开发井地化录井评价技术

郑广东

（大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一大队技术服务队，黑龙江大庆163000）

1 概述

地质录井在油气田勘探与开发中发挥重要作用，地化录井是地质录井的重要工作内容之一，通过分析井眼返出的岩芯、岩屑、钻井液及钻井液脱气中的有机物质的成分及含量，实现对储层类型及含油气性的评价。地化录井技术起源于20世纪70年代，由法国石油研究院首先研发成功地化分析仪器，之后广泛应用于录井行业，在烃源岩生烃潜力评价中发挥重要作用，随着该技术的不断发展，地化录井逐渐在储层含油气评价中取得较好的应用效果[1-2]。我国20 世纪70 年代末期引进法国ROCK-eval地化仪，后中国石油天然气总公司吸收消化技术，研制出国产的岩石热解分析仪，在含油储层定量评价中发挥重要作用[3]。随着地化录井技术的不断发展，目前已经形成了地化技术系列，衍生出岩石热解、气测录井、轻烃分析、热解气相色谱分析、定量荧光分析技术等，成为地质录井重要的分析手段。目前油田已进入开发中后期，开发井所占比例较大，老油区开发程度较高，如何增储上产是开发井部署的关键，地化录井技术获得的参数是储层水淹程度、水洗程度评价的重要依据，对于录井解释评价具有指导意义。

2 常用地化录井技术

2.1 岩石热解分析技术

岩石热解分析技术是有机地球化学的热解分析技术演化而来的，有机地球化学热解分析技术最开始是在烃源岩评价中应用，后来改进该项技术，用于储集岩定量评价，在录井现场得到广泛应用。其分析的原理是将样品依次升温，使样品中干酪根和烃类在升温过程中发生挥发和裂解，通过载气将分离出来的烃类气体送至FID检测器进行检测，剩余样品残渣继续加热，进行氧化、催化等一系列操作后，分离出来的烃类物质再次送入氢火焰鉴定器进行检测，通过检测烃类物质的种类和含量，可以实现对烃源生烃潜力及储层含油气性的评价。

岩石热解的一般流程如下：①将岩屑样品碾碎，称取一定量岩屑样品置于坩埚中，先加热至90℃，检测在此温度条件下被分离出的烃类物质S0；②将样品置于热解炉中，加热至300℃，恒温3min，测定样品中烃类物质S1值；③继续加热，从300℃加热到600℃，测定分离出的烃类物质S2值；④然后将残余样品置于氧化炉中，在600℃条件下恒温一段时间，将样品中有机质氧化，生成二氧化碳，测试S4值。

以上测定值中S0是岩石中C1-C7烃类物质的含量，反映气态烃含量；S1值是岩样中C8-C32液态烃的含量，能够反映鉴别油层，评价储层中原油性质；S2是岩样中重烃、胶质及沥青质的含量，能够对原油性质进行分析；S4是在高温条件下不能裂解，通过氧化得到的残余有机碳，能够反映样品中沥青和胶质的含量。以上为直接测定的4个地化参数，通过计算还能得到Tmax、Pg、TPI、GPI、OPI 等派生参数。通过对这些参数的综合分析，可以对储层原油性质及烃源岩有机质成熟度进行评价。

2.2 岩石热解气相色谱分析

岩石热解能够快速、定量分析原油性质，但不能给出详细的成分参数，对于真假油气显示分辨能力较差，在录井解释中发挥的作用有限。针对这种情况，基于岩石热解技术，开发了岩石热解气相色谱分析技术，能够分析岩石样品中C10-C40成分，与岩石热解仪配套使用能够起到较好的分析效果。从上面介绍可知岩石热解只能反映储集岩是否含油及含油量多少，对于油气成分没有详细分析，而岩石热解气相色谱（图1）能够对（S0+S1）的成分进行详细的分析，得出具体的油气组分数据。岩石热解与热解气相色谱分析技术互补性较强，二者结合分析能够取得较好的效果。

图1 岩石热解气相色谱图

2.3 轻烃分析技术

岩石热解分析技术主要对岩石样品中烃类物质进行分析，由于轻烃（C1-C9）易挥发、且易溶于钻井液，这部分烃类物质需要进一步分析。轻烃（C1-C9）主要反映储层中天然气（C1-C4）和轻质油（C5-C9）的含量。轻烃容易溶解于钻井液，或者吸附在岩石样品孔隙中，轻烃中含有正构烷烃、异构烷烃、环烷烃等烃类物质，单体烃可达上百种，这部分烃类物质含量较高、种类丰富，在反映储层含水方面具有一定优势，是评价储层水洗的重要指标。

轻烃分析技术能够对样品中C1-C9烃类成分进行分析，岩石热解能够对C10-C40的成分进行分析，二者结合使用，能够对储层中C1-C40成分进行分析，得到完整的C1-C40热解图谱，对于储层类型识别、含油气性评价具有重要意义。

2.4 定量荧光分析技术

定量荧光分析技术在录井现场得到了广泛的应用。由于原油中芳香烃物质具有荧光特性，当吸收电磁辐射后，芳香烃分子结构中电子会被激发发生跃迁，发射出荧光，通过测定荧光的强度，可以实现对烃类物质的检测[4]。定量荧光分析使用的是紫外光源，紫外光经过滤波片后照射在岩屑样品上，样品中有机物质吸收紫外光，被激发后，发生能量跃迁，同时发射出荧光，发射出的荧光经过光栅分光色散后，被光电倍增管接受到，转换成电信号，然后对信号进行放大，经计算机处理后以谱图的形式呈现出来。由于不同的被测物质发出的荧光波长不同，且被测物质浓度与荧光强度成正比，通过分析荧光强度，就能够对被测物质进行定性及定量分析。

定量荧光分析主要参数有荧光波长、荧光强度、荧光对比级、相当油含量、油性指数。其中荧光波长能够反映原油中被测物质组份，荧光强度能够反映被测物质浓度，荧光对比级反映荧光物质的荧光级别，油性指数是原油中不同成分荧光强度的对比值，能够反映原油组成，反映原油性质。相当油含量能够反映岩屑样品中的含油丰度。定量荧光分析具有分析速度快、样品制备简单、仪器灵敏度高等优势。

3 开发井地化录井技术应用

老油区开发井数量较多，由于区块开发程度较高，油层经历不同程度的水淹、水洗，应用地化录井技术获取的参数，对油层的水淹程度、水洗程度进行分析具有重要意义。

岩石热解气相色谱能够分析原油中C10-C40的成分，得到这些单体烃类物质的相对百分含量、峰面积、保留时间等，还可以得到姥鲛烷、植烷的含量，这些成分相对来说比较稳定。在老区开采过程中，由于开发程度较高，轻质油等易溶于水的成分会优先被开采出来，随着开发程度的升高，剩余油的密度和粘度均变大。在岩石热解气相色谱谱图上，正构烷烃的主碳峰会随着开采程度的增加而升高，这些都可以作为评价储层水淹程度的指标。

轻烃分析能够对原油中C1-C9的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃等100多种烃类成分进行定性分析，提供的重要的原油组份信息。轻烃分析得到的苯和甲苯含量信息，对于评价油层水洗程度至关重要。同时，轻烃中芳香烃的含量高低也能反映油层的水洗程度。当油层水洗后，油层中苯、甲苯等物质由于易溶于水，会被冲洗带走，通过测定储层中轻烃的百分含量，可以分析储层的水洗程度。此外，由于环烷烃溶解度大于烷烃，小于芳香烃，通过分析环烷烃与烷烃的相对含量比值，可以准确判断储层的水洗程度。

4 结束语

随着油田进入开发中后期，主力油层开采程度越来越高，原油开采难度不断增加，必须持续进行技术创新，开展剩余油挖潜，提高单井产量，提升油田勘探开发的效益。地化录井技术通过分析井眼返出的岩芯、岩屑、钻井液中烃类物质的类型及含量，为烃源岩生烃潜力分析、储层含油气性评价等提供了重要的技术手段，在油田勘探开发中发挥重要的作用。随着油田勘探形势的转变，页岩油、致密油、页岩气等非常规油气资源成为勘探的热点，针对分析样品性质的变化，需要不断完善和改进地化录井技术，以适应新的需求，在油田勘探开发中持续发挥重要作用。