地化录井技术在油田勘探开发中的应用-李斌

“北大”生产的仪器
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
可获得的参数有1.孔隙度、2.渗透率、3.含油饱和度、4.可动 流体、5.截止值、6.弛豫时间等。核磁共振谱图为:油+水T2谱的 总幅度对应于总液体量孔隙度，右峰幅度对应于可动流体，左峰 幅度对应于束缚流体,油相T2谱的幅度对应于油量含油饱和度,油+ 水T2谱与油相T2谱相减对应于含水量可动水、束缚水。
主要作用
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
① 利用O、B、Q指纹图能够较好地反映出轻质油、中质油、重 质油的油质特征 ② “P” 指纹图反映了生油母质与煤系地层特征 ③ 钻井液添加剂的识别, ④ 利用激发和发射波长的变化特征来区分真假荧光显示 ⑤ 通过拉曼峰的特征鉴别样品是否含水等。
不同油质荧光指纹图特征参数范围表
可动水饱 和度可用 于水淹层 识别和地 层出水量 预测
µ Â Ê Æ
2.4、
定量荧光分析
（QFT或OFA）
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
原油和含烃类岩样由饱和烃、芳烃、沥青和非烃四部分组成。 以芳烃为主的组分，在紫外光激发下能发荧光。定量荧光分析法 是通过荧光仪发射的紫外光束，经过选择滤波、将254nm(QFT为 265nm）激发光照射到样品池中的淬取液上,由光栅的分光色散后, 经光电倍增管信号转换处理,得出含油岩样的荧光强度参数。 QFT荧光仪虽然比常规荧光灯肉眼观察法更近了一步，但随技 术的提高，明显表现出了软硬件技术跟不上录井勘探的步伐了， 存在的不足,主要表现在给出的信息量少、（只提供一个强度值）， 关键技术(发射波长）不可调而影响油质的划分，高浓度油显示样不 经浠释会发生溢出问题。 OFA荧光仪的国产化,表现出了较强的优势：发射波长从200600nm连续扫描，更能直观反应含油岩样的真实荧光强度和油质偏 轻与偏重的特征，(QFT发射波长是固定在320nm这一点上的),见OFA与QFT、
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
可获得扣除本底的岩样含油信息 得出每个样品的荧光强度、荧光含油浓度值（或称相当含油量) 荧光对比级别、波长 油质偏轻与偏重的特征 油性指数和含油饱和度等参数 激发波长是254nm（QFT是265nm）更适合轻质油特征的识别
主要作用:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 排除矿物发光的影响 定量含油萤光强度 轻质油识别 分析精度高,对发现含油显示(特别是轻质油) 鉴别泥浆添加剂的污染 识别真假油气显示起关健作用
S23
胶质沥青质热解烃
450-600
C38-C60
重组分
YQ系列油气显示评价仪(储油岩)分析周期一示意图
地化录井技术在油田 生油岩分析周期及相关参数 勘探开发中的应用
热解参数(符号）
S0 生 油 岩 分 析 评 价 参 数 S1 S2 HI
馏分名称
含气态烃量 含游离烃量 热解烃量 氢指数
温度区间(℃)
解释评价,参与试油讨论,上报正规报告的一体化服务格局。
2.1、
热解分析（OSA）
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
在特殊的热解炉中对生、储油岩样品进行程序升温，使岩 石中的含烃类物质在不同的温度下挥发和裂解，通过载气的吹洗 ,使其与样品物理分离，并由载气携带送入“FID”检测器定量检 测，将得到各组分峰的含量。将热解分析后的残余样品送入氧化 炉中检测,得到残余碳的含量。 依据《GB/T 18602-2001岩石热解分析》国家标准要求,目前应 用于现场的地化录井分析,按生油岩和储油岩样品的热解温度条 件不同,分为两种：热解一周期，简称五峰法，主要对储集岩进 行分析；热解二周期，简称三峰法，主要对生油岩进行分析。对
术，1992年正式成立了地化录井专业化管理队伍，开始在油田勘探生产中正 式推广应用。该项新技术经过录井技术人员的多年努力,使其在推广应用方面 取得了好的效果。应用面覆盖了准噶尔盆地的各个探区。应用这项技术,推动 了油田录井精细勘探，大幅度提高了录井综合解释判准率,使探井地化录井油 层解释符合率逐年提高,获得了较大的经济效益。几年来,地化录井技术虽然 取得了长足的进步，但随着勘探步伐的加快，当今的勘探对象越来越复杂， 很多疑难问题越来越突出，要进一步突出地化录井的优势，依托科技进步， 积极创新,不断拓宽地化录井服务范围和领域，只有通过不断地改进不足，满 足高水平高要求的技术创新，才能赢得更多的市场。
2
、地化录井设备现状及方法原理
3 4
、分析参数优选及图版建立 、地化分项技术评价方法 、工作特点及适用范围 、应用成果实例 、影响因素及解决方法 、地化录井亟待解决的问题 、现场工作应注意的几个问题 、结论及建议
5
6 井技术在油田 勘探开发中的应用
地化录井技术是油藏有机地球化学的应用技术。岩石热解及轻 烃分析技术为现在应用的两种方法，它主要是通过热解法，对现 场的岩心、岩屑样品，利用程序升温热蒸馏的原理，测出烃源岩 和储集岩中烃信息。结合热解气相轻烃分析技术,荧光分析技术, 岩石物性(孔、渗)分析技术等,利用这些手段,将烃类信息综合分 析判断,从而对生油岩和储集岩进行评价。主要作用是:发现油气 显示,判断储层原油性质,油气水层划分,注水开发区储层水淹程 度评价等。 新疆石油管理局地质录井公司，从1988年引进了地化录井技
地化录井技术在油田 2.3岩石物性分析（P-K或NMR或热解法） 勘探开发中的应用
岩石物性(孔、渗)分析:主要利用了脉冲式核磁共振原理对岩 屑、岩芯样品进行快速分析的微机化装置。依据这一原理测定 岩石孔隙水中氢原子的核磁共振驰豫时间。孔隙的表面积与孔 隙度有关，如果孔隙的内表面积与岩石体积的比率愈大，则驰 豫时间愈短，速度愈快，反之则越慢。利用时间和岩石内表面 积的关系就可确定岩石的孔隙度，若驰豫时间愈长，则反映出 岩石的渗透性愈大，从而算出岩石的渗透率。 P-K分析可获得四项参数：孔隙度(P)、渗透率(K)、自由流体指 数(FF)、束缚水饱和度(IW)。 NMR基本原理：同理,核磁信号幅度与样品内所含的氢核数目即 流体量成正比。方法是：首先测量标准样，建立刻度关系式,然 后测量岩样 ，将其信号幅度进行处理后可得到核磁孔隙度。 NMR可获得的参数有(廊坊生产的仪器):核磁共振孔隙度、核磁 共振渗透率、含油饱和度、可动流体、孔径分布(定性)。
TSF之间的关系图。
地化录井技术在油田 OFA与QFT、TSF之间关系勘探开发中的应用
OFA与QFT、TSF之间的关系图
发射波长：轻质油310-340，中质340-370，重质370-400
1 00
TSF
7 5 5 0 2 5 0
QFT
OFA
荧 光强度
200
300
400
500
600
OFA的优势
1 2 3 4 5 6
500
束缚水饱和度 对应于油(气) 饱和度的上限
400 300
Ó +Ë Í ® Ó Í
200 100 0 0.1 1 10 T2³ Ú Ô ¥ ± Ê ä ¼ (ms) 100 1000
热解(失重)法计算孔隙度 : 公式:ф e={1-（ρ 岩/ρ 骨）×（W后/W前）}×0.8×100% 式中：ф e—岩石有效孔隙度，%； ρ 岩—砂岩密度，g/ cm3； ρ 骨—砂岩骨架密度(查表2.61)，g/ cm3 —砂岩热解前的质量，g； W 后W前—砂岩热解后的质量，g； 0.8—绝对与有效孔隙度换算系数
S4（RC）
残余有机碳
YQ系列油气显 示评价仪(生 油岩)分析周 期二 示意图
2.2、
热解气相色谱(PGC)
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
热解气相色谱仪也称油气组份评价仪。但多是利用气相色谱法毛细 柱细分原理,在特殊的色谱条件下,将岩芯、岩屑控温，由载气携 带经色谱柱分离和FID检测，获得各温度下的单体烃色谱流出曲线 。经谱图处理,获得所需要的各项热蒸发烃细分指标(包括罐顶气 分析)。与热解法的区别在于，热解色谱法只能测出S0、S1、S2(生 油岩)和S0、S1、S21、S22、S23(储油岩)含烃量。热解气相色谱法 能够把(S0+S1)中的烃类分离成单体烃，进而谱图定性,各单体烃组 份定量。
(图 1-3B)热蒸发烃气相色谱分析组分与热解色谱对比示意图
主要作用
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
对储集层性质的判别，轻烃成份测定，利用梳状谱图的特征和相关参数指
标来判断储层性质,一定程度上鉴别储集层到底是产气层、还是产油层、油水 同层、氧化或细菌蚀变的规律等，为油气勘探提供轻烃资料的依据。 提供参数: 1色谱组份分析特征谱图 2 碳数区间范围 3 碳优势指数（CPI值） 4 奇偶优势（OEP值）
<90 90-300 300-600
组分
C1-C7 >C7 <C60 干酪根
每克有机碳热解所产生的烃含量，mg/g
Tmax
TOC
热解烃峰顶温 C38-C60(裂解为轻烃) 表示热解烃S2峰的最 度 高点相对应的温度，℃ 总有机碳量 表示单位质量生油岩中有机碳占岩石质量的 百分数，% 氧化600，>C38，表示单位质量生油岩热解 后的残余有机碳含量mg/g。
和准东指挥部)集中分析处理与解释评价,按照油田公司对地化项目
的设计进行录井，按分析样品个数收费。开展的地化录井项目包 括：岩石热解“五峰”参数分析，QFT定量荧光、三维荧光光谱
分析、岩石热解气相色谱热蒸发烃分析、罐顶气分析、岩石物性
P-K分析等服务项目，使地化录井的解释符合率逐年提高，得到 了油公司的认可。现已发展为：从样品采集到分析，资料处理、
地化录井技术在油田 (2)地化录井设备现状及方法原理 勘探开发中的应用
新疆录井目前主要有五种地化设备:热解仪(简称OSA,或海
城产的YQ系列油气显示评价仪)、热解气相色谱仪(PGC)、岩石物 性（孔渗）分析仪(P-K或NMR核磁共振仪)、定量荧光分析仪(QFT 或OFA)、三维荧光光谱分析仪(TSF或3DI)等35台套,根据工作实 际，几年来均采用小瓶加水密封装样方式，统一送往基地(含陆梁
地化录井技术
在油田勘探开发中的应用
中国石油录井技术高级培训班
李 斌
内 容
1
、前
地化录井技术在油田 勘探开发中的应用
言
2.1 、热解色谱（OSA） 2.2 、热解气相色谱（PGC） 2.3 、岩石物性分析（P-K和NMR或热解法） 2.4 、定量荧光分析（QFT或OFA） 2.5 、三维荧光光谱分析（TSF或3DI）
液态烃与固态烃样品均可实现检测，尤其对地层条件下呈液态的
烃类物质检测效果更好，是油气水层解释评价的重要依据之一。
地化录井技术在油田 储集岩分析周期及相关参数 勘探开发中的应用
热解参数（符号） S0 储油 岩分 析评 价参 数 S1 S21 S22 馏分名称 天然气 汽油量 煤油及柴油量 蜡和重油量 温度区间(℃) <90 90-200 200-350 350-450 C1-C7 C7-C14 C14-C25 C25-C38 轻组分 组分
5 峰碳：一组色谱峰中质量分数最大的正构烷烃碳数。
6 ∑nC21-/∑nC22+：nC21以前的组份质量分数总和与nC22以后组份质量分数 总和的比值。
7 nC21+nC22/nC28+nC29：nC21、nC22组份质量分数和与nC28、nC29组份质量
分数和的比值。 8 Pr/Ph：姥鲛烷峰面积与植烷峰面积比值。 9 Pr/nC17：姥鲛烷峰面积与正十七烷峰面积比值。 10 Ph/nC18：植烷峰面积与正十八烷峰面积比值。
地化录井技术在油田 2.5、三维荧光光谱分析（TSF或3DI） 勘探开发中的应用
主要依据光学原理 自动跟踪激发和发射波长最佳测量点为优势。 LS-50B型: 激发范围为200-800nm， 发射接收波长范围为200-800nm， 自动调节激发狭缝在2.5-15nm，
发射狭缝在2.5-20nm，
按0.1nm的增量变化， 自动校正激发光谱波长精度,来检测石油中芳烃组份的发光 特征。在三维荧光光谱分析中，由于混合物中各组分,各自吸 收系数和荧光效率值不相同，各组份的顶峰位置也各不相同， 因此根据样品三维荧光光谱峰顶的位置及各方面的特征、被测 物质的组分与组成，建立指纹辩认指标。
序号 原油性质
1 2 3 4 凝析油 轻质油 中质油 重质油
原油密度
<0.74 0.74-0.82 0.82-0.90 >0.90