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长庆探区低渗透油层地化录井评价方法及其应用研究_图文

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长庆探区低 渗透 油层 化录井 评价 方法 及其 应用 研究 图文
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分类号:58、0050900骧步太海硕士学位论文、长庆探区低渗透油层地化录井评价方法及其应用研究导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位邢立刘建朝教授答辩委员会主席学位论文评阅人摘 要近年来,石油资源的日趋紧张,石油勘探开发的领域也在不断地扩大和延伸。同时,面临的勘探对象也更加复杂,发现新的油(气)藏(田)的技术难度也越来越大。低渗透油气资源在所发现的油气资源中所占的比例成逐年增加的趋势。低渗透岩性油气藏(田)具有隐蔽性强、四性关系不典型、油水关系比较复杂等特点,因而,运用常规的地质录井、测井等技术手段在发现和评价低渗透油气层(藏)常常会遇到一些技术困难。地球化学录井技术是在二十世纪八十年代末至九十年代初,随着有机地球化学检测技术的发展和完善,并结合油气勘探生产的技术需求,人们将一些能够快速检测储层中油气的测试技术应用于随钻录井工作,而逐步形成和完善起来的一项矿场路径技术。地化录井技术包括了用于油气定量与定性检测的诸多测试技术一如储岩热解、气相色谱、定量荧光、紫外光谱、红外光谱等等。地化录井技术的特点是能够直接快速地获得储集岩所含油气的数量和组成性质方面的准确信息,因而,不受岩石组成、岩一电关系等因素的影响,在准确发现和识别低渗透油气层(藏)中具有自身的技术优势。长期的勘探实践揭示,鄂尔多斯盆地延长组储集层具典型的低渗透、特低渗透特征,并使得单井产量较低,开发难度大,因而寻找相对高渗的优质油藏(田)成为石油勘探的重点和难点。同时,主力油层组的低渗、特低渗特征造成了:(1)岩性油藏是最主要的油藏类型,具有较大的隐蔽性;(2)储集层非均质性强,油层段渗流能力差异显著;(3)油水分异性变化较大;(4)储层含油性与典型的关系具不确定性,发育低阻油层和高阻水层(试油);(5)区带和油层组之间的储层润湿性存在差异,含油性相似的油层,其试油结果差异大;(6)由于低渗透油气藏普遍为低压异常,储层极易受到污染,钻井过程中地层中的天然气不会大量涌入井内,气体录井显示级别较低,受多种因素干扰不能真实反映储层含气量。由于上述原因,大大增加了油层准确识别及优质富油层段准确厘定的难度,因而在传统的地质录井、测井等识别油层技术的基础上,迫切地需要引用新的油层识别技术和综合识别技术,以提高油层识别的准确性,为探井试油层段的优选提供科学依据。论文选择典型的低渗透含油气盆地一鄂尔多斯盆地姬塬地区作为研究工区,研究应用岩石热解和热解气相色谱等地球化学方法,针对石油勘探中准确识别油气层这一技术难题,优选能够直接检测储集岩含油数量和组成性质的储岩热解、热解气相色谱等地化录井技术为手段,运用大量的储层物性、地层原油高压物性和原油全烃色谱、储岩残留烃气相色谱分析资料的基础上,确定了储集岩含油级别解释的各项参数,建立了适合研究区的储层含油级别解释方法、标准和图版,并通过与试油结果的对比分析,确认了其准确性和有效性。其良好的实用效果,特别是在低阻油层和高阻水层等的准确识别方面显示出的技术优势,昭示出该项技术良好的推广应用前景。论文在解决鄂尔多斯盆地低渗透储层的含油性与油层准确识别这一录井技术难题方面取得了以下主要的创新性进展:1.储集岩岩屑热解一气相色谱分析可获得热蒸发烃色谱谱图,可用于较准确判识储层含油与否、大致判别储层的含油性、以及油气显示的真伪。大量测试资料显示,姬塬地区不同含油性储岩的热蒸发烃色谱谱图十分相似,正构烷烃主要分布于C。。~C。。之间,异构烷烃、杂环烷烃的含量低。因此,该项技术应侧重于油气显示的定性识别方面。2.通过原油色谱分析与储岩快速色谱分析谱图的对比,确定热解分析样品的前处理过程中损失了据计算得出储岩热解总烃的恢复系数为1.4。3.根据油层含油饱和度与岩石热解烃量的理论关系式,通过试油结果与地化录井参数的对比分析,并考虑储层特点,分地区和油层组确定了油、水层的判识标准和理论图版。4.应用这套技术对姬塬地区延安组与延长组27层进行地化解释,与试油结果相比较,其中有2有6层不符合,符合率为78%,较大地提高了录井综合解释水平,解决了低渗透储层油水层识别评价的难题。5.初步解决了低阻油层识别的难题。低阻油气藏油气层电阻率值接近或小于本地区相同地质条件下的水层电阻率,在高矿化度地区甚至低于围岩电阻率。低阻油气藏准确识别是测井技术的难点。通过岩石热解参数分析、气相色谱分析,确定储层原油性质,建立低阻油层、遭氧化油层的地化录井解释方法。对耿132井地化录井技术分析解释,发现了一层低阻油层,取得了长2层日产油低阻油层的及时发现和准确识别具有重大的意义。总之,本论文以实际勘探生产中遇到的技术难题为研究攻关的对象,通过研究区石油地质特点的研究认识,方法试验,建立了具有代表性的几种复杂油水层评价模式,本论文以研究区石油地质特点的研究认识为基础,抓住储岩热解、热解气相色谱地化录井资料的解释这一关键环节,通过方法试验,确定了各项解释参数,从而建立了具有代表性的几种复杂油水层评价模式,综合常规录井、分析化验、测井、试油等资料等进行综合解释,在生产中应用见到了较好的效果,初步解决了目前制约勘探开发井筒评价发展的油水层评价难题;其解释评价结论为制定合理的射孔方案,判断试油压裂效果提供了可靠依据,减少了勘探风险,提高了勘探效益,实现从定性解释到定量评价的飞跃。本论文在突出了技术实用性的同时,也兼顾了学术理论性,同时,地质录井新技术的开发应用必须与地质实际紧密结合的学术思想也得到了较好的体现。关键词:低渗透储集层、地球化学、岩石热解、气相色谱、油水层识别t of of is ow in as by of of in of is a be to in ,of a in 0th to 980s 990s.in as V,IR,O nd of is to of of of as of 丽th he as t of 1)is 2)of of 3)in )of a of (5)of of to )as is to in of of to of to of of O on is to O as to of of to a n we as of in of be of of as a of of of of of on of to of ts in of as a of a he in in of .of an be or as as of of of is to n—in 12 34 be on in .of of ..3.to of .We to ah'7th.tO of 1 of of in in a 8%,d s of of .of 88托1r or tO ln in is ow is of .11in of of 2 on a 1of 0 t/d of oW ls a of is c№of a f of to of t0 of a of of 099m of of of of a to of a of in of be th ey ow as 人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文储签名.驴年厂月玎日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名:导师签名:珊年.,\、屯办长安大学硕士学位论文第一章绪论1.1低渗透油水层地化录井评价方法研究的背景和意义录井技术在油气勘探中承担着发现油气、识别与评价油水层等的重要使命。目前常用的随钻地质录井、测井等技术在常规储集层含油(气)显示的识别中起着重要的作用,但是,在低渗透油水层的精细解释一如油层级别、原油性质等却往往遇到较大的困难。如在松辽盆地的录井解释中就遇到了油气水层精细评价、深层气水层识别、低渗透油层水淹评价等技术难题【5J,这些问题如不能得到有效地解决,就会直接影响勘探成效。因此,油气勘探生产中急需探索并建立油水层精细解释的录井技术系列。近年来,随着油气勘探的逐步深入,勘探的对象更加多样,勘探区块的油气水关系越来越复杂,因而对油气层识别评价技术提出了更高的要求。20世纪90年代以来,中国石油天然气股份有限公司测井技术评价的主要对象已转变为低孔、低渗、高含水、低电阻率和复杂岩性等类型的复杂油气藏【2】。据统计,目前我国每年发现的新增储量中,有40%以上属于低渗透油藏。因此,低渗透油藏(田)的勘探开发成效直接影响着我国油气发展潜力和油气生产的可持续发展,具有十分重要的战略意义。鄂尔多斯盆地是著名的低渗透油气盆地【31’32’331,盆地的油气资源素有“三低’,和“四低”之称。石油是“三低”,即低产、低压、低渗透;天然气是“四低”,即低产、低压、低丰度、低渗透。其中,二者的共同点、同时也最具挑战性的是低渗透和隐蔽性,传统的地质录井、测井等技术在低渗透、特低渗透油水层的准确识别上遇到了很大的困难,主要体现在:(1)鄂尔多斯盆地低渗透油气藏是典型的岩性地层油气藏,油气聚集缺乏长期持续的动力指向,分散性强,流体分异规律不明显,油水同层现象普遍。(2)碎屑岩储集层非均质性强,孔隙结构复杂,再加上岩层中黏土矿物含量高、颗粒胶结方式和填隙物类型多样等原因,传统方法建立的测井解释模型无法适用,储层定量评价难度大。(3)由于陆相湖泊沉积环境的不稳定性,使得储层和非储层之间的差异减小,砂层的厚度变化大,层内渗透率变化大,油层砂泥交互,有的砂岩泥质含量高,地层水电阻率低,给油水层的划分带来很大困难。(4)低渗透、低阻、低饱和度油藏相伴生,储层不动水饱和度高,而油层原始含油饱和度低,而且大多数表现为低电阻油层,油水层差别小,常规录测井技术和装备获第一章绪论得的间接的和定性的信息对有效储层的分辨能力不足,给流体识别带来困难。(5)由于低渗透油气藏普遍为低压异常,钻井过程地层中的天然气不会大量涌入井内,气体录井显示级别偏低,并受多种因素干扰而不能反映储层真实的含气量,而泥浆浸入、测井系列选择不合理等因素则进一步缩小这种差别,使该类储层的识别和评价难度很大,并且极易漏失。目前,石油勘探开发中对储层产液性质的评价主要还依靠测井技术和综合录井技术。从两项技术原理分析,测井是依据储层流体的物理性质差异解释油气水层,它受储层地层水矿化度、岩石导电矿物含量、泥浆侵入及储层岩石组成和孔隙结构等因素的影响,在解释一些“非典型电性特征油气层”.如在低渗透储层中经常出现的低阻油气层、高阻水层和高阻产水层等常常会遇到技术上的困难;气测录井技术是现场识别油气水层的主要技术手段,但由于其分析的是从钻井液中脱附的烃类和非烃信息,受地质因素、储层性质、地层压力以及钻井过程中的钻压、钻头直径、钻井液性能、钻井液排量、钻井速度等因素的影响较大,从气体采集到分析的过程也受诸多方面的因素的制约,因此制约了气测录井准确性的提高。且气测录井仅能检测到逸散到钻井液中'层评价信息的单一,致使气层、轻质油层、含油气层及一些特殊油气层难以有效识别和区分。随着低渗透油田勘探开发的不断深入,如何利用现有的各种技术对低渗透油水层进行综合研究与评价已经越来越受到人们的关注【2~91。要提高低渗透储层的流体识别率,必须寻找一种受储层岩石成分(如导电矿物)、地层水矿化度以及储层性质、钻井条件等因素影响较小的方法。因此,对于低渗透储层来说,有效的录井技术不仅能够准确识别油气显示和流体的性质一重质油、轻质油、凝析油或天然气等,而且更重要的是能够准确地获得储层含油量(含油饱和度)的定量解释信息。只有能够准确判别储层含油级别的录井技术才能在低渗透、特低渗透油水层的精细解释上达到准确识别油层的目的。显然,油气勘探的发展对录井技术提出了更高的要求。1.2国内外地化录井技术的发展史、现状与进展地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学,它是地质学与化学、物理学相结合而产生和发展起来的边缘学科。可以说,凡是应用地球化学方法与手段,研究地质体中与油气生成、运移、聚集和开采过程中的一切问题均属于油气地球化学的研究范畴。二十世纪八十年代末至九十年代初,随着有机地球化学检测技术的发展和完善,并结合油气勘探生产的技术需求,人们将一些能够快速检测储层中油气的测试技术2长安大学硕士学位论文应用于随钻录井工作,并逐步形成了地化录井技术。地化录井技术包括了用于油气定量与定性检测的诸多测试技术一如储岩热解、气相色谱、定量荧光、紫外光谱、红外光谱、荧光图象分析等等。分析对象可以是岩心、岩屑或井壁取心样品、以及泥浆(储集岩)脱附气等。由于地化录井技术在测试条件、获取信息的类别一定性或定量、测试速度等方面存在差异性,应用各项技术的成本也各不相同,因此,应根据具体情况一石油或天然气、勘探程度的高低、新区或老区、以及具体的地质特点,选择最适用的测试方法进行地化录井,以获取最有效的信息。储岩热解和热蒸发烃色谱分析是近年来储层评价中应用较好的地化录井方法,其技术优势主要表现在能够直接检测储集层的含油气性和残留的油(气)数量。储岩热解可获得储集层中轻质烃(中质烃(重质烃(总烃(参数,热解烃总量(直接表征储集岩中油气充注程度,总烃的组成即可反映储集层中原油的性质。热蒸发烃色谱分析结果可清晰地反映出储集岩是否含有油气,以及油(气)的组成和性质,它不受储层岩石矿物的含量及其层间水、晶间水及束缚水含量的影响,且受储层性质、钻井条件的影响小,可弥补常规测井和录井解释方法的不足,该项技术随着地化录井技术的快速发展而趋于完善,并得到广泛应用【10~3叫。本课题研究过程中,在对研究区的石油地质特点深入认识的基础上,优选能够准确反映储集岩含烃量和流体(油质)性质的岩石热解分析技术、岩石热蒸发烃气相色谱分析技术等作为主要的地化录井技术。轻烃技术是近年来发展起来的一项新兴录井技术,在油气层发现、识别和评价上具有广阔的发展空间,在本文中不做重要阐述,只是在课题研究过程中在个别处借鉴了该技术资料。1.2.1岩石热解分析技术的起源、引进和发展岩石热解定量分析技术是20世纪70年代末发展起来的一种地化分析新技术978年,法国石油研究院在继承前人研究成果的基础上研制成功了用于评价生油岩的岩石热解分析仪器(Ⅵ虬),同时该院将岩石热解评价方法在法国和美国申请了专利,并提出了一套用此仪器评价生油岩的图版和规范。该项技术在国外应用十分广泛,如法国地质服务公司、国际录井公司和哈里伯顿公司等都在仪器研制、现场应用、资料综合研究等方面做了大量的工作。我国最早于1978年开始引进此仪器,主要在各油田研究院使用,用于快速评价生油岩的有机质丰度、有机质类型、成熟度等,为油气资源量评价提供重要的参数。为了满足生产和科研的需要,提高我国地化分析技术水平,20世纪80年代末,我国成功地3第一章绪论将岩石热解分析仪国产化,并将岩石热解分析技术应用于录井现场,仪器的应用范围也进行了拓展,增加了储集岩的油气评价。北京石油勘探开发研究院还发明了针对储油岩评价的“储油岩油气组分定量分析方法”专利技术。该专利获中国发明专利金奖眩们。至此,岩
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