利用综合录井资料解释评价油气层

目录
第1章前言 (3)
1.1 问题的提出 (3)
1.2 解决该问题的目的及意义 (3)
第2章综合录井资料在油气水层的反映特征 (5)
2.1 综合录井资料包含的内容 (5)
2.2 综合录井资料与油气水层的一般规律 (5)
2.2.1 气测录井资料在油气水层的反映特征 (5)
2.2.2 常规地质资料在油气水层的反映特征 (7)
2.2.3 钻井工程参数在油气水层的反映特征 (8)
2.2.4 特殊录井资料在油气水层的反映特征 (9)
第3章综合录井资料的影响因素分析 (11)
3.1 气测录井 (11)
3.1.1 储层物性和原油性质的影响 (11)
3.1.2 泥浆性能的影响 (11)
3.1.3 钻井因素的影响 (12)
3.1.4 气测仪器的影响 (12)
3.2 岩屑录井 (13)
3.2.1 岩屑细小的影响 (13)
3.2.2 泥浆性能的影响 (13)
3.2.3 采集取样的影响 (13)
3.3 QFT (14)
3.3.1 流体性质的影响 (14)
3.3.2 人为因素的影响 (14)
3.4 其他 (15)
第4章油气层评价方法的介绍及适用性分析 (16)
4.1 皮克斯勒法（Pixler） (16)
4.2 轻烃（3H）比值法 (17)
4.3 三角图版法 (18)
4.4 双对数比值法 (20)
4.5 气体比率法 (20)
4.6 其他方法 (22)
4.6.1 乙烷/丙烷比值法 (22)
4.6.2 气体评价法 (22)
4.6.3 同源系数法 (23)
4.6.4 趋势图法 (23)
第5章综合录井资料在XX油田的应用 (25)
第6章结论与建议 (29)
参考文献 (32)
致谢 (33)
第1章前言
1.1问题的提出
随着近年来海洋石油勘探开发难度的日益增大，勘探开发的成本也逐步升高。

在地质方面，由于渤海地区地质构造、储层物性较为复杂造成区内油气藏类型多、差异大；而在工程方面，“优快钻井”、“集束勘探”等新技术理念的应用极大的加快了开发井的钻井速度，使现场地质监督、综合录井人员的工作量成倍增加，难度也进一步加大。

为了达到在现场迅速有效的评价油气层并为作业者决策提供及时、重要的依据，需要我们利用现场地质、录井油气显示资料快速作出初步的判断和评价。

所以，我们面临的不仅仅是如何保证地质资料的完整准确，还要综合分析现场第一手资料，快速而准确的初步解释和评价油气显示，给作业者提出建设性的建议，以便于尽快合理安排下步作业，节省时间，降低海上油气田勘探开发的成本。

1.2解决该问题的目的及意义
地质监督在现场的工作就是要保证地质服务公司地质资料录取的可靠和对油气层进行综合评价。

目前中法渤海地质服务公司使用法国GEOSERVICES 油气层评价解释系统软件，包括三角图版法、皮克斯勒法、3H法、轻重烃比值法以及最新的定量荧光检测技术，在油气层解释方面提供了较好的方法理论。

但所有这些综合录井油气层评价解释软件和方法都是法国地质服务公司利用国外油田的资料总结出来的，所以这些方法的局限性不言而喻，我们现场工作中不能一成不变的按照他们所给出的理论参数来解释评价油气层，所以我们必须根据不同地区、不同构造、不同储层物性以及不同的流体特征，在众多油气层评价方法中寻找并优选最合适的方法；而且，在选择最合适的方法后，还应当对所选方法的判别值进行优化。

从而为更加有效地利用综合录井的及时、多样的资料，进一步提高应用现场综合录井资料评价油气层的准确性，为测井解释提供可靠依据，进而为完井作业方案的制定提供决策依据。

主要内容和思路：
出海实习期间通过跟地质监督和中法师傅们的学习和交流，以及参阅大量有关综合录井和油气层解释评价方法的文献资料，准备按如下思路来做个总结和分析：
分别阐述综合录井资料的内容以及油气水层在这些资料上的一般反映特征。

分析影响综合录井资料准确性的因素，找出如何保证录井资料录取时尽量准确可靠的方法。

因为我们所有的解释和评价方法都是建立在准确可靠的录井资料的基础上的。

分别介绍各种油气水层的评价判断方法以及在渤海地区其各自的适用性分析，这里介绍的主要是已经形成理论的各种气测解释方法以及近年来新出现的气测解释方法和QFT判别法。

综合录井资料解释评价方法在XX油田的应用，收集XX油田区域地质资料，地层分层数据，油组划分，已钻井有关综合录井气测、地质、油气水层等资料，以及对应层的测井资料，然后利用这些资料通过反演的方法，在油气层评价中找出一些规律性或特点，以期达到在现场利用综合录井资料快速、有效地随钻评价油气层。

分析该方法所存在的问题以及前景展望，最后提出自己的看法和建议。

第2章综合录井资料在油气水层的反映特征
2.1综合录井资料包含的内容
综合录井资料为随钻测量或观察所得，具有及时性、直观性强的特点，是发现、识别油气水层的重要手段。

主要包括以下四部分：
1.气测录井资料，包括气测全量、组分等资料；
2.常规地质资料，包括岩屑、岩心、壁心、钻时、钻井液密度、粘度、油气水等资料；
3.钻井工程参数，包括钻速、钻压、泵压、出口流量、DC指数及钻头参数等；
4.特殊录井资料，定量荧光分析（QFT）、地层压力参数以及计算参数等资料。

这些参数在钻遇油气水层时，都会表现出一定的异常反映，对识别气层、油气层、水层有一定的贡献，但由于一些特殊性（地质环境、采集因素、过压等），某些参数对气层、油气层、水层的反映特征变化不明显或几乎没变化，有必要对其进行进一步的分析和总结。

2.2综合录井资料与油气水层的一般规律
2.2.1气测录井资料在油气水层的反映特征
气测录井资料是直接测定钻井液中可燃气体含量的一种录井方法。

气测录井是在钻井过程中进行的，具有实时、精度高、应用方便有效等特点，是目前我们发现和评价油气层极其有效的手段。

气相色谱仪是气测录井的核心设备，其工作原理是样品由载气带进色谱柱进行分离，分离后各组分依次进入鉴定器，在鉴定器中气样燃烧，产生的电流信号放大后以数字信号的形式直接进入计算机存储。

气相色谱仪能准确地检测出钻井液中的全量、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和戊烷的含量。

根据不同的产生机理，我们可以把钻井液中的气体分为以下几类：
1)破碎气：在钻进过程中，由钻头机械破碎地层而释放到钻井液中的烃类气体。

2)压差气：当地层压力超过井筒内液柱压力时，受压差作用从储层进入钻井液中的烃气。

3)二次循环气：从地表泵入井底又第二次在地表出现的气体，主要是由于钻井液除气系统未将钻井液中的气体排除干净所致。

4)外源气：除岩屑之外的某个气源被人为导入钻井液中的烃气，如磺化沥
青、磺化苯醛树脂、润滑剂等泥浆材料所产生的烃气。

所以，气测录井要去伪存真，抓住破碎气，分析压差气，校正二次循环气，排除外源气，发现真显示。

因此，气测录井是我们发现和识别油气层最值得研究和利用的方法。

在分析气测值在油气层的反映特征之前，我们应该很清楚的认识到：气测值的高低不能反映储层的流体性质，也不能反映天然气层的产能，高产气层和低产气层与气测值的高低没有直接的关系。

因为，油气层在实时录井过程中均有异常，但异常值的大小与地层的岩性、物性、钻井液使用密度密切相关，目前渤海地区普遍采用过压钻进，所以气测录井所测到的气体主要是地层的破碎气，气量较有限，而地层中的气体，由于钻井液压力大于地层压力加上钻头水眼的高压喷射作用而很难进入井眼。

所以，在油气水层中气测值的反映具有一定的规律性，总结如下：
1.油层：组分齐全，全烃峰值高，峰型饱满，呈宽顶梯形状或块状，自上而下重组分相对含量逐渐增加（如下图）；
2.油水同层：相对油层而言，组分不全，全烃峰值相对低，峰型较饱满，呈窄顶梯形，全烃峰带拖尾（如下图）；
3.水层：组分不全，全烃含量曲线峰幅中平且较窄，峰型为尖锐三角形或直线，自上而下重组分相对含量逐渐减少（如下图）；
4.气层：组分不全，甲烷含量高，全烃峰值高，峰型为尖形或指形，各种
组分相对含量比较均一（如下图）。

2.2.2常规地质资料在油气水层的反映特征
在钻井过程中，我们通常比较关注的常规地质资料主要是岩屑、钻时、钻井液密度和粘度等录井资料。

以下我将分别叙述油气水层在上述资料中各自的反映特征。

1.岩屑录井：钻井过程中由泥浆携带到地面的被钻头破碎后的岩石称之为岩屑。

虽然该方法较为原始，而且在目前的情况下影响因素颇多，但它之所以能够延续到今天是因为它有着自己得天独厚的优势。

岩屑录井可以直观的反映地下情况，地层的变化规律，同时可以修正一些干扰因素对气测的影响。

对于砂岩储层，岩屑录井资料对于油气水层的响应主要体现在颜色和荧光这两方面：
1)油层：砂岩颜色较深，重质油层砂岩呈灰色、深灰色。

灰褐色、黑色、黑褐色等，荧光湿照颜色较暗；轻质油层砂岩呈黄色斑点状，荧光湿照颜色强、亮。

2)气层：砂岩颜色较浅，多为岩石本色，白砂子，荧光显示微弱或无。

3)水层：岩屑显示和气层相似。

2.钻时录井：钻时是指钻进单位厚度岩层所需要的时间，在钻井参数不变的情况下，钻时大小在一定程度上反映不同的岩性特征，可以用它来划分储层，但它无法反映储层中不同流体性质。

3.钻井液的密度和粘度：理论上，在钻遇油气水层后，钻井液密度、粘度及槽面都将有不同程度的反映，但在实际钻进过程中，由于使用的钻井液密度不同，钻井液参数的变化也有所不同。

当过压程度较大时，由于地层出气、水的量比较少，对参数的贡献也较小，表现为钻井液密度、粘度及槽面的变化不明显，甚至无变化，这样，我们通过钻井液参数对油气水层就很难
4.钻井液的电导率和温度：电导率是直接测量钻井液的导电能力，它与钻井液矿化度的变化呈正比，反映了钻井液中的矿化度的变化。

综合录井参数中，钻井液出口电导率参数是判别储层流体性质的参数之一。

出口温度是直接测量钻井液的出口温度的变化，也是判别储层流体性质的参数之一，但由于受外部环境影响因素太多，所以实际录井过程中应用较少，只是在理论上有一定的价值。

在海水钻井液钻井过程中，通过钻井液的电导率和温度判
2.2.3钻井工程参数在油气水层的反映特征
实践表明，随着地层岩性的变化，部分工程参数也随之变化。

地下油气藏与地层岩性之间有着密切的关系，在碎屑岩储层中，钻井工程参数的变化除了可以反映岩性的变化之外，在识别油气层显示方面也能起到一定的补充
2.2.4特殊录井资料在油气水层的反映特征
这里所说的特殊录井资料主要是QFT，地化录井在现场应用很少，所以在这里我主要讲讲QFT——定量荧光测定在油气水层中的反映特征。

和常规荧光检测技术相比，定量荧光主要是根据石油在不同浓度时的发光强度差异，利用单位体积的钻井液在一定体积的溶剂中的荧光发光强度来定量测定此时钻井液中的含油浓度，进而计算出储层的原油浓度。

石油的主要成分以含有多种芳香烃的化合物组成，而这些芳香烃在紫外光的照射下（激发），吸收光能后发生能量跃迁处于不稳定的激发态，处于激发态的分子会放出光子重新回到分子基态（发射），这就是石油荧光的产生过程。

使激发波的波长固定在254纳米，照射样品滤液后，由光电倍增器转换，进而测量出含油荧光的发光强度，我们称之为定量荧光。

由于大多数原油的最强荧光在300－400纳米之间，而肉眼估计仅有在荧光发射范围大于400纳米时才能识别，即只有中质油的外频带（中质油的一小部分）到重质油的荧光是肉眼可以看到的，多数
石油荧光是肉眼看不到的，所以传统的箱式荧光灯对于一些凝析油和轻质油根本无法显示，但是定量荧光弥补了传统荧光灯的这一缺陷，并能排除矿物荧光和丝扣油荧光的影响，对识别含油气层更精确更可靠。

QFT对油气层的反映特征是：QFT值随着原油丰度的增加而增加，在同一丰度下，又随油质的轻重变化而变化，即油质越重，QFT值越大。

在钻遇油层时，QFT会出现一个峰值，然后降回到背景值[1]。

钻遇气层和水层，QFT值都没有明显变化。

上图是XX-A23井的QFT曲线图，从图中我们可以清楚的看到油层的QFT异常明显，而气层、水层却变化不大。

QFT的每一个峰值基本上都对应着一个油层，所以，通过QFT我们也可以初步判断油层的存在，但5米一个点的测量制约着我们用QFT判断评价油气层的准确度。

以上就是油气水层在综合录井参数上各自的反映特征，我们可以看出，各项资料都会对不同的储层流体产生不同的响应，但是仅仅依靠单一的录井资料我们无法判别流体的属性，必须总结各自的反映规律，综合尽可能准确真实全面的录井资料，才能够对储层流体进行较准确的判别。

在此之前，我们应该清楚录井资料在不同的环境下会出现什么不同的变化，才能在综合判断时排除干扰因素，使判断结果准确可靠。

第3章综合录井资料的影响因素分析
保证综合录井资料的准确性才能为我们的解释评价工作打好基础，为了尽可能保证录井资料的准确性和真实性，我们务必对其各自的影响因素予以充分的了解和掌握。

3.1气测录井
气测录井的影响因素是多种多样的，从理论和实践中得知，其影响因素主要有：储层物性，原油性质，.泥浆性能，钻井因素，气测仪器等等[2]。

以下我将分别对这些影响因素进行分析，一方面在录井过程中避免录取假资料，保证录井资料的真实性；另一方面也可为以气测录井为基础的综合解释提供更多的解释可能，有利于排除干扰因素，更准确的评价解释油气水层。

3.1.1储层物性和原油性质的影响
当油气储集层的厚度越大，孔隙度和含油饱和度越大，地层压力越大，则在钻穿油气储集层时进入泥浆的油气越多。

对于储集层的渗透性，有两种情况：当泥浆柱压力大于地层压力时，泥浆发生超前渗透，由于泥浆滤液的冲洗作用，向岩层深处挤跑了一部分油气，使进入泥浆的油气减少；当泥浆柱压力小于地层压力时，储集层的渗透率越高，进入泥浆的油气越多，泥浆中的气体浓度也就越大。

油层的气油比越高，含气浓度就会越多，气测异常也就明显异常。

反之，气油比微小的重质油，气测异常不够明显。

气油比的大小，取决于石油的成分、地层压力、油藏的形成及保存条件，所以，油、气储集层特性及油、气性质，在一般情况下，是决定气测烃类组分变化的主要因素。

3.1.2泥浆性能的影响
泥浆性能的影响主要体现在其类型、密度、粘度和添加材料这三方面。

泥浆类型会影响到气体组分的检测，对于气体采集，水基泥浆可能是最好的，反之，原油污染的泥浆会增加泥浆中气体的保持力，从而增加再循环气。

在钻井过程中，泥浆的密度直接表现为泥浆柱压力，对油气层气测值的影响如下。

粘度大的泥浆，气测时脱气困难，导致气测值变低，但由于气体较长时间的保留在泥浆中，使气测基值增大，甚至使气测值随粘度变化而变化，进而影响下部油气层气测值的真实性。

钻井过程中，为了避免井下事故的产生，常常在泥浆中加入璜化沥青和润滑油等添加材料，这些有机化学处理剂在一定的条件下可能生成气体而溶解于泥浆当中，这将影响气测基值或是产生假异常。

所以我们不能单纯通过气测值的高低来判断油气层，一定要排除可能的影响因素才能作出客观可靠的判断。

3.1.3钻井因素的影响
影响气测录井的钻井因素有：钻井液排量、钻压、钻头直径、起下钻、接立柱、钻头类型、钻速等等。

不同的钻头类型、钻头直径对气测的影响只是在该井段产生系统误差，很容易排除其影响。

而钻压在钻进过程中完全可以限定在一定范围内。

起下钻、接立柱的抽汲影响也很容易排除。

所以在钻井工程方面，钻井液的排量和钻速是影响气测的主要因素。

当钻速加快，钻头单位时间内破碎地层岩石的体积增多，地层中流体进入钻井液越多，这样，脱气器从钻井液中脱出的地层气也就越多；反之，当钻速下降，钻头单位时间内破碎的地层岩石的体积减少，地层中液体进入钻井液中流量减少，脱气器从钻井液中脱出的地层气也少。

这就无法定量检测出地层气的含量。

其次就是泵排量的影响，泥浆排量大，则泥浆在井底停留的时间短，进入泥浆中的油气量相对减少，同时，也可能使油气被更多的泥浆冲淡，在色谱气测中也就显示更低。

3.1.4气测仪器的影响
目前我们使用的都是RESERVAL定量脱气器GZG，由于其增加了引流装置和恒流泵，所以泥浆液面的波动对它影响不是很大，但脱气器的放置位置会给气测录井带来较大的影响，脱气器离井口越近，气测值越高。

同时气管线的封闭性、干燥程度以及搅拌棒的磨损程度都将影响脱气器的脱气效率，进而影响到气测仪对气体全量和组分的分析。

其次，鉴定器的影响也不容忽视。

现在普遍使用的氢火焰离子鉴定器依靠高温把样品气电离成正负离子，正负离子在电场的作用下形成微电流。

微电流再通过放大器放大输出给记录仪或计算机。

但是鉴定器并不能把样品中的烃完全电离为H和C离子，而有大部分是以官能团的形式存在。

在样品气含量低时，鉴定器电离得比较充分；而样品气含量高或轻烃含量高时，鉴定器电离得不充分。

因此，随着样品气含量的增大，产生的电信号并不是成正比的线性关系。

当样品气含量（或重烃含量高）达到一定时，电信号增大得很小，这就是所谓的气测饱和，会给气测仪的标定造成误差，致使气测仪检测的结果不准确。

此外，仪器标定和色谱峰的取值都会给气测录井带来影响。

但现场工作中仪器已经标定好，不允许进行更改，所以这些影响因素对我们现场工作中造成的影响并不是很大。

以上对气测录井的影响因素中，有部分是可以校正的，还有一些我们无法消除，但是在对气体数据进行解释前，我们必须使影响气测值的因素减小到最低限度，最大程度上保证气测值的准确性，从而更加准确地揭示地层流体性质。

3.2岩屑录井
由于PDC钻头对地层独特的切削及研磨作用，使返出地面的岩屑极为细碎，代表性差，对传统的岩屑录井提出了挑战，这是目前我们无法克服的最大困难。

加上钻井参数、钻井液性能等的影响，从岩石破碎为岩屑，到岩屑的返出、采集、描述都存在着很大的影响因素，所以，这也导致传统的岩屑录井变得不尽可信。

在综合解释的时候不再以岩屑为基础，而是在气测录井的基础上参考岩屑。

但岩屑可以直观的反映地层情况，所以我们应当充分分析其影响因素并尽量予以避免或降低影响，使岩屑录井资料可以更好的应用在我们综合评价和解释工作中。

3.2.1岩屑细小的影响
地层因素是造成钻井岩屑细小的客观因素，因为所钻地层岩层成岩性差，岩性胶结成松散颗粒状，如成岩作用较差的明化镇组、馆陶组地层等，加上PDC钻头对地层的切削研磨作用，钻井返出至地面的岩屑直径特别细小。

钻井地质录井工作主要是通过采集钻井所钻岩屑建立岩性剖面、发现油气水层及划分地层，钻井岩屑细小，无疑对我们的工作带来了极大的影响。

首先是加大了岩屑采集捞取洗样的难度，由于所钻岩屑细小，甚至部分岩屑呈粉末状，在钻井液中经常性的出现砂岩无法通过震动筛从钻井液中分离出来的情况，导致我们无法采集到真岩屑或采集、捞取到的真岩屑数量较少，大粒级的留下而细小的岩屑无法捞取出来。

其次是加大了岩屑观察描述的影响，真假岩屑的判别是岩屑描述的第一步，也是最关键的一步，岩屑细小通常呈颗粒式散砂状存在，根本无法判别是真岩屑还是上部地层的假岩屑，从而给正确的岩屑观察描述、挑样定名、荧光照射，岩屑含油性判定带来了相当大的难度[3]。

3.2.2泥浆性能的影响
泥浆性能对岩屑录井的影响主要体现在其添加材料上，泥浆材料（璜化沥青、润滑油、塑料小球等）将直接影响岩屑的录取和观察描述，塑料小球将导致真岩屑录取数量的急剧减少，其荧光也影响我们对油气显示的判断，而璜化沥青的荧光和油层荧光显示十分相似，所以其影响对岩屑的荧光录井是显而易见的。

3.2.3采集取样的影响
岩样采集的准确与否直接影响到分析描述等工作，对我们识别岩性判断油层带来不利影响，目前岩样采集工作主要存在以下问题：
1.漏取砂样是岩样采集过程中普遍存在的问题。

由于明化镇地层有大套可塑性强的泥岩的存在，加上泥浆中药品反应产生的絮状物，特别容易糊筛布，导致岩屑落到震动筛上一点都不出来，震动筛跑浆情况严重，这样大部分岩屑都随着泥浆流失，挡板上存留的岩屑仅能代表部分层段，用垂直取样法采集的砂样也仅能代表两三米的岩层，不足以代表五米的深度段。

2.迟到时间决定所采集砂样代表的深度范围，所以精确地确定岩屑迟到时间，是正确确定岩屑深度、提高岩屑录井质量的关键。

现场对迟到时间的校正，通常使用电石法，较为准确，但一般只在岩屑录井开始前效验一次，这样的话，对打大斜度深井的后期岩屑采集工作带来影响。

3.假岩屑的存在会干扰我们对岩屑的识别和判断，采集岩屑时应注意剔除假岩屑，去伪存真。

假岩屑主要来自以下三方面：①泥浆性能不好，尤其是采用低粘度低密度的泥浆，易造成井壁坍塌，掉块随泥浆返出形成假岩屑，这类假岩屑一般可以从色调和形状上判断剔除②由于工程需要，采用快速钻进，而每打完一柱后进行划眼作业，这样导致岩屑混杂，假岩屑增多③泥浆清砂不净，旧岩屑易被带回井内，与新岩屑相混。

4.对于大斜度井，在滑动钻进阶段，由于钻速较慢，而泥浆材料过多造成震动筛前没有足够的砂量，对我们录井工作带来不利影响。

5.清洗过程中砂粒与泥浆混杂，泥岩与水结合形成造浆，细小颗粒在水中成悬浮状，易随倒水过程流走，造成岩屑总量减少，代表性变差。

3.3QFT
随着定量荧光录井技术的迅速发展，QFT仪器在录井工作中已经得到了广泛的认可，该仪器在应用过程中反映十分灵敏，因此对于油层可以起到很好的显示作用，但同时又由于仪器的灵敏度太高，轻微的影响可能会给它造成极大的影响，所以我们一定要很清楚QFT的影响因素，让QFT可以真正的“定量”反映样品的含油量。

3.3.1流体性质的影响
流体性质是影响QFT值高低的客观因素，首先QFT不能应用在气井中，除非又凝析油的存在；其次，相同浓度不同种类的原油所测得的QFT值也不相同，重质油的QFT值要比轻质油的QFT高。

3.3.2人为因素的影响
1.样品的选择和使用量直接影响到QFT值的高低，所以在使用中一定要保证样品的代表性和真实性，以及样品使用量的统一；。