浅析地化录井技术在油田勘探开发中应用

浅析地化录井技术在油田勘探开发中应用

周衡

大庆钻探地质录井一公司资料采集一分公司

摘要：地化录井是地质录井工作的重要内容，通过分析岩屑、岩心、钻井液中烃类物质种类及含量，实现对储层油气显示及含油气丰度的评价，是储层解释评价的重要依据。加强地化录井技术的应用，对于发挥地质录井重要作用，提升油田勘探开发效果具有重要意义。

关键词：地化录井；岩石热解；热解气相色谱；轻烃

1 前言

    在油田勘探开发中，地质录井发挥重要的作用。地质录井经过多年发展，逐渐形成完整的技术系列，由早期岩屑录井、气测录井，逐渐发展起来地化录井技术。地化录井是地球化学录井的简称，是录井重要的工作内容。地化录井技术借鉴的是有机地球化学技术，通过将实验室分析用地化分析技术，应用于录井现场，形成适用于录井现场的快速分析地化录井技术。地化录井以随钻检查各项地球化学参数为主，主要应用的录井技术有岩石热解技术、轻烃录井技术、岩石热解气相色谱录井技术等，通过各种地化录井技术，分析岩屑、岩心、钻井液中烃类物质成分及含量，实现对储层中油气显示识别及含油气性评价，对油田勘探开发具有重要意义。

2 地化录井技术技术现状

地化录井技术最早起源于发过地质录井公司，通过研制成功Rock-eval分析仪器，在录井现场得到广泛应用，该设备通过分析岩石生烃能力，实现对储层含油气性评价。我国在七十年代引进该仪器，用于对储层地化参数的评价，在我国得到了广泛的应用。通过对该仪器的引进吸收，我国在八十年代开发出了岩石热解录井仪，通过该仪器定量分析岩石中烃类物质含量，实现发现和评价油气储层。

2.1 岩石热解录井技术

岩石热解录井技术形成于八十年代末期，通过将有机地球化学的热解分析方法应用于烃源岩评价现场，在储层定量分析评价方面建立起了完整的理论体系及评价方法，是地质录井现场应用最广泛地化分析技术，在录井现场取得了较好的应用效果。

岩石热解分析仪能够对烃源岩中有机质进行分析，获得4个直接的检查参数，在此基础上派生出9个参数，总共可以获得14项地化参数，实现对储层含油气性质及含油气丰度的评价，对于储层精细评价具有重要意义。

在特殊的裂解炉中，对分析样品进行程序升温， 使样品中的烃类和干酪根在不同温度下挥发和裂解，然后通过载气的吹洗，使样品中挥发和裂解的烃类气体与样品残渣实现定性的物理分离，分离出来的烃类气体由 FID(氢焰离子化 )检测器进行检测;样品残渣则先后进入氧化炉、催化炉进行氧化 、催化后送入 F ID检测器进行检测，从而检测岩石样品中的烃类含量，达到评价生油岩和储油岩的目的。

具体分析流程如下：分析流程: ①将样品粉碎、称量置于热解坩埚，用加热至 90℃的氮气吹洗 2 min，将样品内的轻烃吹入氢焰检测器，测得 S0 峰;②样品被自动置于热解炉中，在炉温 300℃时恒温 3 min，测得样品中的重烃 S1 峰;③热解炉从 300℃程序升温到 600℃，测出 S2 峰;④热解完毕的样品被转入到氧化炉内，通入空气，在 600℃温度下恒温 5 min，把岩样中的残余碳燃烧成二氧化碳，由热导检测器测出 S4 峰。

岩石热解能够评价烃源岩生烃潜力。岩石热解录井利用温度和时间可以互相补偿的原理，用高于烃源岩成熟所需的温度，促使烃源岩在天然条件下需数千万年才能完成的生油过程在十几分钟时间内完成， 因而烃源岩热解分析过程就是烃源岩热演化模拟生油过程。热解分析烃源岩己作为一种经典的烃源岩评价方法列为必备分析项目， 对盆地早期石油勘探及资源量评价具有重要作用， 也是地化录井的主要工作内容之一 。岩石热解录井主要评价烃源岩的成熟度 、有机质丰度和类型， 确定成熟门限。岩石热解录井评价某井烃源岩要进行原始有机质类型及丰度的恢复，进而进行生烃量、排烃量、油气转化系数 、排烃系数计算。该井所有井段的生油量、排烃量相加，即为其总生油量、总排烃量，若己知烃源岩展布面积，即可得到某凹陷总的生 、排烃量

岩石热解能够评价储集层含油气性。岩石热解录井测得的地化数据并不直接代表储集岩内油气含量，因为烃类在钻井过程中及返出地面后损失很大一部分，压力释放、钻井液冲刷、岩心破碎等都会造成烃类损失，必须计算烃类恢复系数，进而进行油气水层的解释 。在样品呈大颗粒状况下， 现场岩石热解录井可以快速测定油层的绝对孔隙度和含油饱和度， 结果和室内测定的孔隙度和含油饱和度有很好的可比性。岩石热解录井饱和度法结合岩性、束缚水饱和度、原油性质，评价储集层准确度较高。岩石热解录井可以根据分析结果进行原油性质判别、产能估算 、储量计算 。

2.2 岩石热解气相色谱分析技术的发展

岩石热解仪的成功应用为地化录井技术在现场推广应用奠定了坚实的技术基础，在生产中取得了很大的成绩，其突出特点是快速、定量地给出油气评价参数，但不足之处是不能直接给出具体的油气组成成分参数，无法直接区分真假油气显示等，对复杂地层的录井解释存在一定的技术难度。为此，在岩石热解分析技术的应用及热解仪研制的基础上，地化仪器生产厂家开发了用于分析储集岩热蒸发烃组分的岩石热解气相色谱分析技术，分析岩石中的饱和烃类 C10 - C40范围的正构烷烃组分。与热解仪配套使用，地化录井效果更加明显。如下图1所示，岩石热解与热解气相色谱对比分析。

图1 岩石热解与热解气相色谱对比图

岩石热解分析能够给出样品中是否含油气及含量多少，但不能给出具体的油气组成成分参数， 而图中岩石热解气相色谱分析则对热解参数进行细分， 给出具体的油气组成成分参数。两种方法具有互补的功能，配套使用效果明显。

2.3  轻烃分析技术

轻烃是指岩层中的天然气(C1-C4)和轻质油馏分范围烃(C4-C9)。在地下岩层中，轻烃主要以游离态、溶解态或吸附态存在于石油、吸附水或岩石孔隙中，轻烃是天然气的主要成分，也是原油的重要组成，它的生成、运移、聚集等往往具有许多独特特征。轻烃包含正构烷烃、异构烷烃 、环烷烃、轻质芳烃等，即包含了原油中所有的烃类类别，这部分烃组分最丰富且相对含量高，

轻烃分析技术的发展，完善了岩石热解气相色谱分析技术。通过轻烃组分分析仪(C1 - C9)和油气组分综合评价仪(C10 - C40)的配套使用，可以得到样品C1- C40完整的热解气相色谱谱图，将会为录井评价油气层提供强有力的技术手段。

3 结束语

   地质录井在油田勘探开发中发挥重要作用，地化录井是地质录井重要工作内容。地化录井主要应用的录井技术有岩石热解技术、轻烃录井技术、岩石热解气相色谱录井技术等，通过各种地化录井技术，分析岩屑、岩心、钻井液中烃类物质成分及含量，实现对储层中油气显示识别及含油气性评价，加强地化录井技术应用，对油田勘探开发具有重要意义。

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