隨著鉆井液技術(shù)的發(fā)展，后續(xù)工作應(yīng)結(jié)合實(shí)際，對(duì)添加劑特征譜圖庫(kù)進(jìn)行更新研究。