基于錄井資料的細碎砂巖輕質油評價技術
——以東營凹陷北部陡坡帶為例

董佑桓

(中石化經緯有限公司 地質測控技術研究院，山東 青島 266075)

PDC鉆頭技術創新帶來的高鉆速、高時效，在降低鉆井總成本、增加經濟效益的同時，由于巖屑碾磨細碎，造成油氣逸失嚴重，尤其是細碎砂巖中輕質油的落實更是難上加難，現場錄井過程中，不能準確落實油氣顯示，對后期油氣層解釋和評價都會造成影響，甚至將導致漏失油氣層。提高細碎砂巖中輕質油發現率，對于油氣勘探開發具有重要意義[1-2]。以東營凹陷北部陡坡帶為例在充分應用常規錄井方法的基礎上，結合錄井分析化驗新技術，研究輕質油與錄井參數、分析化驗結果相互之間的關系，旨在提高細碎砂巖中輕質油的發現率。

1 區域地質概況

東營凹陷北部陡坡帶北部為陳家莊凸起東端，南臨民豐洼陷，油源條件較好。研究區沙三、沙四段沉積時期主要發育有近岸水下扇、重力流溝道及前端的重力流扇體沉積，發育的多期砂礫巖扇體沿陡坡帶自凸起至洼陷呈有規律的組合疊置、扇群展布，疊合含油連片，扇體規模較大，油藏類型多樣，縱橫向疊合連片，有著極為豐富的儲集空間[3-6]。橫向上不同期次砂礫巖體錯層尖滅，形成砂礫巖體內部物性變化大的砂礫巖巖性油藏(圖1)。

圖1 東營凹陷北部陡坡帶構造位置及沉積背景圖

2 常規錄井方法

2.1 錄井參數

鉆時和氣測是地層可鉆性、含油性最直接的反應。對于常規油氣藏，砂泥巖剖面砂巖可鉆性好，泥巖可鉆性差，含油性砂巖段相對于普通砂泥巖段，氣測值有明顯抬升，但是針對東營凹陷北部陡坡帶的砂礫巖體則不盡然，該區域長石砂巖風化嚴重，巖屑中風化的長石砂巖與泥巖鉆時差異不大，由于砂巖中含油質輕，油氣逸失嚴重，氣測氣變化不明顯，所以在現場錄井過程中，要及時分析鉆時、氣測與含油性的相關性，總結分析鉆遇含油砂巖段鉆時、氣測的變化規律[7]。

2.2 巖屑錄井

東營凹陷北部陡坡帶鉆遇目的層砂礫巖體后，長石風化嚴重，再加上采用高轉速+低鉆壓+ 螺桿+鉆頭復合鉆具鉆進模式，使得巖屑碾磨非常細，巖屑中輕烴含量較多且地層內原油黏度低，易于擴散到泥漿中，造成巖屑熒光錄井級別偏低，甚至見不到顯示，同時，巖屑越細碎，含油巖屑和鉆井液接觸面積越大，油氣顯示就越弱。

現場采集到巖屑切勿進行加熱、烘干，要及時落實油氣顯示，對巖屑進行濕照、干照、滴照。輕質油在巖樣上顯示很微弱，及時觀察濕樣很難觀察到油氣顯示，巖樣不污手，甚至為“白砂子”。

2.3 氣測錄井

氣測錄井是通過綜合錄井儀監測鉆井液攜帶石油、天然氣中的烴類和非烴類氣體來評價油氣層。石油是一種以烴類為主的混合物，主要由C、H組成，含少量的O、S、N等元素，烴類化合物占97%以上，其余是氧化物和硫化物等。一般鉆遇輕質油儲層，氣測會有明顯的反映，全烴升高，曲線增加幅度大，后效明顯。但是鉆遇低孔特低滲儲層，儲集空間以束縛孔隙為主，可動流體含量低，進入到泥漿內的油氣含量低，造成氣測顯示低。

東營凹陷北部陡坡帶在鉆遇輕質油儲層時，氣測錄井的特點是組分齊全，全烴含量一般為5%～10%，C1/C2一般為5%～15%，其他烴類組分齊全[8]。

2.4 熒光錄井

石油是碳氫化合物，除含烷烴外，還含有芳香烴化合物及其衍生物。芳香烴化合物及其衍生物在紫外光的激發下，能夠發射熒光。采用熒光燈來鑒別不同類型不同含量烴類的熒光特征。

現場可以按照細碎巖屑油氣顯示落實步驟，先逐包滴照底砂，前后對比熒光強弱變化，如果不好比較，逐張拍熒光濾紙照片，放在電腦上對比熒光強弱變化；其次，利用分選篩，逐包挑樣，碾碎后滴照，對比落實油氣顯示，排除假巖屑影響。

3 分析化驗錄井

3.1 巖石熱解錄井

儲層中石油主要由各種烴類、膠質和瀝青質構成，生油巖主要由烴類和生油母質干酪根組成。不同烴類組分，不同分子量和分子結構的膠質、瀝青質、干酪根均具不同的沸點，當溫度達到某有機組分的沸點時，該種有機物質便蒸發裂解并從巖石中解析。

五峰巖石熱解技術是指天然氣餾分峰(S0)、汽油餾分峰(S1)、煤油餾分峰及柴油餾分峰(S21)、蠟及重油餾分峰(S22)、膠質瀝青質熱解烴峰(S23)等5峰，測定其各組分含量，從而快速地對儲油巖進行評價。五峰技術評價輕質油主要看P2指數，當P2>0.8時為輕質油(表1，圖2)[9-10]。

表1 五峰分析原有性質特征

圖2 儲油巖分析譜圖

3.2 熱蒸發烴色譜分析錄井

儲集層中不同性質的油氣藏包括天然氣、凝析油、輕質原油、中質原油、重質原油、稠油，這些油氣藏以烴類成分在地層中存在的狀況來劃分。他們之間均以過渡狀態存在，并無明顯界限。了解不同性質的油氣藏的化學組成、物理性質、地下儲存狀態及其開發過程中的相態變化，對于勘探開發有很大幫助。熱蒸發烴色譜錄井可以給出他們完整的組分譜圖，根據他們各自的特征譜圖很容易鑒別各種油氣藏的性質(表2)[11-12]。

表2 熱蒸發烴色譜分析技術原油性質識別標準

輕質油正構烷烴碳數分布窄，主要分布在nC1～nC20，主峰碳nC6～nC8，∑C21-/∑C22+值很大；輕質烴類豐富，正構烷烴碳數主要分布在nC12～nC28，主峰碳nC9～nC12, ∑C21-/∑C22+較大。

3.3 三維定量熒光錄井

三維定量熒光錄井技術是在二維定量熒光錄井技術基礎上發展起來的最新定量熒光分析技術，兩者有著相同的理論基礎。由于三維定量熒光選用了200～800 nm之間的激發光全波段掃描含油巖樣，在各個不同波長的激發光照射下，檢測發射光各種波長下相應的熒光強度,繪制熒光強度對發射波長的關系曲線，即可得到激發光波長(Ex)—發射光波長(Em)—熒光強度(INT)的三維熒光光譜圖，進而反映油質變化的地質信息[13-14]。

熒光強度(INT)最大時(峰頂)對應的激發光波長為最佳激發波長，此時的發射光波長為最佳發射波長(表3)。

表3 三維定量熒光原油性質判別標準

4 應用實例分析

XX229井，砂體位于微幅背斜構造帶上，構造位置有利，北部靠扇根側向封堵，南部靠巖性尖滅，東、西兩側不同期次扇體錯層疊置，目的層純上亞段3 150～3 195 m鉆遇厚層砂礫巖，氣測全烴為2.16%～2.83%，甲烷為1.11%～1.49%，巖屑風化嚴重，較疏松、細碎，無油味，不染手，槽面未見任何油氣顯示，熒光級別系列對比為1級，熒光滴照乳白色，定名灰色熒光含礫細砂巖(圖3)。

圖3 XX 229井現場巖屑照片(井深3 180 m)

地化S′0為0.14 mg/g，S11為0.76 mg/g，S21為1.04 mg/g，S22為0.15 mg/g，S23為0.17 mg/g，含油氣豐度較高，輕質油，解釋為油水同層；定量熒光強度值為120.30，含油濃度為50.02 mg/L，含油氣豐度較高，為輕—中質油，解釋為油水同層(圖4)；熱蒸發烴譜圖顯示，熱蒸發烴譜圖基線較平直，峰型為均勻的梳狀，主峰碳為nC25，碳數范圍為nC12～nC35，∑C21-/∑C22+為0.2372，表現為含油水層特征；三維定量熒光等高線光譜顯示，最佳激發波長為327 nm，最佳發射波長為340 nm，油性指數為1.12，說明油質為輕質油，綜合各項錄井技術分析，解釋為油水同層。

圖4 XX 229井現場熱蒸發烴譜圖

完鉆后，井壁取心見含油砂巖3顆，依據各項測、錄井資料，符合輕質油特征，現場定名與測井解釋及錄井綜合解釋相符(圖5)，均為油水同層。后期在純上亞段3 150～3 195 m試油求產，獲得連續性工業油流。

圖5 YX229井巖屑錄井綜合圖

5 結 論

(1)錄井參數鉆時、氣測等，可以作為評價油氣顯示直觀的實時參數，但是在東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖風化嚴重，不能作為判斷油氣顯示有利依據。

(2)熒光錄井和分析化驗，要挑樣進行分析化驗，確保數據準確，利用分選篩，逐包挑樣進行分析，排除生油巖的干擾。

(3)含油砂巖經過鉆頭碾磨，巖屑細碎，巖屑中輕烴含量較多且地層內原油黏度低，易于擴散到泥漿中，油氣逸失嚴重，通過常規地質錄井技術很難準落實油氣顯示情況，現場需要結合各項錄井技術綜合分析判斷。