基于地化錄井技術的儲層快速評價方法

摘 要：針對目的油層埋藏淺、厚度薄、巖性細、電阻低、低氣油比等特征，常規電測、氣測錄井資料受上述儲層及油藏特點影響，導致隨鉆油氣顯示發現困難，解釋評價符合率低（小于70%），影響勘探決策。針對上述難點，本文提出了基于地化巖石熱解與熱解氣相色譜分析相結合評價儲層原油性質和流體類型的方法，經過實鉆井的分析，取得了較好效果。研究表明：①地化巖石熱解與熱解氣相色譜標準都能夠定性和半定量的評價儲層原油性質以及流體類型;②地化巖石熱解色譜分析與熱解標準圖版法相結合，能夠提高現場快速解釋符合率達93%;③上述兩項地化錄井技術受工程影響因素小，且幾乎不受地質因素（儲層疏松、薄厚、巖性、電性等）影響，針對XX凹陷斜坡帶油氣層低阻、低氣油比、低油氣顯示等特殊油氣層解釋評價效果較好。

關鍵詞：地化錄井;巖石熱解;氣相色譜;油氣水層;XX凹陷

地球化學巖石熱解錄井技術是運用地化錄井儀對地下巖層的分析，主要包括輕烴、熱解、氣相色譜分析。該項技術顯已廣泛運用其各個油氣田的勘探開發作業中，許多學者從不同的角度對該項技術的解釋與應用做了大量的研究工作，王勝、趙晨穎、駱福貴等人從地化熱解氣相色譜分析的正構組分形態開展了儲層原油性質判識方面的評價。李玉恒、車曉峰、竇偉坦等人利用地化熱解資料進行數理統計的方式建立地化熱解參數的經驗圖版來識別儲層流體性質。

XX凹陷北部斜坡帶位于Z1坳陷的西北側，主要目的層新近系ZJ組、HJ組油層受沉積環境、成巖作用、油氣運移過程中次生改造作用等多重因素的疊加影響，具有埋藏淺、儲層厚度薄、巖性細、氣油比低（小于20），鉆時快（大于70m/h），以及受次生改造作用導致原油性質復雜多樣的特點，導致油層電阻率低（小于2Ω·m）、氣測絕對值低以及地化熱解和氣相色譜分析差異大，隨鉆測井、錄井評價面臨巨大挑戰。

針對XX凹陷北部斜坡帶儲層和油藏特點，作者以6口井的地化錄井資料為研究基礎，開展了基于地化熱解與熱解氣相色譜分析相結合的研究，結合試油、測井資料，系統開展了儲層原油性質識別和流體類型判斷兩個方面的研究，并且建立起以地化熱解和氣相色譜分析相結合的定性與定量評價標準，兩類資料相互佐證能夠快速、高效解決這類復雜儲層流體性質判識的問題。

1 原油性質特征及評價

受次生改造作用影響，本區原油性質較為復雜，HJ組埋藏淺，生物降解作用嚴重，原油性質以重質--中質為主，ZJ組、珠海組埋藏相對較深，受次生改造較弱，原油性質以中--輕為主，縱向上由淺到深表現為由重質變為輕質的特征。本文在統計凹陷內6口探井3個測試層原油密度基礎上，結合氣相熱解色譜分析與巖石熱解分析，建立起基于氣相色譜分析圖譜快速定性識別標準和熱解PS值與主峰碳半定量判識標準。

1.1 熱解氣相色譜圖譜定性識別

重質油：本區重質油集中分布在淺層HJ組，以生物降解油層特征為主，其氣相色譜圖表現為正構組分峰出峰不明顯，僅少量正構組分可分辨，以異構組分為主，不可分辨化合物多，基線隆起明顯，主峰為主靠后（圖1a）。

中質油：原油密度中等，主要分布在ZJ組和珠海組，受次生改造程度相對小，正構組分齊全、碳數分布范圍在nC14-nC35之間，含量高，呈梳狀展布，主峰碳位置居中，一般在nC20-nC26之前，不可分辨化合物含量低，基線平直（圖1b）。

輕質油：原油密度較低，主要在分布在ZJ組和珠海組，熱解組分峰型明顯，輕烴含量較高，輕烴混合峰明顯，熱解色譜碳數范圍在nC12-nC35之間，主峰碳一般在nC20之前，異構組分含量較低，色譜基線平直（圖1c）。

1.2 輕重比指數標準法

目前地化巖石熱解分析采用的是三峰法，即S0、S1、S2，代表著氣態、液態、固態烴組分含量。氣態和液態組分的含量越多，往往指示原油油質越輕，反之，則油質越重。通過對XX凹陷6口探井地化熱解數據分析，與測井、測試分析落實的不同油質進行對比、匹配，建立起輕重比指數標準法（PS標準法，PS=（S0+S1）/S2）與主峰碳數相結合的評價方法。

通過大量數據的統計分析，建立了PS指數、主峰碳數判別原油油質類型的標準。

輕質油：PS≥1.9，主峰碳≤C20，原油密度0.830-0.870g/cm3;

中質油：1.09

重質油：PS≤1.09，主峰碳≥C27，原油密度0.920-1.000g/cm3。

2 儲層流體性質評價

2.1 氣相色譜烴組分譜圖法

在油氣的運聚與成藏過程中，對石油的破壞主要為氧化、生物降解和水洗，氧化、生物降解作用的強弱與地層水有關。本文在統計6口探井54組不同流體類型特征正常油層和96組不同流體類型特征生物降解油層氣相色譜特征的基礎上，歸納總結了兩種類型油層不同流體類型的氣相色譜特征圖譜。

正常油層色譜曲線正構烷烴組分齊全，碳數分布范圍寬，譜圖形態呈規則梳狀結構，異構烷烴相對正構烷烴的豐度值較底，基線平直;含水會使原油性質發生改變，譜圖會呈現不可分辨組份含量升高，基線隆起，或者正構烷烴組份不全，碳數范圍相對變窄，整體峰形不飽滿等特征，隨著水對原油性質改造程度的逐步加重。

生物降解油層，主要表現為正構組分缺失，基線中前部開始抬升，隆起明顯;隨著生物降解程度的增加正構烷逐漸消失，異構烷烴及一些未分辨化合物含量逐漸增大，基線隆起由前至后逐漸隆起，重質及膠質瀝青質含量逐漸增加。

2.2 油產率指數與輕重比指數標準圖版法

地化熱解分析中氣相、液相以及固相烴的含量，反應了儲層油氣充注的程度，能夠有效識別復雜條件下的儲層含油氣情況。通過對6口井150組儲層熱解分析數據及其衍生計算參數與測井、測試解釋結論匹配分析，優選OPI（油產率指數，OPI=S1/（S0+S1+S2））和PS（輕重比指數）參數來表征儲層含油豐度，并建立起XX凹陷北部斜坡帶的定量油水解釋OPI-PS圖版（圖2）。OPI大于0.2，PS大于0.3，即為油層;反之，則為水干層。從圖版中油層、水干層趨勢線可知，其擬合系數R2分別為0.9798、0.9158，二者具有較高的擬合度，指示分析結果具有很好的可靠性。

3 實例分析

3.1 XX-1井

XX-1井位于X凹陷的一口預探井。該井在HJ組1236.00-1250.00m井段為泥質中砂巖、中砂巖、粗砂巖，顯示段熒光面積為5%。顯示層平均鉆時69.98m/h;各顯示層電阻率均在1-2Ω·m之間;氣測特征表現為以C1為主，僅含少量的C2、C3組分，氣測全烴由泥巖段0.85%上升至2.1%，峰基比為2.47，指示儲層含烴飽和度較低。

熱解氣相色譜分析表現為正構組分缺失嚴重，僅含少量正構組分、基線隆起、主峰碳大于C27，計算PS均小于1，為重質油特征，且符合生物降解油特征。地化巖石熱解分析相較于上覆泥巖段和無顯示層異常明顯，指示儲層具有一定含烴飽和度;衍生計算參數OPI-PS圖版上投點位于油層區域。因此，地化錄井解釋為重質油油層。

在1246.5m點進行MDT測壓取樣，取得168mL油樣，原油密度0.94g/cm3，為重質油。地化解釋與MDT取樣結論一致。

3.2 XY-1井

XY-1井位于X凹陷北部潛山披覆構造帶上的一口預探井，該井在HJ組1314-1325m井段為泥質粉砂巖，熒光面積5%。從測井分析看，伽馬值在100-120api，指示泥質含量很重;電阻率無明顯異常，在1-1.5Ω·m之間，與上下層泥巖差異不大，指示儲層油特征不明顯。氣測特征表現為氣測組分齊全，氣測C1由泥巖段0.679%上升至2.02%，峰基比為2.97，指示儲層含烴飽和度較低。

熱解氣相色譜分析表現為正構組分較齊全，基線平直，主峰碳在C23，從色譜分析指示儲層原油性質為中質油，計算PS均大于1.3，小于1.9，為中質油特征。地化巖石熱解分析相較于上、下覆泥巖段異常明顯，指示儲層具有一定含烴飽和度;衍生計算參數OPI-PS圖版上投點位于油層區域。因此，地化錄井解釋為中質油油層。

在井段1322-1326m進行DST測試，日產油107.90m3，原油密度0.90g/cm3，為中質油。地化解釋結論與測試結論一致。

4 結論

①利用地化巖石熱解與氣相色譜資料能夠快速、準確評價儲層原油性質和儲層流體性質，為現場快速決策和下步作業提供指導依據。通過在XX凹陷鉆井現場的實際應用來看，取得了較好的效果;②利用地化巖石熱解標準和圖版與色譜分析標準相結合，二者相互佐證、相互驗證，將現有的錄井綜合解釋符合率提高至93%;③地化錄井技術受工程影響因素小，與儲層疏松、薄厚、巖性、電性等均無關，針對低阻、低氣油比、低油氣顯示等特殊油氣層具有較好的效果，針對此類油氣顯示具有較好的推廣價值。

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作者簡介：

白林坤（1978- ），男，山東濟寧人，工程師，主要從事地質錄井與試油地質方面的研究工作。