紅外光譜錄井技術的應用范文

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《錄井工程雜志》2015年第一期

1紅外光譜錄井資料的判別方法

紅外光譜錄井和色譜氣測錄井技術一樣，是直接檢測鉆井液中氣體含量的一種錄井方法。同地區同性質油氣層的氣測異常顯示具有相似的烴類組分，不同流體性質的儲集層其紅外光譜氣測響應特征不同。

1．1全烴和組分特征根據鎮北地區延長組27口井110層的試油和采油數據統計分析，紅外光譜參數在含油儲集層（油層、油水同層）具有全烴。紅外光譜錄井和氣測錄井主要的區別在于檢測的數據更全面，除氣測可檢測的C1、C2、C3、iC4、nC4、iC5、nC5外，還有氣測檢測不到的C5＋以及非烴組分CO、CO2。C1、C2、C3、iC4、nC4在常溫下以氣體形態存在，而iC5、nC5以及C5＋常溫下以液體形態存在。前者各組分含量高通常為氣層、水層，而后者各組分含量高通常為油層，且C5＋的劇增通常指示儲集層含油（不含水）的特征。因此，通過上述兩類烴組分的含量能夠有效判識儲集層流體的性質。

1．2全烴曲線特征鑒于鎮北地區延長組統計分析得出的油層和油水同層的參數特征基本一致，還需尋找其他不同特征對油層和油水同層進行識別。研究發現，鎮北地區的儲集層的紅外光譜全烴曲線也存在明顯特征（表2），油層的曲線形態呈箱型，含水儲集層的曲線形態呈三角形。根據參數和曲線特征，可以對儲集層進行準確判識。

2應用效果

將本研究得到的儲集層識別方法在鎮北地區延長組進行了應用，結果表明，37口井79個試油層中，紅外光譜錄井的含油層發現率達到100％，油水解釋符合率78．5％，工業油層試油建議選層準確率100％。充分說明利用紅外光譜錄井技術所建立的解釋評價方法（表1、表2）適合鎮北地區延長組油水層的識別與評價，特別是在低電阻率油層、消光油層［2］、致密非均質性儲集層等復雜油層識別中發揮了獨到優勢。

2．1薄油層和儲集層非均質性的有效識別色譜氣測的分析周期一般為30s、90s、120s或240s，按短周期30s計在1min內最多可得到2組測量數據，原始數據的缺乏必然會造成地質解釋和地質描述的困難。紅外光譜的分析周期為10～12s，在1min內可得到5～6組測量數據［5］。快速的組分分析在高速鉆進時提高了地層的分辨率，因而增加了薄油層的信息量，可以有效檢測烴類組分的變化，準確發現較薄油層。由于紅外光譜錄井技術分析快速，在儲集層含油非均質性識別、電性對比、指導巖性描述等方面都可發揮重要作用。如M34井長8段2109～2121m井段，鉆時數據基本處于7～8min／m之間（圖1），由于變化趨勢不明顯，難以準確劃分地層。紅外光譜顯示井段2109～2111m全烴從0．25％上升到1．97％，井段2115～2117m全烴從0．71％上升到5．26％，井段2120～2121m全烴從0．27％上升到2．34％，從全烴的異常變化能夠判斷上述3個井段應為薄油層，而且全烴曲線形態呈指型，說明鉆遇較薄儲集層。結合巖屑錄井進一步驗證，尤其是對2120～2121m較薄儲集層的判斷，發揮了紅外光譜分析快速，可準確發現薄油層方面的優勢。如L91井長8段2439．4～2456．3m取心段，地質描述15．0m為褐色油斑細砂巖，從巖心描述直觀看，不能準確反映大段巖心含油的非均質性，但從紅外光譜全烴曲線形態可以反映儲集層含油的非均質性，全烴異常高的為良好儲集層，全烴無異常的為較差儲集層，全烴曲線呈鋸齒狀，形態與測井儲集層的計算孔隙度、滲透率的曲線形態一致（圖2），具有一定的可比性。因此，結合紅外光譜可以進行儲集層含油非均質性識別。

2．2反映儲集層流體變化規律紅外光譜錄井儀受輔助氣體純度、色譜柱效、操作員標定等其他因素影響小，分析結果穩定，可以準確地反映出油水變化規律［3］。如M28井長8段2391～2399m井段，全烴異常明顯，從0．416％升至3．675％，平均值達到2．116％（圖3），曲線形態呈箱型；重烴異常高，達到1．732％；烴比值（C3／C1）為高異常，從0．279升至0．657，濕度比從0．433升至0．660，平衡比從2．727降為0．946，反映儲集層含油性較好，為油層特征。經試油驗證，2392～2393m井段產油8．5t／d，不產水，結論為油層。該層紅外光譜的異常顯示充分反映了儲集層的含油性。

2．3為低電阻率油層評價提供可靠依據紅外光譜錄井技術直接檢測鉆井液和儲集層巖樣中的烴類物質組成與含量，其結果不受地層水礦化度、巖性和黏土礦物、巖石骨架導電性等因素影響，只與儲集層中的流體性質有關。因此，紅外光譜錄井可以有效彌補測井資料的不足，不受測井電阻率值大小的影響，在鎮北地區低電阻率油藏的勘探中發揮了明顯的優勢。如M116井長3段1344～1347m井段（圖4），電阻率5．85Ω•m，聲波時差251．22μs／m，為低電阻率儲集層，測井解釋為水層。紅外光譜異常明顯，全烴從0．191％升至1．189％；重烴異常高，其值為0．347％；濕度比從0．390升至0．548，平衡比從3．102降至1．375，烴比值從0．165升至0．311，呈典型的含油特征，而全烴曲線呈正三角形，表明儲集層含水，據此解釋為油水同層。討論時提出試油建議，甲方根據紅外光譜錄井解釋結論采納了試油意見，1345～1346m井段經試油驗證，產油4．85t／d，產水4．20m3／d，結論為油水同層。該層的紅外光譜為低電阻率油層的評價提供了可靠依據。

2．4準確判別熒光直照下消光油層含油樣品（巖心、巖屑、井壁取心）在熒光燈下發出熒光是錄井發現油氣顯示的重要特征，但鎮北地區長8段油層普遍存在著消光（在熒光燈下無熒光或者熒光顯示弱）的特點，致使現場油層的發現率受到了嚴重的影響。紅外光譜錄井技術有效地解決了這一難題，在現場錄井過程中取得了較為理想的效果。如M75井長8段2536～2539m井段（圖5），巖屑描述為黑褐色油跡細砂巖，熒光直照具消光現象，為該層的顯示判斷帶來了困難。從紅外光譜分析資料看，全烴異常明顯，從0．416％升至5．196％，全烴曲線呈箱型；濕度比從0．076升至0．213，平衡比從20．054降至6．424，烴比值為高異常，從0．019升至0．120。各項參數反映儲集層油氣豐度高，含油性較好，具油層特征。經試油驗證，2537～2539m井段產油5．79t／d，不產水，結論為油層，解決了熒光直照下油層消光帶來的解釋評價難題。

2．5有效判識儲集層流體性質如L89井長6段2262～2267m井段（圖6），紅外光譜全烴從0．220％升至5．821％，組分齊全，C1－C4組分含量均有所增加，且曲線形態與全烴曲線基本一致，曲線形態大體呈箱型；濕度比從0．253升至0．589，平衡比從4．824降至1．892，烴比值為高異常，從0．097升至0．469；表現為“四高一低”特征，初步判斷為含油層，分析C5＋明顯增大，從0．002％升到0．125％，曲線峰型飽滿，含油性明顯，紅外光譜解釋為油層。經試油驗證，產油56．45t／d，不產水。

3結論

在鎮北地區開展的紅外光譜錄井技術研究中，根據資料反演分析，找出了油、水層烴類組分的規律特征，根據紅外光譜全烴曲線的組合形態及組分比值相互關系建立和完善了配套的解釋評價方法。紅外光譜技術在鎮北地區的應用實踐證實，該項技術可快速分析儲集層的含油性，細致分析天然氣組分構成關系，獲得天然氣構成的微觀信息，且不受黏土礦物含量、分布以及層間水、束縛水含量的影響，反映了油氣充注的程度，可有效認識儲集層的含油性。依據紅外光譜全烴和組分比率變化規律對儲集層含油氣水判別，理論依據更充分和科學，彌補測井解釋對低電阻率油層認識的不足，可為試油方案優選提供參考依據。

作者：王春輝張寧周艷紅陳澤欣楊清宇陳光權趙宏明單位：中國石油長城鉆探工程有限公司錄井公司中國石油長城鉆探工程有限公司工程技術部長慶分部中國石油長慶油田公司勘探部