董佑桓

(中石化經(jīng)緯有限公司 地質(zhì)測控技術(shù)研究院，山東 青島 266075)

PDC鉆頭技術(shù)創(chuàng)新帶來的高鉆速、高時(shí)效，在降低鉆井總成本、增加經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，由于巖屑碾磨細(xì)碎，造成油氣逸失嚴(yán)重，尤其是細(xì)碎砂巖中輕質(zhì)油的落實(shí)更是難上加難，現(xiàn)場錄井過程中，不能準(zhǔn)確落實(shí)油氣顯示，對后期油氣層解釋和評價(jià)都會造成影響，甚至將導(dǎo)致漏失油氣層。提高細(xì)碎砂巖中輕質(zhì)油發(fā)現(xiàn)率，對于油氣勘探開發(fā)具有重要意義[1-2]。以東營凹陷北部陡坡帶為例在充分應(yīng)用常規(guī)錄井方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合錄井分析化驗(yàn)新技術(shù)，研究輕質(zhì)油與錄井參數(shù)、分析化驗(yàn)結(jié)果相互之間的關(guān)系，旨在提高細(xì)碎砂巖中輕質(zhì)油的發(fā)現(xiàn)率。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

東營凹陷北部陡坡帶北部為陳家莊凸起東端，南臨民豐洼陷，油源條件較好。研究區(qū)沙三、沙四段沉積時(shí)期主要發(fā)育有近岸水下扇、重力流溝道及前端的重力流扇體沉積，發(fā)育的多期砂礫巖扇體沿陡坡帶自凸起至洼陷呈有規(guī)律的組合疊置、扇群展布，疊合含油連片，扇體規(guī)模較大，油藏類型多樣，縱橫向疊合連片，有著極為豐富的儲集空間[3-6]。橫向上不同期次砂礫巖體錯(cuò)層尖滅，形成砂礫巖體內(nèi)部物性變化大的砂礫巖巖性油藏(圖1)。

圖1 東營凹陷北部陡坡帶構(gòu)造位置及沉積背景圖

2 常規(guī)錄井方法

2.1 錄井參數(shù)

鉆時(shí)和氣測是地層可鉆性、含油性最直接的反應(yīng)。對于常規(guī)油氣藏，砂泥巖剖面砂巖可鉆性好，泥巖可鉆性差，含油性砂巖段相對于普通砂泥巖段，氣測值有明顯抬升，但是針對東營凹陷北部陡坡帶的砂礫巖體則不盡然，該區(qū)域長石砂巖風(fēng)化嚴(yán)重，巖屑中風(fēng)化的長石砂巖與泥巖鉆時(shí)差異不大，由于砂巖中含油質(zhì)輕，油氣逸失嚴(yán)重，氣測氣變化不明顯，所以在現(xiàn)場錄井過程中，要及時(shí)分析鉆時(shí)、氣測與含油性的相關(guān)性，總結(jié)分析鉆遇含油砂巖段鉆時(shí)、氣測的變化規(guī)律[7]。

2.2 巖屑錄井

東營凹陷北部陡坡帶鉆遇目的層砂礫巖體后，長石風(fēng)化嚴(yán)重，再加上采用高轉(zhuǎn)速+低鉆壓+ 螺桿+鉆頭復(fù)合鉆具鉆進(jìn)模式，使得巖屑碾磨非常細(xì)，巖屑中輕烴含量較多且地層內(nèi)原油黏度低，易于擴(kuò)散到泥漿中，造成巖屑熒光錄井級別偏低，甚至見不到顯示，同時(shí)，巖屑越細(xì)碎，含油巖屑和鉆井液接觸面積越大，油氣顯示就越弱。

現(xiàn)場采集到巖屑切勿進(jìn)行加熱、烘干，要及時(shí)落實(shí)油氣顯示，對巖屑進(jìn)行濕照、干照、滴照。輕質(zhì)油在巖樣上顯示很微弱，及時(shí)觀察濕樣很難觀察到油氣顯示，巖樣不污手，甚至為“白砂子”。

2.3 氣測錄井

氣測錄井是通過綜合錄井儀監(jiān)測鉆井液攜帶石油、天然氣中的烴類和非烴類氣體來評價(jià)油氣層。石油是一種以烴類為主的混合物，主要由C、H組成，含少量的O、S、N等元素，烴類化合物占97%以上，其余是氧化物和硫化物等。一般鉆遇輕質(zhì)油儲層，氣測會有明顯的反映，全烴升高，曲線增加幅度大，后效明顯。但是鉆遇低孔特低滲儲層，儲集空間以束縛孔隙為主，可動流體含量低，進(jìn)入到泥漿內(nèi)的油氣含量低，造成氣測顯示低。

東營凹陷北部陡坡帶在鉆遇輕質(zhì)油儲層時(shí)，氣測錄井的特點(diǎn)是組分齊全，全烴含量一般為5%～10%，C1/C2一般為5%～15%，其他烴類組分齊全[8]。

2.4 熒光錄井

石油是碳?xì)浠衔?，除含烷烴外，還含有芳香烴化合物及其衍生物。芳香烴化合物及其衍生物在紫外光的激發(fā)下，能夠發(fā)射熒光。采用熒光燈來鑒別不同類型不同含量烴類的熒光特征。

現(xiàn)場可以按照細(xì)碎巖屑油氣顯示落實(shí)步驟，先逐包滴照底砂，前后對比熒光強(qiáng)弱變化，如果不好比較，逐張拍熒光濾紙照片，放在電腦上對比熒光強(qiáng)弱變化；其次，利用分選篩，逐包挑樣，碾碎后滴照，對比落實(shí)油氣顯示，排除假巖屑影響。

3 分析化驗(yàn)錄井

3.1 巖石熱解錄井

儲層中石油主要由各種烴類、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)構(gòu)成，生油巖主要由烴類和生油母質(zhì)干酪根組成。不同烴類組分，不同分子量和分子結(jié)構(gòu)的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、干酪根均具不同的沸點(diǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到某有機(jī)組分的沸點(diǎn)時(shí)，該種有機(jī)物質(zhì)便蒸發(fā)裂解并從巖石中解析。

五峰巖石熱解技術(shù)是指天然氣餾分峰(S0)、汽油餾分峰(S1)、煤油餾分峰及柴油餾分峰(S21)、蠟及重油餾分峰(S22)、膠質(zhì)瀝青質(zhì)熱解烴峰(S23)等5峰，測定其各組分含量，從而快速地對儲油巖進(jìn)行評價(jià)。五峰技術(shù)評價(jià)輕質(zhì)油主要看P2指數(shù)，當(dāng)P2>0.8時(shí)為輕質(zhì)油(表1，圖2)[9-10]。

表1 五峰分析原有性質(zhì)特征

圖2 儲油巖分析譜圖

3.2 熱蒸發(fā)烴色譜分析錄井

儲集層中不同性質(zhì)的油氣藏包括天然氣、凝析油、輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油、重質(zhì)原油、稠油，這些油氣藏以烴類成分在地層中存在的狀況來劃分。他們之間均以過渡狀態(tài)存在，并無明顯界限。了解不同性質(zhì)的油氣藏的化學(xué)組成、物理性質(zhì)、地下儲存狀態(tài)及其開發(fā)過程中的相態(tài)變化，對于勘探開發(fā)有很大幫助。熱蒸發(fā)烴色譜錄井可以給出他們完整的組分譜圖，根據(jù)他們各自的特征譜圖很容易鑒別各種油氣藏的性質(zhì)(表2)[11-12]。

表2 熱蒸發(fā)烴色譜分析技術(shù)原油性質(zhì)識別標(biāo)準(zhǔn)

輕質(zhì)油正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布窄，主要分布在nC1～nC20，主峰碳nC6～nC8，∑C21-/∑C22+值很大；輕質(zhì)烴類豐富，正構(gòu)烷烴碳數(shù)主要分布在nC12～nC28，主峰碳nC9～nC12, ∑C21-/∑C22+較大。

3.3 三維定量熒光錄井

三維定量熒光錄井技術(shù)是在二維定量熒光錄井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的最新定量熒光分析技術(shù)，兩者有著相同的理論基礎(chǔ)。由于三維定量熒光選用了200～800 nm之間的激發(fā)光全波段掃描含油巖樣，在各個(gè)不同波長的激發(fā)光照射下，檢測發(fā)射光各種波長下相應(yīng)的熒光強(qiáng)度,繪制熒光強(qiáng)度對發(fā)射波長的關(guān)系曲線，即可得到激發(fā)光波長(Ex)—發(fā)射光波長(Em)—熒光強(qiáng)度(INT)的三維熒光光譜圖，進(jìn)而反映油質(zhì)變化的地質(zhì)信息[13-14]。

熒光強(qiáng)度(INT)最大時(shí)(峰頂)對應(yīng)的激發(fā)光波長為最佳激發(fā)波長，此時(shí)的發(fā)射光波長為最佳發(fā)射波長(表3)。

表3 三維定量熒光原油性質(zhì)判別標(biāo)準(zhǔn)

4 應(yīng)用實(shí)例分析

XX229井，砂體位于微幅背斜構(gòu)造帶上，構(gòu)造位置有利，北部靠扇根側(cè)向封堵，南部靠巖性尖滅，東、西兩側(cè)不同期次扇體錯(cuò)層疊置，目的層純上亞段3 150～3 195 m鉆遇厚層砂礫巖，氣測全烴為2.16%～2.83%，甲烷為1.11%～1.49%，巖屑風(fēng)化嚴(yán)重，較疏松、細(xì)碎，無油味，不染手，槽面未見任何油氣顯示，熒光級別系列對比為1級，熒光滴照乳白色，定名灰色熒光含礫細(xì)砂巖(圖3)。

圖3 XX 229井現(xiàn)場巖屑照片(井深3 180 m)

地化S′0為0.14 mg/g，S11為0.76 mg/g，S21為1.04 mg/g，S22為0.15 mg/g，S23為0.17 mg/g，含油氣豐度較高，輕質(zhì)油，解釋為油水同層；定量熒光強(qiáng)度值為120.30，含油濃度為50.02 mg/L，含油氣豐度較高，為輕—中質(zhì)油，解釋為油水同層(圖4)；熱蒸發(fā)烴譜圖顯示，熱蒸發(fā)烴譜圖基線較平直，峰型為均勻的梳狀，主峰碳為nC25，碳數(shù)范圍為nC12～nC35，∑C21-/∑C22+為0.2372，表現(xiàn)為含油水層特征；三維定量熒光等高線光譜顯示，最佳激發(fā)波長為327 nm，最佳發(fā)射波長為340 nm，油性指數(shù)為1.12，說明油質(zhì)為輕質(zhì)油，綜合各項(xiàng)錄井技術(shù)分析，解釋為油水同層。

圖4 XX 229井現(xiàn)場熱蒸發(fā)烴譜圖

完鉆后，井壁取心見含油砂巖3顆，依據(jù)各項(xiàng)測、錄井資料，符合輕質(zhì)油特征，現(xiàn)場定名與測井解釋及錄井綜合解釋相符(圖5)，均為油水同層。后期在純上亞段3 150～3 195 m試油求產(chǎn)，獲得連續(xù)性工業(yè)油流。

圖5 YX229井巖屑錄井綜合圖

5 結(jié) 論

(1)錄井參數(shù)鉆時(shí)、氣測等，可以作為評價(jià)油氣顯示直觀的實(shí)時(shí)參數(shù)，但是在東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖風(fēng)化嚴(yán)重，不能作為判斷油氣顯示有利依據(jù)。

(2)熒光錄井和分析化驗(yàn)，要挑樣進(jìn)行分析化驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，利用分選篩，逐包挑樣進(jìn)行分析，排除生油巖的干擾。

(3)含油砂巖經(jīng)過鉆頭碾磨，巖屑細(xì)碎，巖屑中輕烴含量較多且地層內(nèi)原油黏度低，易于擴(kuò)散到泥漿中，油氣逸失嚴(yán)重，通過常規(guī)地質(zhì)錄井技術(shù)很難準(zhǔn)落實(shí)油氣顯示情況，現(xiàn)場需要結(jié)合各項(xiàng)錄井技術(shù)綜合分析判斷。