定量熒光技術(shù)在隨鉆錄井中的應(yīng)用

摘 要:采用定量熒光技術(shù)進(jìn)行隨鉆錄井，克服了原有方法中的一些不制因素，為在復(fù)雜鉆井工藝中及時(shí)發(fā)現(xiàn)和評(píng)估油氣層提供了可靠依據(jù)。該方法初步應(yīng)用尚有進(jìn)一步待完善之處。

中圖分類號(hào):TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(c)-0089-01

冀中坳陷廊固凹陷河西務(wù)構(gòu)造帶位于廊固凹陷東部，緊鄰武清凹陷，是一個(gè)北東走向的地壘帶。東西寬12km，南北長(zhǎng)36km，面積410km2。該構(gòu)造帶是開發(fā)幾十年的老油區(qū)，以往勘探研究只是以下第三系沙河街組沙三段，沙四段油水顯示為主，隨著勘探技術(shù)的不斷成長(zhǎng)，新方法的錄井等使用手段，目前勘探工作的重點(diǎn)是該構(gòu)造帶潛山地層的豐富地下儲(chǔ)氣資源。鉆井勘探的最終目的是找油找氣，由于輕質(zhì)的凝析油層和日趨復(fù)雜鉆井工藝下疑難油氣薄層的發(fā)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)確判斷油氣層具有很大的困難。常常混入帶熒光的鉆井液處理劑，這些帶熒光物質(zhì)的加入使得現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井復(fù)雜難辨，而凝析油和輕質(zhì)原油的儲(chǔ)層，原油顏色淺或無(wú)色，給常規(guī)定性描述含油性本身也帶來(lái)了一定的困難，不僅如此，輕質(zhì)油或凝析油儲(chǔ)層，由于缺乏有效的檢測(cè)手段和方法，同樣對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確識(shí)別帶來(lái)難度，尤其是巖屑錄井井段，儲(chǔ)層巖石破碎程度高、樣品顆粒小，這對(duì)含油性定性描述本己困難的輕質(zhì)及凝析油儲(chǔ)層無(wú)疑是雪上加霜，因而常常造成輕質(zhì)油層和凝析油層的漏失，給勘探開發(fā)事業(yè)帶來(lái)影響。至此原有的錄井評(píng)價(jià)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀，對(duì)此定量熒光錄井技術(shù)的隨鉆應(yīng)用彌補(bǔ)了這方面的缺憾。

1 定量熒光錄井技術(shù)應(yīng)用

1.1 定量熒光錄井技術(shù)簡(jiǎn)介

石油組分中的油質(zhì)、瀝青質(zhì)等在紫外光的照射下，由組成這些物質(zhì)的分子吸收紫外光的能量而被激發(fā)，這些物質(zhì)會(huì)發(fā)射出各種顏色和不同強(qiáng)度的光線，這些光被稱為熒光。多年來(lái)利用石油組份的熒光特性來(lái)發(fā)現(xiàn)勘探石油的熒光錄井方法已經(jīng)成為一種必不可少的常規(guī)錄井方法。

原油激發(fā)出的熒光波長(zhǎng)分布范圍很寬，但主要集中在300～600nm之間，且隨原油密度的減小，主峰熒光波長(zhǎng)減小，凝析油主要集中在280～330nm之間。而人眼只能識(shí)別波長(zhǎng)在400～800nm之間的光線。由此，在實(shí)際工作中對(duì)輕質(zhì)油、凝析油層的熒光錄井就變得十分困難，經(jīng)常會(huì)不知覺的漏掉油氣層。鉆井過程中由于工程的需要添加含熒光添加劑，會(huì)產(chǎn)生熒光干擾，使常規(guī)熒光錄井變的更加困難，有時(shí)甚至無(wú)法區(qū)分真假顯示。

定量熒光分析儀采用的光電元件對(duì)熒光波長(zhǎng)沒有局限性，可以全面檢測(cè)各波長(zhǎng)段的熒光，不論油質(zhì)輕重都不會(huì)漏掉，因此可以彌補(bǔ)常規(guī)錄井方法的不足。另外儀器具有差譜功能，能自動(dòng)扣除鉆井液添加劑污染、礦物發(fā)光等干擾，有利于真?zhèn)物@示的辨別，再現(xiàn)油氣顯示的真實(shí)面目。同時(shí)具有快速、簡(jiǎn)便、靈敏、直觀、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，非常適合隨鉆錄井。

通過定量熒光分析可以直接得到以下幾個(gè)參數(shù):

(1)熒光波長(zhǎng)

反映不同性質(zhì)原油的出峰位置。在300～340nm范圍內(nèi)出峰為輕質(zhì)油成份;340～370nm范圍內(nèi)出

為中質(zhì)油成份;熒光波長(zhǎng)大于370nm為重質(zhì)成分;

(2)熒光峰值(原油熒光強(qiáng)度)

原油中熒光物質(zhì)所發(fā)射熒光的強(qiáng)弱，其反映的是被測(cè)樣品中，含熒光物質(zhì)的多少;

(3)相當(dāng)油含量

指1克樣品中被試劑萃取出的原油物質(zhì)的含量;

(4)對(duì)比級(jí)

反應(yīng)1克樣品中含油熒光級(jí)別的高低(N=15-(4-gc)/0.301，其中N為對(duì)比級(jí)、C為相當(dāng)油含量);

(5)油性指數(shù)

中質(zhì)峰最大熒光強(qiáng)度與輕質(zhì)峰最大熒光強(qiáng)度的比值，反應(yīng)原油性質(zhì)。

以上五參數(shù)無(wú)論是在石油地質(zhì)勘探與開發(fā)，還是錄井工作中對(duì)油氣藏的評(píng)價(jià)，都具有非常重要的意義。

1.2 建立鉆井液添加劑定量熒光分析特征數(shù)據(jù)庫(kù)

由于工作需求，在華北鉆探的5口儲(chǔ)氣庫(kù)注采井中，首次應(yīng)用定量熒光技術(shù)隨鉆錄井。針對(duì)鉆井工藝復(fù)雜性，為排除污染，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)地層真實(shí)顯示，對(duì)自上而下鉆遇的地層使用的鉆井液添加劑進(jìn)行了細(xì)致全面分析，初步建立了污染源定量熒光分析數(shù)據(jù)庫(kù)，通過分析數(shù)據(jù)可以清楚看出，有部分鉆井液添加劑對(duì)輕質(zhì)油層、中質(zhì)油層、重質(zhì)油層真假顯示有一定影響，而熒光分析峰值低的對(duì)地層的真顯示影響不是很大(可以視同基值)。

1.3 排除污染，評(píng)價(jià)油氣顯示

在錄井過程中對(duì)鉆井液中加入的有機(jī)添加劑可以利用定量熒光分析儀的差譜功能實(shí)現(xiàn)污染的識(shí)別與排除，達(dá)到評(píng)價(jià)地層油氣顯示的目的。這一方法已在各地油田隨鉆錄井中應(yīng)用多年，并取得了很好的效果，形成了目前較適用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

(1)HX-5井奧陶系峰峰組，井段3352.00～3356.00m，厚4.00m。

鉆井液分析主峰波長(zhǎng)360nm，對(duì)比級(jí)4.8級(jí)，油性指數(shù)4.6，峰型明顯與顯示層峰型不同。顯示層樣品巖性為灰褐色熒光灰?guī)r，分析樣品4個(gè)，主峰波長(zhǎng)310nm，相當(dāng)油含量7.78～40.93mg/L，對(duì)比級(jí)別4.7～7.1級(jí)，油性指數(shù)2.1～3.4。原油性質(zhì)為中質(zhì)，解釋為油氣層。

(2)HX-4，下第三系孔店組，井段3052-3058m，厚6m。

鉆井液分析主峰波長(zhǎng)為311nm，對(duì)比級(jí)5.5級(jí)，油性指數(shù)為0.9。顯示段巖性淺灰色熒光細(xì)砂巖，主峰波長(zhǎng)361nm，相當(dāng)油含量6.52～8.13mg/l，對(duì)比級(jí)5.7～7.8級(jí)，油性指數(shù)在3.7左右。與鉆井液從譜圖對(duì)比后明顯看出峰型不同，反映地層真實(shí)顯示。該段原油為中質(zhì)油，解釋為油水同層。

(3)HX-3井，奧陶系峰峰組，井段3370～3374m，厚4.0m。

鉆井液分析，主峰波長(zhǎng)364nm，對(duì)比級(jí)別為11級(jí)，相當(dāng)油含量為172.00mg/l，譜圖特征與顯示層不同。而本井目的層的顯示段3370～374m，厚4m。主峰波長(zhǎng)在310nm左右，相當(dāng)油含量18.79～35.90mg/L，對(duì)比級(jí)別5.9～6.9級(jí)，油性指數(shù)1.1～1.4。原油性質(zhì)為輕質(zhì)，解釋為油氣層。

2 結(jié)束語(yǔ)

(1)定量熒光錄井技術(shù)是首次應(yīng)用于儲(chǔ)氣庫(kù)注采井，起到了很大作用。采用定量熒光差譜法，能夠有效地消除有機(jī)物熒光對(duì)巖屑熒光錄井的影響。

(2)在復(fù)雜鉆井工藝中為及時(shí)發(fā)現(xiàn)、評(píng)價(jià)油氣層提供了可靠依據(jù)。

(3)引用油性指數(shù)可在現(xiàn)場(chǎng)快速進(jìn)行原油性質(zhì)判別。

(4)由于該區(qū)塊使用剛起步，缺少試采資料，給準(zhǔn)確建立相應(yīng)地層解釋圖版帶來(lái)了困難，建議隨著該區(qū)塊資料的不斷完善，做好后續(xù)各項(xiàng)資料收集工作，建立小區(qū)塊的解釋圖版和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。