储层含油气性评价技术应用

轻烃分析储层含油气性评价技术及应用一、技术简介1、 概述轻烃分析方法储层含油气性评价技术是油藏地球化学方法进行储层含油气性及油层水淹程度评价的一种，是一种得到原油分子级微观组成信息的分析方法，能够为油气层的准确发现和评价以及油田开发后期油层水洗、水淹程度评价提供一种速度快、费用低、结果准确的技术手段。技术关键是样品的采集与封存；分析样品的处理与分析；评价参数的选择；分析结果的综合解释与评价。评价对象是新钻的单井，包括勘探井、滚动开发井、开发井等。评价方法是随钻评价解释静态的储层含油气性和油层垂向的剩余油分布。技术应用主要是发现油气显示，判断油、气、水层，并对其进行有效评价；对油田开发后期油层水洗、水淹程度进行评价；与其他技术形成互补，有效提高储层解释符合率，最终为油田调整开发方案、稳油控水提供依据。分析样品可以是岩屑、岩心、井壁取芯，要求取样及时，烘烤或晒干造成轻质烃类损失将影响轻烃分析结果。现场取样方法是新钻井岩屑样品不经挑选和泥浆一起立即装瓶密封；岩心、井壁取芯样品取出后，立即放入洗净的小瓶中密封，防止轻烃散失。实验室做样方法是抽取顶部气体注入进口的高灵敏度气相色谱仪中进行分析。分析组分包括从C1到C9的正构、异构、环烃、芳烃四大组分约103个色谱峰，各参数的浓度、相对比值有众多的参数组合，包含了丰富的地质信息。2、 基本理论该技术的主要理论依据是亨利定律（溶解度与压力成正比）、道尔顿分压定律（混合气体中各组分的分压等于该组分在混合气体中的mol分数与混合气体总压力的乘积）和拉乌尔定律（某物质在溶液中的蒸气压只与它在单位体积溶液中分子数（浓度）有关，而与物质的种类无关）。根据道尔顿分压定律和拉乌尔定律，轻烃各组分的饱和蒸气压与容器的大小及轻烃组分数无关，这就为我们利用此原理在一定温度下，采用密闭顶部气体取样法进行轻烃分析奠定了理论基础。从理论分析可以得知：轻烃取样方法不要求定量取样，不要求挑选样品，基本不受钻井工程的影响，对钻井工程也没有特殊要求，此技术优势是其它任何录井技术所无法比拟的。利用道尔顿分压定律和拉乌尔定律的顶部气体轻烃取样方法的优点之一是可以保证不同时间同一样品分析结果的一致性，优点之二是在密封条件下，轻烃组分不散失，使样品具有代表性。3、轻烃检测的基本原理样品注入气相色谱仪后，通过载气的携带，进入装有固定相的毛细管色谱柱，此时烃组分分子与固定相发生吸附或溶解，那些性能结构相近的组分子在两相间反复多次分配，从而使混合样品中的轻烃各组分得到完全分离。分离后的各组分依次进入FID检测器，检测出的信号由色谱化学工作站接收并处理。见下图：-轻烃分析可检测出一百多个直接参数，分别为C1-C9的各组分含量的面积积分值，利用色谱仪将这些轻烃组分分离成各个单体烃，经色谱工作站处理后得到的原始结果是一张色谱图和一个数据表（见下图）：-|n|x|DataAnalysis10CF1D50.DCARSTEN.MIntegration/-|n|x|DataAnalysis10CF1D50.DCARSTEN.MIntegration/ReportSheri4gC6890(offline1):DataAn^FWFile也叩hisIntegrationCafibiaAion日epodBatchViewAbortHelpFID1FileInfoimaltonGC-File100F1D50.0FilePathC\HPCHEMM\DATASDEMOVDate8/28/952:3112PM$ample!UItr日Mix200:1Time0.3320.380.420.61230784.2Height101921.8WidthSymmetry5.2347E3001137.0062E3FID1FileInfoimaltonGC-File100F1D50.0FilePathC\HPCHEMM\DATASDEMOVDate8/28/952:3112PM$ample!UItr日Mix200:1Time0.3320.380.420.61230784.2Height101921.8WidthSymmetry5.2347E3001137.0062E30.01170.869▲0.9940.9720.919FID1A.旧颇HEWAJ|习园回国冗悯倒匝园A.(C:\HPCHEMU\DATAW>EMO\10OFID5O.[>)Barcode0.9568.7E46E-30.678Barcode0.9568.7E46E-30.678，SampleIn"|5H3U卜1。IUUliM aUHzda恒SelectCalibrationTask（1）、判别油层的轻烃参数选择轻炷浓度和油层的含油丰度相关，在同一分析和取样条件下，同地区油层的轻炷浓度远大于油水同层及其它性质的储层，利用轻炷的含量、积分值、芳炷类及各组分比值参数的相对大小可以判别油层。（2） 、判别气层的轻烃参数选择气层由于含C4以后的炷类较少，轻炷分布范围较窄，利用轻炷组成的相对含量可以进行气层的判别。（3） 、判别油水同层的轻烃参数选择由于油水同层中油水长期共存，在水的作用下，储层遭受的次生演化程度高，导致易溶于水和化学性质不稳定的轻炷减少或消失。利用稳定组分与不稳定组分的比值，以及各组分的相对浓度的变化可以对油水同层进行判别。（4） 、判别水层的轻烃参数选择真正的水层是很难检测到轻炷组分的，能检测到轻炷组分的水层可能是油气运移的通道，也可能是含油饱和度低、油相的相对渗透率为零的储层。芳炷、带季碳官能团的异构烷炷和多支链异构烷炷与稳定的环烷炷的相对比值低于油水同层，从而对水层进行判别。

（5）、干层的判别一般认为，含油气量没有工业价值为十层，一般情况下十层内也含有少量的流体，只是由于储集层岩性的孔隙度小、渗透率低、流体不能流动或者流动性小，生产时达不到工业生产能力。故十层可以细分为三种情况：十层含水，轻烃分析结果为轻烃浓度很低，组分少；十层含油，分析参数显示其总积分值比油层低；十层含气，得到的分析结果接近于低产气层。注：以上参数、图谱特征仅适用于一般含油气性质的储层评价，对特殊含油气（如高密度、高粘度、强氧化降解、生物降解）的储层评价，应用时要运用其他参数进行精细判别。5、生储层及剩余油评价方法岩屑在装罐之前轻烃已部分挥发和散逸，所以轻烃分析最后得到的结果实质上是岩屑中的轻烃部分挥发后“剩余轻烃加热后自然脱附的结果”，与原始地层中的轻烃相比，轻烃组成（组分个数）相同，但丰度减少，相对含量也发生了较大变化，主要体现在低沸点烃组分的相对含量减少，高沸点烃组分的相对含量增加，而对于结构和性质相似、沸点相近的烃组分来说，由于其挥发速度是相近的，它们之间的比值仍保持不变，所以其组成反映了地层的轻烃组成，其相对含量是地层中的轻烃在油层物性、原油性质、原油中轻烃含量、钻井液性能等因素共同作用下的结果。因此，轻烃分析方法进行储层评价的技术是以轻炷丰度为前提，以轻炷组成作参考，以轻炷相对含量为主要依据来判断轻烃的活跃程度，然后通过轻烃的活跃程度来推断油气层的活跃程度，最终达到识别油气层的目的。成果示例图如下：储层含油气性评价成果图濮阳市信原实业有限公司地 区：文留取样日期：200孱5月19日-31日取梓井段：3085-3626米取样密度：1个样/米样品总数：542油 田：中原油田钻头直径：444,311,215 毫米钻头深度：149,2714,3626 米补芯高度：6.20 米泥聚类型：聚合物仪器型号689CN术明技说1、 本井自3085米至3626米录取钻井岩屑祝合样品，每米一个样，共录取54咪岩屑，分析542米。本井在3140-3144米处混入原油8吨。样品进行精细分析，得到评价层段的轻炷参数队别：队长，操作：验收：绘图：处理：解释：审核：深度比例1：500储层含油气性评价成果图濮阳市信原实业有限公司地 区：文留取样日期：200孱5月19日-31日取梓井段：3085-3626米取样密度：1个样/米样品总数：542油 田：中原油田钻头直径：444,311,215 毫米钻头深度：149,2714,3626 米补芯高度：6.20 米泥聚类型：聚合物仪器型号689CN术明技说1、 本井自3085米至3626米录取钻井岩屑祝合样品，每米一个样，共录取54咪岩屑，分析542米。本井在3140-3144米处混入原油8吨。样品进行精细分析，得到评价层段的轻炷参数队别：队长，操作：验收：绘图：处理：解释：审核：深度比例1：500石任图例粉砂白云质费砂白云质泥岩诡质桐砂炭质粉砂泥岩 粉砂质泥岩 砂质泥岩灰质泥岩泥质砂岩 灰质砂岩 白云质砂岩 灰岩白云质灰岩泥质炭岩粉砂质灰岩砂质炭岩更岩砂质页岩片性剖面石性@-泥原指示曲线0.2欧函.:E：：浏-左飞:：：：：：：：；：测井结论结论1415-6171229□Em□Hmi-num==nmr!!i"n!n====sl"H=轻质组分0 32000甲苯0 6000轻重比结论rms皿二HIMrm嵩rms朴*井储层含油气性评价成果表序号井段层厚解释结论备注1U01f001f□T质113177-31792干层123185-31872油层133189-31934中水淹143196-31982油干层153200-32022油层163205-32094油层173226-32304差油层183240-32422干层193246-32482千层二、轻烃分析技术在储层评价方面的技术优势1、 轻烃分析代表面宽，可以检测出C1-C9的所有组分我们引进先进的进口气相色谱仪后，解决了分离困难、定性困难和数据处理困难的三大难题。该仪器能将轻烃组分分离成各个单体烃（C1-C9），必要时分离到C33,经过处理后得到相对百分含量等一系列数据。利用这些轻烃参数的变化可以准确判别储集层性质，这正是该技术与传统的气测（主要分析气体组分：C1-C4）和热解色谱分析（主要研究对象为C10以后各组分）技术的主要区别点，故而轻烃分析研究的对象更突出反映储集层性质的变化。所以，该技术对新区勘探而言，能准确地发现油、气层，并对其进行有效评价。2、 解决了采用PDC钻头钻进时砂样无法定性定量分析的困难轻烃分析技术一个尤为突出的技术优势就是能解决快速钻井条件下挑样、选样难的问题。由于本技术在现场取样过程中不需要挑选砂样，排除了人为因素对检测结果的不良干预，使评价结果更加准确可信。此外，本技术除了能分析岩心、岩屑外，还能做混合样及钻井液全脱气样分析。3、 在混油和泥浆污染的情况下，能对储层的含油气性进行精确判别由于目前油田实施老区块挖潜，众多的井为侧钻井和大斜度井，钻井施工方为了井下施工的安全，大量混入原油，这样极大干扰了其他测试手段的应用效果。而本技术分析的对象是岩屑，并且能从C1分离到C33，可以利用原油指纹技术排除混油的干扰，提高解释结果的准确度。4、 解决了低压气层检测不到、高压气层持续污染的问题由于低压气层随钻井液上返后，通过脱集器采集到的气量达不到气测中仪器的门槛值，从而造成仪器不响应而容易丢失气层，同时当钻遇高压气层后，该气层会持续污染钻井液并随之上返，在气测仪器的流出曲线上会出现大范围的包络，从而掩盖下部新的储集层。而轻烃分析技术可以有效地解决该问题，只要有组分存在于岩屑孔隙中或分子品格中，能把组分分离出来，从而做到不漏失各类储集层，而且因为分析的峰面宽，解决了对轻质油层和凝析油层的判断。5、 轻烃分析技术能对低阻油层进行评价解释轻烃分析技术所分析的对象是地层岩屑样，故只要在岩屑中见油就会在色谱峰图上直观地反映出来，做到不漏失油层，不会因地层局部的电阻异常而影响对储集层性质的判断。6、 轻烃分析技术能对不同区块开发井的水淹程度进行精细评价水驱油首先驱出密度较低、粘度较小的原油组分，故随着采出程度的增加，采出的原油密度、粘度有逐步升高的趋势。引起原油物性变化的机理实质上是原油组分发生了变化，特别是轻质烃类的变化最为显著，这就为用烃烃参数判别储层性质和水淹程度奠定了理论基础。而轻烃分析技术所选用的大量参数能准确地反映组分的变化，不用针对不同的区块建立岩电关系模型，从而达到对水淹层精细解释的目的。实践表明，通过罐装样口顶部气体的分析能对储集层性质进行有效评价，最终达到评价油气储集层性质的目的。因而，轻烃分析技术的发展和应用更能适应新的钻井工艺要求。三、轻烃分析技术在油田勘探开发中的应用1、 轻烃分析技术应用情况回顾轻烃分析技术自2006年引进中原油田以来，利用此项技术对区块储层性质、水淹复杂等情况进行了准确高效的判别，为地质人员提供清晰认识，是储层含油气性评价分析的一项理想