FLAIR实时流体录井技术应用优势

汪洋冰

中法渤海地质服务有限公司 天津 300452

1 目前海上录井气测设备概况

气测录井在钻井勘探中是找油找气的最重要手段之一，从最初的在钻井液槽查看气泡、FID、到现在使用的 Reserval 氢焰快速色谱分析仪，经历了多次的技术革新。现在海上录井大范围使用的气测设备是法国地质公司生产的Reserval （Real-time reservoir evolution），属于氢焰色谱仪，具有分析周期短，稳定性高，气测数据的质量准确的特点。录井工程师对RESERVAL气测设备操作熟练，维修保养方便，调教准确。所以在目前海上录井气测设备中普及率最高。但是现在面对越来越复杂的勘探形式和新的钻井技术发展，在某些特殊重点或难点油层的识别上，常规的气测录井已经不能满足现场及时发现油气显示及后期研究分析的需要。Flair实时流体录井就是在这种情况下应运而生的[1]。

2 FLAIR实时流体录井技术应用优势

2.1 定量、恒温脱气保证脱气条件一致性

FLAIR实时流体录井单元附属的脱气设备FLEX（Fluid Extractor）流体萃取器具有恒定流量的特点，萃取室容积150cc，每分钟抽取300cc泥浆，排浆口带存水弯头，以避免多余的空气回到萃取室中。泥浆排出口上方有一个空气进口，固定流量500cc/min。探头抽取的泥浆首先经过加热器加热到恒定温度（水基泥浆70摄氏度，油基泥浆90摄氏度），在45秒内即可达到设定温度，因外界环境温度，泥浆温度等等条件的不同，加热器通过智能电脑控制自动优化系统不断调节加热板温度，使得萃取室泥浆温度恒定在预设温度不会变化。保证了泥浆萃取室恒温恒压的条件，达到脱气条件一致。

2.2 负压传送：保证C5～C8组分顺利传送到检测系统

萃取室脱出来的气体经过过滤总成（干燥模块、玻璃集水器、过滤除雾器、金属流量限定器）到达真空管，萃取室在加热、负压条件下，能将泥浆中生物液态烃C6-C8也分离出来，采用FEP气管线负压条件保证C5-C8组分顺利传送到FLAIR仪器房。FEP管线具有不吸附气体，并且防酸性气体得特点。

2.3 质谱仪检测

传回FLAIR仪器房的气体，进入质谱仪分析，质谱仪在90秒周期内可检测C1～C8。Flair 流体录井不同于以往的气测录井使用的 FID（离子火焰鉴定技术），而是通过轰击气体分子并使其电离成离子，通过检测不同气体组分的离子质量，能够更快更精确的得出各组分的含量，为录井现场分析油气显示提供了更多更准确的数据资料，保证了数据的高稳定性和可对比性。在提高现场油气发现符合率、井间对比分析、相邻区块的地质特征研究上能发挥很大作用。

2.4 双气路：可同时检测出口、入口两路气体

为了了解泥浆中二次循环气含量，有效剔除其对地层气的影响，Flair流体录井使用了两套FLEX（流体萃取器）。一套安装在泥浆返出口，用来检测地层含气量（即出口气体数据）；另一套安装在泥浆舱，用来检测循环池入井泥浆含气量（即入口气体数据）。最后通过InFact软件用入口气体数据对出口数据进行校正，获取地层真实含气量。利用入口气体数据对出口气体数据进行校正是建立在二者具有相同或相近脱气效率的前提下的，如果两者之间存在较大误差，校正后数据就不能代表地层真实含气量，必须重新处理。为了了解所用两个FLEX萃取器脱气效率是否相同或相近，在Flair录井前，我们对两个FLEX萃取器进行了脱气效率对比试验，确保两路分析数据是在相同的客观条件下获取的，能够用于出口数据校正，确保数据的可靠性。

2.5 严格的QC程序：数据具有良好的稳定性和可比性

在 Flair 流体录井设备在安装结束后，要对设备进行系统的调校工作，由现场专业FLAIR工程师完成。通过设备漏失实验检查气管线气密性，保证空气流量稳定。设备整体稳定性实验检查设备在不同烃类组分浓度情况下的连续工作状态。通过以上检查实验手段采集到的气体数据不会受到外界其它因素干扰。在钻进过程中，质量控制主要是通过外部的温度、压力、液位传感器对脱气器各性能参数的监测来实现。Flair 流体录井过程中连续监测脱气器各项性能参数，并对其影响因子进行计算，得出数据质量判断的量化标准，对流体录井数据进行质量评价。钻后校正出入口数据校正，还原钻井液中真实烃类组分含量。上述质量控制手段，都有效保证了FLAIR流体录井数据在相同外部环境下采集得到的，最大程度上排除了人为主观因素的影响，保证了数据的稳定性和可靠性，为后续研究提供坚实的数据基础[2]。

2.6 为油气层解释评价提供重要依据，建立解释模板

油气水层评价是Flair资料解释的一个重要组成部分。我们对前人的研究成果进行分析整理，发现有三角图板发、皮克斯勒法、3H 比值法、气体比率法等解释方法。对这些方法原理和特点进行理解和消化吸收，对我们建立 Flair 流体识别方法有很大的帮助。FLAIR技术是在气测录井技术基础上的大幅提升和拓宽，该技术既能检测到常规设备检测到的C1～nC5，还能检测到nC6、nC7、nC8、C6H6、 C7H8、C7H14等组分，更加全面地反映了储集层内油气水特征，实现了井场随钻快速准确识别油气层。FLAIR技术的运用充分展示了资料的全面性，在流体识别方法中利用检测到的C6+ 气体组分，改进了皮克斯勒图板，建立了全烃-流体类型模版，并提出了以3个敏感参数为主要判别依据的流体指数法。 上述3种方法结合在实际应用中效果明显，解释符合率较高。

2.7 在深水、超深水钻井作业的应用

在深水、超深水钻探作业中，气测录井面临的最大困难是隔水导管太长 ，井口返出钻井液温度很低 ，低温环境下常规气测录井脱气效率低且不稳定，气体数据没有比对性，参考价值低，因此直接导致采集数据不能满足储集层解释评价的需要。FLAIR实时流体录井系统的外部脱气器将泥浆加热到恒温恒压条件下，保证了脱气环境条件一致。FLAIR实时流体录井在超深水的应用效果尤为显著。

3 FLAIR实时流体录井技术应用实例举例

3.1 FLAIR流体录井出入口校正法得出地层真是含气量

图2

XX井在钻遇显示层后，泥浆受污染严重，轻组分挥发减少，重组份越来越高。造成RESERVAl测出的C1、C2、C3的值很接近，三线重合（图1）。常规录井仪气测设备不能解释出这种非常规结果。这种情况可能是泥浆受到严重污染造成的。本井有FLAIR流体录井，分别在泥浆得反出口和循环池各装了一套气测设备，双气路检测，通过出入口气体数据校正，减去背景值后，三线分离（图2），反应出地层真实含气量。为本井的解释评价提供了重要参考依据。

3.2 利用重组分甲基环己烷识别油层

一般地层孔隙中烃类流体是油时，在Flair组分特征上表现为C5+重组分相对含量较高，特别是甲基环己烷特点尤为突出；相反，地层孔隙中烃类流体是气时，在Flair组分特征上表现为C5+重组分相对含量较低，甲基环己烷的含量往往为零或没有异常。重组分-甲基环己烷模型就是根据实测Flair数据中C5+重组分和甲基环己烷含量的高低来识别地层孔隙中烃类流体类型。

图3

XX井在第13号显示层 ，气测值轻组分C1-C5异常，但是异常倍数不高，FLAIR实时流体录井测得重组分重甲基环己烷（C7H14）异常倍数较高，根据FLAIR建立得甲基环己烷解释模型，解释评价为油层。完钻后电测结果同样解释为油层，见图3。

同时FLAIR流体录井能有效识别低阻油层，识别水淹层，分析油水界面，多井数据对比分析生物降解和水洗程度，流体相对油源进行划分等优势[3]。

4 结语

FLAIR实时流体录井优势明显，可提供高质量，更精准的数据，并且为油气层解释评价提供重要依据，但由于成本高于常规录井，普及率还不高，现主要用于重点探井、地质条件复杂的井。提高FLAIR技术在国内应用范围，完善丰富各区块FLAIR气测数据，建立大数据分析，制定完善各区块解释模版的参数界限， 不断提高油气水层的解释符合率[4-5]。