轻烃参数在埕北低凸起复杂储集层流体随钻评价中的应用

韩明刚 谭忠健 李鸿儒 李战奎 陈勇国

(①中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司；②中海石油(中国)有限公司天津分公司)

0 引 言

随着渤海油田勘探目标向中深层迈进，勘探过程中会钻遇许多复杂储集层，对这些复杂储集层流体性质的评价会直接影响到油田的勘探决策。探井现场常用气测、地化热解和三维定量荧光等手段进行随钻评价[1-2]。轻烃包含着丰富的地球化学信息，一直备受人们关注[3-7],却很少在现场得到应用。轻烃地球化学分析技术具有成本低和便捷快速的特点，可应用于勘探随钻评价，本文使用地化轻烃参数对储集层流体进行随钻评价，探索轻烃在油田勘探开发中的应用，取得了较好的效果。

1 区域概况及问题分析

埕北低凸起位于渤海西部海域，该构造已钻4口探井，其中近期钻探的C 222井位于C 22构造，C 22构造由三个断块组成，其东营组、沙河街组整体圈闭形态较好；该构造紧邻埕北凹陷，处于埕北凹陷油气向埕北低凸起运移的路径上，具备较好的烃源条件，成藏条件优越。

C 222井东三段主要钻遇3套储集层，如图1所示，其中①号和②号储集层油气显示较好，壁心含油面积在50%及以上，地化热解和三维定量荧光分析含油丰度较高，如表1所示，岩屑Pg值基本达到15 mg/g左右，壁心Pg最大值25.594 7 mg/g,三维定量荧光级别最高12.7级，气测全烃最大值3.61%，录井各单项资料均达到了油层的解释标准，因此录井现场解释为油层。地化热解和三维定量荧光分析判别为重质油，钻前预测原油密度0.881 g/cm3，为中质油。③号储集层Pg值相对较低，可能含水。然而，3套储集层测井解释含水饱和度86%～92.8%，皆为含油水层，如表2所示，并且①号储集层在2 197.5 m PVT取样只见少量的油花，录井和测井、测试解释矛盾，使C 222井储集层流体性质判断陷入困难，甚至对后期勘探决策带来直接影响。由于邻井C 221井没有地化录井数据，本文尝试对C 222井和已钻2口邻井C 211、C 212井现场轻烃数据从生物降解程度及水洗程度方面进行分析。

图1 留楚构造带特征参数箱图

表1 C 222井东三段录井解释数据

表2 C 222井东三段测井解释数据

2 轻烃数据分析

选取该区3口探井东营组储集层井壁取心和钻井取心共101个样品，数据来源于井场地球化学录井轻烃气相色谱分析，将岩心、井壁取心样品加热到80℃，使样品中轻质烃类(C1-C9)释放出来，随后进行色谱检测，获得样品的轻烃组成信息。

2.1 生物降解程度分析

庚烷值和异庚烷值常用于对轻烃次生变化的研究，Thompson[8]、王培荣等[9]根据大量的实验结果，基于庚烷值和异庚烷值的变化，将原油分为四大类型(表3)。

异庚烷值=(2-甲基己烷+3-甲基己烷)/(1,顺,3-+1,反,3-+1,反,2-)环戊烷

正庚烷值=(正庚烷×100)/(环己烷+2-甲基己烷+1,1-二甲基环戊烷+2,3-二甲基戊烷+3-甲基己烷+1,顺,3-二甲基环戊烷+1,反,3-二甲基环戊烷+1,反,2-二甲基环戊烷+3-乙基戊烷+2,2,4-三甲基戊烷+正庚烷+甲基环己烷)

表3 Thompson原油成熟度分类区间

尽管不同区块的分类范围有所不同，但大致是类似的，降解区内庚烷值和异庚烷值越小说明降解越严重。

根据Thompson的分类标准建立了3口井东营组储集层庚烷值和异庚烷值散点图，如图2所示。已钻邻井C 211井的庚烷值和异庚烷值较为分散，部分在降解区内，说明其部分储集层受到降解。邻井C 212井的庚烷值和异庚烷值大部分在降解区内，说明其大部分储集层受到降解。C 222井庚烷值和异庚烷值全部位于降解区内，分布非常集中，且相比邻井其值较小，区分度明显，说明其受生物降解最为严重，因此录井预测其油质较重(钻前预测为中质油)。生物降解作用可使原油粘度增大，流动性变差，并影响孔隙发育，阻碍油气运移，而且使得储集层流体中残余油饱和度相对较高，造成“好显示”假象。

图2 各井东营组储集层庚烷值与异庚烷值散点图

2.2 水洗程度分析

在相同的物理化学条件下，相同碳数轻烃的溶解度具有环烷烃最小、芳烃最大、链烷烃介于两者之间的特征[10-11]。水洗作用可使甲苯、苯含量降低。

根据3口井的现场井壁取心轻烃数据制作了甲苯与苯含量散点图，由图3可以看到，C 222井的苯、甲苯含量较同一区域其他各井均有降低趋势。C 211井油层甲苯含量在0.1%以上，苯含量多在0.02%以上, 油层和含油水层的分布范围有部分重合，但还是有一定区分度。C 212井油层甲苯含量在0.15%以上，苯含量多在0.02%以上，油层和含油水层、水层的苯、甲苯含量分布区有很好的区分度。相比邻井，C 222井的甲苯、苯含量较低，甲苯在0.055%以下，均值0.019%，苯在0.04%以下，均值0.008 4%，说明水洗作用明显，因此解释为含油水层是合理的。

图3 各井东营组储集层甲苯与苯含量散点图

2.3 轻烃图板验证

轻烃丰度为所测得的C1-C7的含量总和(单位：mV·s)，轻烃丰度会随着水洗作用的加强而降低，能够反映储集层的含水性。通过该区12口探井古近系45层数据建立了轻烃丰度与芳烃图板，将C 222井东三段轻烃丰度和芳烃含量投影到该图板，由图4可以看出，C 222 井东三段轻烃丰度和芳烃含量整体偏低，分布于油水同层和含油水层区。

图4 C 222井东营组储集层轻烃丰度与芳烃含量散点图

3 结 论

(1)与邻井相比，C 222井的庚烷值和异庚烷值较小，说明其储集层受生物降解较为严重，影响油气运移，并使得储集层流体中残余油饱和度相对较高，造成“好显示”假象。

(2)与区域指标相比，C 222井的甲苯、苯含量较低，说明水洗作用明显，轻烃丰度与芳烃含量散点图也验证了该结论，因而解释为含油水层是合理的。

(3)使用轻烃参数对储集层流体进行随钻评价具有可行性，且方便快捷，对轻烃在其他区块和油田的应用有一定借鉴意义，建议在常规录井手段中引进轻烃参数，尤其对录井和测井解释矛盾的储集层有很好的参考价值。