地化录井在辽河油田西部凹陷稠油层评价中的应用

2021-10-25田士伟

录井工程 2021年3期

田士伟

(中国石油长城钻探工程有限公司录井公司)

0 引言

稠油中的胶质与沥青质含量高、轻质馏分少，且随着胶质与沥青质含量增加，稠油的粘度及密度也相应增加。由于稠油特殊的物理性质和测量技术的限制，使得常规测井、录井技术在稠油层的识别和评价上存在很大的局限性[1]。针对稠油层胶质沥青质含量高、轻质馏分含量低的特点，通过应用岩石热解、热解气相色谱两项地化录井技术，结合数学方法优选录井特征参数，结合试油资料，建立稠油层录井解释图板，形成适用于稠油层的录井解释评价方法，提高了稠油层解释符合率。

1 区域地质概况

辽河油田西部凹陷是一个地质条件十分复杂的复式油气区，原油物性变化大，原油粘度范围为0.5～2×105mPa·s，高凝油含蜡量31.4%～52.3%，凝固点一般为45～67℃，油品性质涵盖了稀油、高凝油、稠油等类型。目前，稠油在辽河油田探明石油地质储量中占有显著比例，其在油田勘探开发中具有重要地位[2]。

稠油研究区主要分布在西斜坡的曙光、锦州及欢喜岭油田，北部陡坡带的冷家-雷家地区，北部构造较高部位的高升油田以及小洼和海外河油田；自下而上稠油分布于古生界潜山、中生界、古近系和新近系沙河街组以及馆陶组等多个层系，以沙河街组及其上部层系为主，不同构造单元稠油分布层系及其物性、埋深具有显著差异。曙光油田曙一区杜家台油层原油粘度最高，其次是锦州于楼油层，高升等东部地区的原油物性相对较好[3]。

2 稠油层地化录井参数响应特征

稠油油藏形成过程中，原油的物理、化学性质均被改变，发生相应的稠化现象，胶质和沥青质含量增加，地化录井技术对于这些变化具有不同的响应特征，可为稠油层的识别提供依据。

2.1 岩石热解录井

岩石热解分析主要参数包括S1、S2、Tmax、Pg、Ps、OPI等。其中：S1表示300℃下检测到的游离烃含量，即C8-C37烃类组分；S2表示300～600℃下检测到的裂解烃含量，即C38以后的烃类组分；Pg为产烃潜量，Pg=S0+S1+S2；Ps为原油轻重组分指数(简称轻重比)，Ps=S1/S2；OPI为产油率指数，OPI=S1/(S0+S1+S2)。

统计了辽河油田西部凹陷的曙光、欢喜岭、高升等地区共300余口井的岩石热解数据，分析认为稠油层具有S1小于S2、低OPI、低Ps的特征，并且OPI和Ps值越小，油质越稠[4]。

2.2 热解气相色谱录井

统计了辽河油田西部凹陷的曙光、欢喜岭、高升等地区共300余口井的热解气相色谱谱图数据，分析认为稠油层的热解气相色谱谱图特征表现为基线整体隆起，呈多个凸峰相连的特征，正构烷烃缺失，谱图碳数不全，尾部出现未分辨化合物特征[5](图1)；超稠油层的热解气相色谱谱图特征表现为基线整体隆起，呈穹窿状特征，正构烷烃基本消失(图2)。

图1 稠油层热解气相色谱谱图

图2 超稠油层热解气相色谱谱图

3 稠油层录井评价方法

与稀油层相比，稠油层录井响应特征不同，故稀油层的解释评价标准和图板不适用于稠油层。针对稠油特点，建立了一套稠油层录井评价方法，满足稠油层勘探开发的需求。

3.1 地化谱图数字化方法

由于稠油中胶质、沥青质等重质成分含量高，正构烷烃含量低，造成热解气相色谱谱图形态呈基线隆起；由于单个谱峰组分不能被准确识别，无法实现定量化分析(图3)。

图3 稠油热解色谱谱图

针对上述稠油录井难题，运用色谱谱图包络线拟合方法，对热解气相色谱谱图进行数字化解析,进而分析稠油烃类组分含量变化特征。运用三角函数多项式模型来模拟双峰或多峰的函数，应用非线性回归使拟合程度达到最好，最终提取出相关形态因子，用于实现定量化评价。

以拟合的拐点L1为分界线，划分轻重组分区间，最终提取的形态因子包括：面积参数A1、A2，单位为mV·min；高度参数H1、H2，单位为mV(图4)。其中A1为拐点左侧包络线面积，A2为拐点右侧包络线面积，H1为拐点左侧最高点响应值，H2为拐点右侧最高点响应值。

图4 稠油色谱包络线拟合示意图

3.2 敏感参数优选

通过对该区15口井，共32个测试层段，应用灰色关联分析方法，开展试油结论与不同地化录井参数的相关性分析，形成关联系数数据表(表1)，其中岩石热解参数中Pg、Ps以及热解色谱参数中A1+A2、A1/A2的关联度最大，反映这些参数对油气水层更敏感。

表1 地化录井参数与试油结论关联度数据

3.3 解释图板

在录井特征参数优选的基础上，建立Pg与Ps解释图板(图5)和A1+A2与A1/A2解释图板(图6)，根据试油井段样品投点分布规律划分油气水界限。

图5 Pg与Ps解释图板

图6 A1+A2与A1/A2解释图板

3.4 图板回判分析

对收集的15口井试油层段的地化录井数据进行图板落点情况统计，其中Pg与Ps解释图板符合层段66层，不符合层段9层，回判符合率达到88.0%；A1+A2与A1/A2解释图板符合层段37层，不符合层段3层,回判符合率92.5%。表明本文建立的图板回判效果较好。

4 应用实例

通过在辽河油田西部凹陷的G 18、J 16、S 102等区块开展应用32口井，地化录井解释图板解释符合率达到85.2%，评价效果良好。

以G 2-4井为例，该井是部署在辽河油田西部凹陷的一口评价井，井段1 574.0～1 585.7 m，岩性为砂砾岩，发育2层油斑级别油气显示，厚度10.7 m，应用图板解释层分别为3号层(1 574.0～1 579.0 m)和4号层(1 580.0～1 585.7 m)。岩石热解分析数据特征为：S1为6.333～14.687 mg/g，S2为7.284～17.752 mg/g，Pg为13.895～32.824 mg/g，Ps为0.73～0.87(表2)。热解气相色谱数据特征为：基线隆起明显，呈现稠油特征，A1为89～175 mV·min，A2为185～372 mV·min，A1+A2为274～547 mV·min，A1/A2为0.45～0.48。