地化录井技术在早期储层流体评价中的应用

李 涛，李战奎，魏 晓

（1.陕西省一三一煤田地质有限公司，陕西 韩城 715400；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300000）

渤中1-1含油构造位于渤中凹陷西斜坡，东侧紧邻渤中2-1油田，继渤中2-1油田发现之后，为了进一步扩大渤中凹陷西斜坡良好的油气勘探形势，人们针对渤中1-1构造浅层和深层分别钻探了数口井。各地的地化评价标准具有一定差别，为了迅速、准确地识别新区储层流体性质，笔者以前人地化录井研究和综合评价资料为基础，建立本区储层特征的评价方法，以达到快速、准确识别和评价含油气层的目的。

1 储集岩评价

相比地球物理测井，岩石热解录井技术直接以地下含油气岩石样品为分析对象，它的优势在于可直接、准确、快速和及时地评价储油岩含油气性。岩屑上返地面0.5 h后即可判别油气显示级别、划分油气水层、判别原油性质、估算产量和预测产能等。

1.1 原油性质判别

地层原油性质依据其密度大小不同分为：凝析油、轻质原油、中质原油、重质原油以及稠油。不同性质原油的热裂解组分不同，油气总产率指数TPI（TPI=（S0+S1）/(S0+S1+S2））是用以判断原油性质的参数，通常，重质油层、沥青砂岩及泥岩的轻质成分指数小于0.5。在录井现场，人们一般采用TPI值来判断原油类型，同时可以确定相应储层的开采工艺，应用成果如表1所示。

表1 原油性质TPI评价标准和热蒸发烃组分平均值分布范围

轻重比（S1/S2）可以用来判断储集层原油性质，此值越大，原油越轻，除了重质原油、沥青或干酪根热解外，油层的轻重比均大于1。该参数对于原油性质的判断具有很重要的意义，因为很多储集层流体性质的识别都建立在对原油性质判断的基础上。除此以外，还可以利用储集岩热蒸发烃组分的分布来判别原油性质（见表1），相对来讲，利用热蒸发烃判断原油性质较为准确。

1.2 原油密度估计

原油密度、黏度对于油层的产能有很大的影响，相关研究表明，原油密度与岩石热解录井衍生的参数(如TPI、IP4）有着较好的相关性[1]。原因是从物理学上讲，流体密度取决于流体的化学组分，也就是说当流体的化学组成确定后，它的密度是一定的。对于处于地层中的油气来讲，原油来源和运移过程的分异导致组分不同，同时压力变化导致油中的溶解气含量变化而引起组分变化。岩石热解录井在一定程度上可以反映地层原油的组分特征。对于不同地区的原油，由于成熟度、油源以及构造环境的差异，TPI与原油密度的关系略有差异，所以人们必须运用该关系建立符合研究区的关系式，更准确地表征地层原油密度。本文搜集了渤中凹陷数口井的热解以及电缆测试数据（见表2），建立本区的原油密度估计关系式（见图1）。

图1 油质系数与原油密度的关系

从图1可以看出，原油密度随着TPI的增大而减小。运用数理统计，人们可得到原油的密度估计方程，即：原油密度=-0.699 9×TPI+1.256 9。

表2 油质判别和原油密度估计值

2 储层流体性质识别

储层流体的识别一直都是一个难题，随着录井技术的发展，各种划分油气层的技术方法纷纷涌现，如气测录井、荧光录井以及热解烃气相色谱等[2-4]。20世纪90年代，牟录文利用S1+S2参数建立了一个快速识别储层流体特性的标准，S1+S2＞30 mg/g为油层；S1+S2=15～30 mg/g为差油层；S1+S2=5～15 mg/g为油水层；S1+S2=1～5 mg/g为水层；S1+S2＜1 mg/g为干层。当然，这种识别方法的精度不高，随着录井数据的增加，各油田分别建立了自己的地化解释模型。总的来说，其主要有两种，一种是利用录井数据和谱图直观地进行判断，另一种是对数据进行处理后，利用已经建立的评价模板进行（各种参数的比值与试油结果对比建立评价模板）判别。

2.1 图版法

本研究主要在渤中凹陷录井数的基础上，建立符合本区的储层流体性质识别图版。参考前人对于数据的处理和选取，这里主要选取热解衍生参数Pg和TPI作为判别指标。Pg代表岩石岩石样品的总含油气量，TPI反映了油质类型，即轻质组分和重质组分的相对含量。笔者选取了渤中凹陷勘探新区的数口井的录井数据以及综合解释成果，对数据（岩屑数据）进行投点。其结果如图2所示。

图2 TPI和Pg的关系

从图2可以看出，油层的数据较为混乱，没有规律。其他含油储集层有着较好的区间分布。在对数据分析研究后，笔者发现，这类油层大致分为两类，一种是极低的地化显示，如表4所示，S1和S2之和几乎为1，这类储层的识别评价可参考相关研究成果进行[5-7]。另一种是储集层有井壁取芯时，岩屑热解的S1和S2同井壁取芯的热解数据差别很大，一般Pg相差超过5。对于不能用岩屑热解数据的各类储集层，需要用井壁取芯数据来判断。

表3 砂岩储层地化低级别部分显示

对于这种低级别地化显示的储层，原油性质差异和现今多采用的PDC钻头导致岩屑破碎严重，颗粒极小。在去除上述异常点后，再次投图，如图3所示，其具有较好的规律性和一定的区分性，可以指导划分储集层流体类型。

图3 TPI与Pg关系

从图3可以看出，含油层的TPI基本都大于0.4，随着TPI的增大，进入产油的标准Pg不断降低。原因在于，当TPI较小即油质较重时，原油中的重组分裂解，产生较多较轻的组分，导致S2升高。但是，高温重组分裂解产生的轻组分不能计入研究储层的含油气量，当TPI较大时，储层的Pg值会稍微降低。

2.2 蒸发烃气相色谱法

岩石热蒸发是将岩样加热至300℃或350℃温度，将存在于储集岩孔隙的油气组分蒸发出来进行检测，被蒸发出的烃类只有原油中含有轻组分，所以不同油质含油层的蒸发率不一样。影响谱图特征的主要因素有储层的构造、层位、运移模式，储集岩的含油气性质和含油饱和度[3]。这些因素会导致储集层流体成分的差异，谱图反应就是响应强度、碳数分布，所以对于处于同一构造单元的储集层来讲，谱图特征可以反映含油气性质和含油饱和度，如图4所示。

图4 各类储层的谱图特征

在对研究区的谱图进行对比后，笔者得出以下结论。油层特征为：基线平直，可以分辨正构烷烃，呈规则梳状，丰度高；含油水层的特征是：基线叫平直，组分难以分辨，丰度差；水层的特征为：基线平直，检测到少量组分，丰度差。同时，基线的上移表明其受氧化程度的高低。

3 结语

原油性质的判断有多种方法，利用热蒸发烃判断原油性质较为准确。本文以前人研究为基础，建立了原油密度的估计方程，研究数据可以为后期确定开采方案提供一定依据。人们可以用岩石热解数据判断储集层流体性质，对热解数据的异常进行分类，根据其特征选用不同的方法，从而提高判断的准确度。