引用本文
田士伟. 地化录井在辽河油田西部凹陷稠油层评价中的应用[J]. 录井工程, 2021,32(3): 80-83.
TIAN Shiwei. Application of geochemical logging to evaluation of heavy oil reservoir in western depression of Liaohe Oilfield[J]. Mud Logging Engineering, 2021,32(3): 80-83.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2021.03.014  
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地化录井在辽河油田西部凹陷稠油层评价中的应用
田士伟
中国石油长城钻探工程有限公司录井公司

作者简介： 田士伟 工程师,1988年生,2011年毕业于东北石油大学勘查技术与工程专业,现在中国石油长城钻探工程有限公司录井公司从事科研管理工作。通信地址:124010 辽宁省盘锦市石油大街77号。电话:(0427)7806816。E-mail:503587505@qq.com

收稿日期: 2021-06-08
摘要

稠油作为一种非常规油气资源,具有高密度、高粘度的特点,应用常规地质和气测录井技术无法有效进行准确的储集层流体性质评价,导致解释符合率偏低。针对辽河油田西部凹陷稠油层评价难题,应用岩石热解、热解气相色谱两项地化录井技术进行稠油层识别,并应用三角函数多项式算法,实现了热解气相色谱图的量化表征,提升了地化录井定量化水平,丰富了稠油层评价参数。通过应用灰色关联分析法,结合试油数据,进行敏感参数优选,建立了2项稠油层评价图板,能够准确识别储层含油丰度和流体性质,满足油田勘探开发需求。

关键词: 稠油层; 地化录井; 流体性质; 参数优选; 评价方法
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Application of geochemical logging to evaluation of heavy oil reservoir in western depression of Liaohe Oilfield
TIAN Shiwei
GWDC Mud Logging Company, CNPC, Panjin, Liaoning 124010, China
Abstract

Heavy oil, an unconventional petroleum resource, is of high density and high viscosity. Aiming at the incapability of accurate fluid property evaluation in heavy oil reservoirs with conventional geological and gas logging technologies and the low interpretation coincidence rate in the western depression of Liaohe Oilfield, two geochemical logging technologies, rock pyrolysis and pyrolysis gas chromatography, and trigonometric function polynomial algorithm are used to achieve quantitative characterization of pyrolysis gas chromatograms, improve quantitative level of geochemical logging, and enrich evaluation parameters of heavy oil reservoir. Two heavy oil reservoir evaluation charts established via sensitive parameter optimization by grey correlation analytical method and oil test data can accurately identify the oil abundance and fluid properties of the reservoir and meet the needs of oilfield exploration and development.

Keyword: heavy oil reservoir; geochemical logging; fluid property; parameter optimization; evaluation method
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× 105 mPa· 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。

表2 G 2-4井1 574.0~1 585.7 m地化录井数据

应用地化解释图板进行数据投点, 该井3号层数据落在差油层区域, 解释为差油层; 4号层数据落在油层区域, 解释为油层(图5、图6)。井段1 574.0~1 585.7 m, 完井试油结果为:产油13.2 t/d, 试油结论油层。地化录井解释结论与试油结果相吻合(图7)。

图7 G 2-4井1 574.0~1 585.7 m录井综合图

5 结束语

(1)本文通过色谱图形态拟合和灰色关联分析方法, 对地化录井参数的价值进行深入挖掘, 建立了2种解释图板, 完善了适用于辽河油田西部凹陷稠油层的录井评价方法。

(2)通过图板回判和新井验证, 解释符合率达到85%以上, 有效解决了应用地质、气测等常规录井手段难以准确评价稠油层流体性质的问题, 对油田勘探开发具有重要的实际意义。

编辑 卜丽媛

参考文献
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