基于录井资料的细碎砂岩轻质油评价技术——以东营凹陷北部陡坡带为例

董佑桓

(中石化经纬有限公司 地质测控技术研究院，山东 青岛 266075)

PDC钻头技术创新带来的高钻速、高时效，在降低钻井总成本、增加经济效益的同时，由于岩屑碾磨细碎，造成油气逸失严重，尤其是细碎砂岩中轻质油的落实更是难上加难，现场录井过程中，不能准确落实油气显示，对后期油气层解释和评价都会造成影响，甚至将导致漏失油气层。提高细碎砂岩中轻质油发现率，对于油气勘探开发具有重要意义[1-2]。以东营凹陷北部陡坡带为例在充分应用常规录井方法的基础上，结合录井分析化验新技术，研究轻质油与录井参数、分析化验结果相互之间的关系，旨在提高细碎砂岩中轻质油的发现率。

1 区域地质概况

东营凹陷北部陡坡带北部为陈家庄凸起东端，南临民丰洼陷，油源条件较好。研究区沙三、沙四段沉积时期主要发育有近岸水下扇、重力流沟道及前端的重力流扇体沉积，发育的多期砂砾岩扇体沿陡坡带自凸起至洼陷呈有规律的组合叠置、扇群展布，叠合含油连片，扇体规模较大，油藏类型多样，纵横向叠合连片，有着极为丰富的储集空间[3-6]。横向上不同期次砂砾岩体错层尖灭，形成砂砾岩体内部物性变化大的砂砾岩岩性油藏(图1)。

图1 东营凹陷北部陡坡带构造位置及沉积背景图

2 常规录井方法

2.1 录井参数

钻时和气测是地层可钻性、含油性最直接的反应。对于常规油气藏，砂泥岩剖面砂岩可钻性好，泥岩可钻性差，含油性砂岩段相对于普通砂泥岩段，气测值有明显抬升，但是针对东营凹陷北部陡坡带的砂砾岩体则不尽然，该区域长石砂岩风化严重，岩屑中风化的长石砂岩与泥岩钻时差异不大，由于砂岩中含油质轻，油气逸失严重，气测气变化不明显，所以在现场录井过程中，要及时分析钻时、气测与含油性的相关性，总结分析钻遇含油砂岩段钻时、气测的变化规律[7]。

2.2 岩屑录井

东营凹陷北部陡坡带钻遇目的层砂砾岩体后，长石风化严重，再加上采用高转速+低钻压+ 螺杆+钻头复合钻具钻进模式，使得岩屑碾磨非常细，岩屑中轻烃含量较多且地层内原油黏度低，易于扩散到泥浆中，造成岩屑荧光录井级别偏低，甚至见不到显示，同时，岩屑越细碎，含油岩屑和钻井液接触面积越大，油气显示就越弱。

现场采集到岩屑切勿进行加热、烘干，要及时落实油气显示，对岩屑进行湿照、干照、滴照。轻质油在岩样上显示很微弱，及时观察湿样很难观察到油气显示，岩样不污手，甚至为“白砂子”。

2.3 气测录井

气测录井是通过综合录井仪监测钻井液携带石油、天然气中的烃类和非烃类气体来评价油气层。石油是一种以烃类为主的混合物，主要由C、H组成，含少量的O、S、N等元素，烃类化合物占97%以上，其余是氧化物和硫化物等。一般钻遇轻质油储层，气测会有明显的反映，全烃升高，曲线增加幅度大，后效明显。但是钻遇低孔特低渗储层，储集空间以束缚孔隙为主，可动流体含量低，进入到泥浆内的油气含量低，造成气测显示低。

东营凹陷北部陡坡带在钻遇轻质油储层时，气测录井的特点是组分齐全，全烃含量一般为5%～10%，C1/C2一般为5%～15%，其他烃类组分齐全[8]。

2.4 荧光录井

石油是碳氢化合物，除含烷烃外，还含有芳香烃化合物及其衍生物。芳香烃化合物及其衍生物在紫外光的激发下，能够发射荧光。采用荧光灯来鉴别不同类型不同含量烃类的荧光特征。

现场可以按照细碎岩屑油气显示落实步骤，先逐包滴照底砂，前后对比荧光强弱变化，如果不好比较，逐张拍荧光滤纸照片，放在电脑上对比荧光强弱变化；其次，利用分选筛，逐包挑样，碾碎后滴照，对比落实油气显示，排除假岩屑影响。

3 分析化验录井

3.1 岩石热解录井

储层中石油主要由各种烃类、胶质和沥青质构成，生油岩主要由烃类和生油母质干酪根组成。不同烃类组分，不同分子量和分子结构的胶质、沥青质、干酪根均具不同的沸点，当温度达到某有机组分的沸点时，该种有机物质便蒸发裂解并从岩石中解析。

五峰岩石热解技术是指天然气馏分峰(S0)、汽油馏分峰(S1)、煤油馏分峰及柴油馏分峰(S21)、蜡及重油馏分峰(S22)、胶质沥青质热解烃峰(S23)等5峰，测定其各组分含量，从而快速地对储油岩进行评价。五峰技术评价轻质油主要看P2指数，当P2>0.8时为轻质油(表1，图2)[9-10]。

表1 五峰分析原有性质特征

图2 储油岩分析谱图

3.2 热蒸发烃色谱分析录井

储集层中不同性质的油气藏包括天然气、凝析油、轻质原油、中质原油、重质原油、稠油，这些油气藏以烃类成分在地层中存在的状况来划分。他们之间均以过渡状态存在，并无明显界限。了解不同性质的油气藏的化学组成、物理性质、地下储存状态及其开发过程中的相态变化，对于勘探开发有很大帮助。热蒸发烃色谱录井可以给出他们完整的组分谱图，根据他们各自的特征谱图很容易鉴别各种油气藏的性质(表2)[11-12]。

表2 热蒸发烃色谱分析技术原油性质识别标准

轻质油正构烷烃碳数分布窄，主要分布在nC1～nC20，主峰碳nC6～nC8，∑C21-/∑C22+值很大；轻质烃类丰富，正构烷烃碳数主要分布在nC12～nC28，主峰碳nC9～nC12, ∑C21-/∑C22+较大。

3.3 三维定量荧光录井

三维定量荧光录井技术是在二维定量荧光录井技术基础上发展起来的最新定量荧光分析技术，两者有着相同的理论基础。由于三维定量荧光选用了200～800 nm之间的激发光全波段扫描含油岩样，在各个不同波长的激发光照射下，检测发射光各种波长下相应的荧光强度,绘制荧光强度对发射波长的关系曲线，即可得到激发光波长(Ex)—发射光波长(Em)—荧光强度(INT)的三维荧光光谱图，进而反映油质变化的地质信息[13-14]。

荧光强度(INT)最大时(峰顶)对应的激发光波长为最佳激发波长，此时的发射光波长为最佳发射波长(表3)。

表3 三维定量荧光原油性质判别标准

4 应用实例分析

XX229井，砂体位于微幅背斜构造带上，构造位置有利，北部靠扇根侧向封堵，南部靠岩性尖灭，东、西两侧不同期次扇体错层叠置，目的层纯上亚段3 150～3 195 m钻遇厚层砂砾岩，气测全烃为2.16%～2.83%，甲烷为1.11%～1.49%，岩屑风化严重，较疏松、细碎，无油味，不染手，槽面未见任何油气显示，荧光级别系列对比为1级，荧光滴照乳白色，定名灰色荧光含砾细砂岩(图3)。

图3 XX 229井现场岩屑照片(井深3 180 m)

地化S′0为0.14 mg/g，S11为0.76 mg/g，S21为1.04 mg/g，S22为0.15 mg/g，S23为0.17 mg/g，含油气丰度较高，轻质油，解释为油水同层；定量荧光强度值为120.30，含油浓度为50.02 mg/L，含油气丰度较高，为轻—中质油，解释为油水同层(图4)；热蒸发烃谱图显示，热蒸发烃谱图基线较平直，峰型为均匀的梳状，主峰碳为nC25，碳数范围为nC12～nC35，∑C21-/∑C22+为0.2372，表现为含油水层特征；三维定量荧光等高线光谱显示，最佳激发波长为327 nm，最佳发射波长为340 nm，油性指数为1.12，说明油质为轻质油，综合各项录井技术分析，解释为油水同层。

图4 XX 229井现场热蒸发烃谱图

完钻后，井壁取心见含油砂岩3颗，依据各项测、录井资料，符合轻质油特征，现场定名与测井解释及录井综合解释相符(图5)，均为油水同层。后期在纯上亚段3 150～3 195 m试油求产，获得连续性工业油流。

图5 YX229井岩屑录井综合图

5 结 论

(1)录井参数钻时、气测等，可以作为评价油气显示直观的实时参数，但是在东营凹陷北部陡坡带砂砾岩风化严重，不能作为判断油气显示有利依据。

(2)荧光录井和分析化验，要挑样进行分析化验，确保数据准确，利用分选筛，逐包挑样进行分析，排除生油岩的干扰。

(3)含油砂岩经过钻头碾磨，岩屑细碎，岩屑中轻烃含量较多且地层内原油黏度低，易于扩散到泥浆中，油气逸失严重，通过常规地质录井技术很难准落实油气显示情况，现场需要结合各项录井技术综合分析判断。