定量荧光技术在随钻录井中的应用

定量荧光技术在随钻录井中的应用

摘要:采用定量荧光技术进行随钻录井,克服了原有方法中的一些不制因素，为在复杂钻井工艺中及时发现和评估油气层提供了可靠依据。该方法初步应用尚有进一步待完善之处。

冀中坳陷廊固凹陷河西务构造带位于廊固凹陷东部,紧邻武清凹陷,是一个北东走向的地垒带。东西宽12km,南北长36km,面积410km2。该构造带是开发几十年的老油区,以往勘探研究只是以下第三系沙河街组沙三段,沙四段油水显示为主,随着勘探技术的不断成长,新方法的录井等使用手段,目前勘探工作的重点是该构造带潜山地层的丰富地下储气资源。钻井勘探的最终目的是找油找气,由于轻质的凝析油层和日趋复杂钻井工艺下疑难油气薄层的发现对准确判断油气层具有很大的困难。常常混入带荧光的钻井液处理剂,这些带荧光物质的加入使得现场地质录井复杂难辨,而凝析油和轻质原油的储层,原油颜色浅或无色,给常规定性描述含油性本身也带来了一定的困难,不仅如此,轻质油或凝析油储层,由于缺乏有效的检测手段和方法,同样对及时发现、准确识别带来难度,尤其是岩屑录井井段,储层岩石破碎程度高、样品颗粒小,这对含油性定性描述本己困难的轻质及凝析油储层无疑是雪上加霜,因而常常造成轻质油层和凝析油层的漏失,给勘探开发事业带来影响。至此原有的录井评价方法已经不能满足现状,对此定量荧光录井技术的随钻应用弥补了这方面的缺憾。

1 定量荧光录井技术应用

1.1 定量荧光录井技术简介

石油组分中的油质、沥青质等在紫外光的照射下,由组成这些物质的分子吸收紫外光的能量而被激发,这些物质会发射出各种颜色和不同强度的光线,这些光被称为荧光。多年来利用石油组份的荧光特性来发现勘探石油的荧光录井方法已经成为一种必不可少的常规录井方法。

原油激发出的荧光波长分布范围很宽,但主要集中在300～600nm 之间,且随原油密度的减小,主峰荧光波长减小,凝析油主要集中在280～330nm之间。而人眼只能识别波长在400～800nm之间的光线。由此,在实际工作中对轻质油、凝析油层的荧光录井就变得十分困难,经常会不知觉的漏掉油气层。钻井过程中由于工程的需要添加含荧光添加剂,会产生荧光干扰,使常规荧光录井变的更加困难,有时甚至无法区分真假显示。

定量荧光分析仪采用的光电元件对荧光波长没有局限性,可以全面检测各波长段的荧光,不论油质轻重都不会漏掉,因此可以弥补常规录井方法的不足。另外仪器具有差谱功能,能自动扣除钻井液添加剂污染、矿物发光等干扰,有利于真伪显示的辨别,再现油气显示的真实面目。同时具有快速、简便、灵敏、直观、操作简单等特点,非常适合随钻录井。

通过定量荧光分析可以直接得到以下几个参数:

(1)荧光波长

反映不同性质原油的出峰位置。在300～340nm范围内出峰为轻质油成份;340～370nm范围内出

为中质油成份;荧光波长大于370nm为重质成分;

(2)荧光峰值(原油荧光强度)

原油中荧光物质所发射荧光的强弱,其反映的是被测样品中,含荧光物质的多少;

(3)相当油含量

指1克样品中被试剂萃取出的原油物质的含量;

(4)对比级

反应1克样品中含油荧光级别的高低(N=15-(4-lgc)/0.301,其中N 为对比级、C为相当油含量);

(5)油性指数

中质峰最大荧光强度与轻质峰最大荧光强度的比值,反应原油性质。

以上五参数无论是在石油地质勘探与开发,还是录井工作中对油气藏的评价,都具有非常重要的意义。

1.2 建立钻井液添加剂定量荧光分析特征数据库

由于工作需求,在华北钻探的5口储气库注采井中,首次应用定量荧光技术随钻录井。针对钻井工艺复杂性,为排除污染,准确发现地层真实显示,对自上而下钻遇的地层使用的钻井液添加剂进行了细致全面分析,初步建立了污染源定量荧光分析数据库,通过分析数据可以清楚看出,有部分钻井液添加剂对轻质油层、中质油层、重质油层真假显示有一定影响,而荧光分析峰值低的对地层的真显示影响不是很大(可以视同基值)。

1.3 排除污染,评价油气显示

在录井过程中对钻井液中加入的有机添加剂可以利用定量荧光分析仪的差谱功能实现污染的识别与排除,达到评价地层油气显示的目的。这一方法已在各地油田随钻录井中应用多年,并取得了很好的效果,形成了目前较适用的评价标准,见表1。

(1)HX-5井奥陶系峰峰组,井段3352.00～3356.00m,厚4.00m。

钻井液分析主峰波长360nm,对比级4.8级,油性指数4.6,峰型明显与显示层峰型不同。显示层样品岩性为灰褐色荧光灰岩,分析样品4

个,主峰波长310nm,相当油含量7.78～40.93mg/L,对比级别4.7～7.1级,油性指数2.1～3.4。原油性质为中质,解释为油气层。

(2)HX-4,下第三系孔店组,井段3052-3058m,厚6m。

钻井液分析主峰波长为311nm,对比级5.5级,油性指数为0.9。显示段岩性浅灰色荧光细砂岩,主峰波长361nm,相当油含量 6.52～8.13mg/l,对比级5.7～7.8级,油性指数在3.7左右。与钻井液从谱图对比后明显看出峰型不同,反映地层真实显示。该段原油为中质油,解释为油水同层。

(3)HX-3井,奥陶系峰峰组,井段3370～3374m,厚4.0m。

钻井液分析,主峰波长364nm,对比级别为11级,相当油含量为172.00mg/l,谱图特征与显示层不同。而本井目的层的显示段3370～374m,厚4m。主峰波长在310nm左右,相当油含量18.79～35.90mg/L,对比级别5.9～6.9级,油性指数1.1～1.4。原油性质为轻质,解释为油气层。

2 结束语

(1)定量荧光录井技术是首次应用于储气库注采井,起到了很大作用。采用定量荧光差谱法,能够有效地消除有机物荧光对岩屑荧光录井的影响。

(2)在复杂钻井工艺中为及时发现、评价油气层提供了可靠依据。

(3)引用油性指数可在现场快速进行原油性质判别。

(4)由于该区块使用刚起步,缺少试采资料,给准确建立相应地层解释图版带来了困难,建议随着该区块资料的不断完善,做好后续各项资料收集工作,建立小区块的解释图版和评价标准。