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1、岩石热解录井技术在油气储集层评价中的优势分析岩石热解录井技术在油气储集层评价中的优势分析作者：余明发 石苏伟 余晨玉 王明荣 盖晓红摘摘 要要 岩石热解录井技术在国内多数油气田得得到了推广使用，近年来检测技术和评价技术均有进 一步的发展。本文结合具体生产实例，肯定了在解决实际问题方面，岩石热解录井技术所具有的无可替代 的优势，展示了岩石热解录井技术在油气勘探和开发两个领域的实用价值。 关键词关键词 岩石热解录井，热解地化录井，热蒸发烃色谱录井，储层性质评价、水淹层识别 前前 言言岩石热解录井以岩芯或岩屑为分析对象，可以定量检测储集层的油气含量，是发现评价油气层的有效 手段。目前，岩石 热解录井
2、技术包括热解地化录井、热蒸发烃色谱录井等内容。这些检测分析方法都是 成熟的油气显示检测评价技术，它与常规的现场地质录井、气测录井同步进行， 获取定量评价油气资源 的可靠基础数据。自 1998 年 DH-910 型岩石热解地化录井仪投入使用以来，现场岩石热解录井设备得到了很好的发展。 国内出现 了多种型号的岩石热解分析仪器，原来鲁南化工仪器厂的 DH-910 型岩石热解地化录井仪，升级 到 DH-980 型岩石热解地化录井仪；海城市石油化工仪器厂 开发了 YQ 系列油气显示评价仪，并开发出了 YQZF-II 型油气组分综合评价仪，用于储集层原油热蒸发烃色谱指纹图的分析。设备的完善为评价技术的 提
3、高打 下了基础，使地化录井技术在具备发现油气层、评价储集层性质、评价油质、预测产能以及对生 油岩进行评价等能力的基础上，功能又有新的发展，可以用于水淹层 的识别和评价，为油田开发做工作。 从而拓展了录井技术的应用范围。岩石热解录井分析技术以其应用价值受到诸多石油公司的眷顾，在国内各大油气勘探开发区得到了较 广泛的推广应用。据报道，国外的一些石油公司也把热解分析等技术应用于储集层评价，用于及时发现油 气显示，评价油气层。 1 、岩石热解录井技术概述 1.1 热解地化录井技术热解地化的基本原理是在特制制的热解炉中对生油岩、储集层的岩石样品进行程序升温，使岩石样品 中的烃类和干酪根在不同温度下挥发和
4、裂解，通过载气携带进入氢焰离子化鉴定器（FID），将其浓度转 化为相应的电流信号，经微机进行运算处理，记录各温度区间的组分含量和 S2峰顶温度 Tmax，得出热解 地化分析参数，根据所得到的参数，可以对生油岩、储集层进行评价。 热解地化录井对储层进行分析时，通常采用的温控区间和参数获得机制见表1： 表1 热解地化录井仪热解参数获得机制烃类相态气态烃液态烃裂解烃残余烃备注 参数名称S0S1S2S4 碳数范围C1C7C8C33C33以上- 温度区间209090300300600600 时间范围03min.36min.613min.7min.S4为储集层岩 石热解后的残 余碳量所相当 的烃含量表中：
5、S0的组成是气态烃；S1是液态烃，是原油的主要组分；S2是裂解烃，它来源于源油中胶质、沥 青质以及 C33以上的重质烃类在600温度区间的裂解物；S4是残余烃，为储集层岩石热解后的残余碳量 所相当的烃含量；地化录井参数 Tmax 是2达到最高峰时对应的热解炉温度。1.2 热蒸发烃色谱分析技术热蒸发烃色谱（目前国内录井现场使用较多的是 YQZF-II 型油气组分综合评价仪）对储层样品进行 分析时，将储层样品送进恒温 300的热解炉中加热，使 其中所含的烃类物质蒸发出来，由载气（高纯氮 气，99.999%）携带进入毛细管色谱柱实施分离，而后进入氢焰鉴定器进行检测，从而获得油气组分的分 析数 据和色
6、谱分析曲线（热蒸发烃色谱指纹图）。热解色谱技术的 10 项参数，包括：色谱分析曲线、碳数范围、主峰碳数、碳优势指数（CPI 值）、奇 偶优势（OEP 值）、C21-/C22+、（21+C22）/(C28+C29)、Pr/nC17、Ph/nC18、Pr/Ph。岩石热解录井优势分析岩石热解录井应用于发现和评价油气层有多方面的优势。是发现评价油气 层的有效手段，在特殊情况下，还有其特殊功用。2.1 热解地化录井的功能及优势) 热解地化录井油气储集层评价热解地化录井在量化 评价油气储集层方面具有良好的表现。可以定量判断储层性质（油层、油水同 层、水层、干层），实践证明，使用热解地化录井含油饱和度评价储
7、层性质有较高的符 合率。可以定量 评价储层原油性质（天然气、凝析油、轻质油、中质油、重质油、稠油）。使用热解地化录井含油饱和度 可以定量判定储层的含油级别。热解地化录 井可以对储集层的产能进行预测，基本原理是采用达西定律， 将井筒中储集层的产液面积和储层与井筒间的压差进行稳定化考虑之后，影响产能的因素是储层含油饱 和度、原油粘度、有效含油厚度。热解地化法预测的产能与试油结论相比有可能存在差距，但对衡量储集 层是否有产能，参考意义很大。采用热解地化分析技术，还 可以对储集层进行油气地质储量评价。) 排除钻井液污染的影响热解地化录井分析评价结果不受钻井液中混油及钻进液油气侵的影响； 在钻井液密度过
8、高，抑制了气测录井显示时，不影响使用热解地化录井方法发现评价油气层。钻井液混油或井筒发生油气侵时所造成的影响，对气测录井的影响是很严重的。气侵造成气测基值升 高，居高不下，这种情况会掩蔽源于地层的真正的油气显示，无法确定显示的幅度，最终导致无法使用气 测资料对储集层进行准确评价。另外一种情况，当外钻井液密度过大时，抑制地层流体进入井筒，气测录井数据会偏低，对储层无 法进行合理评价。而热解地化录井方法则不受钻进液密度变化影 响。另一方面，热解地化录井方法在检 测评价不同油质的油气层时，也很有优势。凝析油气藏、轻质油乃至中质油在气测录井显示良好，但在气 测组分特征上无大的 区别，而重质油、稠油层气
9、测显示不佳。使用地化录井方法可以轻松发现显示、判 别油质，评价储层性质。) 水淹层评价油气开发区水淹层评价是特殊的储集层评价技术。在评价油气储集层的开发程度方面，通过定量检测， 可以评价开发层位剩余油含量、估算驱油效率、评价油层水先程度。在油田注水开发过程中，由于水的驱动作用，随着原油的被采出，油层的含油饱和度降低。由于原油 组分中烃类和胶质、沥青质在流动性方面的差异，导致开发区储集层中烃类、胶质、沥青质相对含量发生 变化，从而引起地化参数 S0、S1、S2、S1/S2、S4/St 等发生变化。这些参数的变化可以作为识别水淹层的 标志，判断水淹层的存在，达到识别水淹层的目的，进而评价水淹状况。
10、从原始含油饱和度与剩余油饱和度的关系，就可以判断水淹层的状况、剩余油的分布和采出程度等方面的问题。实验证明，使用三峰法和使用五峰法的对水淹层评价结论是一致的。这方面的工作，在中原油田某油 区的水淹层评价研究中已经初步取得进展，进一步的深化研究可以完善热解地化方法评价水淹层的技术。2.2 热蒸发烃色谱录井的功能及优势热蒸发烃色谱分析得出的是原油的组分特征，把握了储集层中原油 的组分特征，就可以较准确的定 位储集层。目前热蒸发烃色谱较成熟的现场用途包括判断储集层性质、判断原油的性质、鉴别真假油气显 示、对注水驱油以及水淹状 况分析解释等。其它的用途诸如确定各单层油的产状、对焦油垫的特征及位 置研究
11、测定等，也有较好的开发前景。1) 热蒸发烃色谱录井评价储集层性质根据热蒸发烃色谱分析谱图形态、未分辨化合物含量、碳数范 围等特征可以定性描述储层性质，判断油质的轻重中稠。（）判断储集层性质识别油层 油层的组份曲线特征明显，它们都具有含油特征，碳数分布范 围窄，为 nC13nC32 左右。主峰碳 nC19nC23，正构烷烃组分齐全，呈规则梳状结 构。由于水的含水量 量相对较低，氧化和菌解作用弱，形成的未分辨化合物的含量低，基线较平直。识别油水同层 油水混相共存，含油饱和度大于残余油饱和度，含水饱和度大于束缚水饱和度，这 类储层样品其组份曲线具有与纯油层相似的特征。它们也都具有含油特征，碳数分 布
12、范围宽，为 nC14nC32 左右，主峰碳 nC21nC23，正构烷烃组份齐全，呈规则梳状结构。与纯油层组份流出曲线不 同的是，这类储层由于水的含 量高，水动力强，水与油的接触关系密切，而导致原油的菌解和氧化作用 越强烈，形成的未分辩化合物含量高，基线具明显的穹窿状。识别含油水层 含油水层是指具含油产状，但含油饱和度低，多在残余油饱和度范畴，这类储层多 数具有较好的孔渗物性，所含原油既可以是凝析油、轻质原油、中质油或重质油。 主峰碳以及碳数分布 范围因油质不同而异，其组份谱图特征相当明显，主峰碳明显，正构烷烃组份不全，分布呈不规则梳状或 马鞍形。基线下的未分辩化合物含量高 低不等。识别气层 依
13、据甲烷的含量，可分为湿气和干气。干气由于甲烷气的易挥发性，还含有一定量的乙 烷、丙烷和丁烷，这类气体多与凝析油相伴生，这类储层样品其气相色谱流出曲线具有碳数范围窄，基线 较平直。（）判断储集层原油的性质储集层原油性质化分为：天然气、凝析油、轻质原油、中质原油和重质原油 （稠油），这些的，实 际上，它们之间均以过渡状态存在，无明显的界限。要想勘探、开发和利用好这些油气资源，必须清楚它 们的化学组成、物理性质、地下储存 状态和开发过程中的相态变化。根据它们各自的特征谱图很容易鉴 别各种油气藏的详细情况。天然气 干气藏是以甲烷为主的气态烃，甲烷含量度一般在 90%以上，有少量的 C2 以上的组份。湿
14、气 藏含有一定量的 C25 组份，甲烷含量偏低。凝析油 是轻质油藏和凝析气藏中产出的油，正构烷烃碳数分布窄，主要分布在 nC1-nC20，主峰碳 nC6-nC8，C21-/C22值很大。轻质原油 轻质原油组份峰谱主要特征是：轻质烃类丰富，正构烷烃碳数主要分布在 nC1-nC28，主 峰碳 nC9-nC12, C21-/C22+1.5。中质原油 中质原油组份峰谱主要特征是：族组份中饱和烃含量丰富，正构烷烃碳数主要分布在 nC1- nC32，主峰碳 nC15-nC25，C21-/C22+比轻质原油水。重质原油（稠油） 重质原油异构烃和和环烷烃含量丰富，胶质、沥青质含量较高，链烷烃含量度特 别少。重
15、质原油份峰谱主要特征是正构烷烃碳数主要分布在 nC10-nC33，主峰碳碳数高，C21-/C22+值 小，谱图基线隆起。) 热蒸发烃色谱资料的水淹层特征应用热解色谱检测所得到的储集层正烷烃峰谱特征、储层烃类碳数范围、主峰碳数、C21-/C22+ 等参数，捕捉水淹层的油气组分特征。热解色谱技术在解决水淹层的解释和评价技术方面的理论与实践的依据是：水驱油过程中，储油层 好像是个具有天然层析作用的“巨大的色谱柱”，油气组份在其 中运动时，组份轻、分子小、粘度低、 结构简单的化合物“跑”在前边，反之结构复杂的化合物“走”在后边。前进的动力是加压注水。由于密度低、 粘度小的原油组份流动性好，被首先采出，
16、造成粘度、密度较高的组分相对富集。随 着开发程度的增加，导致采出原油的密度和粘度逐渐升高。油层注水开发后，随 着油田注水采油过程的 进行，对油样进行热解色谱分析，就可以看到热蒸发烃的轻组份峰值逐渐变小，谱图的色谱曲线丰度降低， 碳数范围变窄，主峰碳数后移等规 律现象。捕捉储集层原油热蒸发烃谱图中的这些特征，可以达到识别 水淹层的目的。在注水采油时，从理论上讲，对热解总值相同的储集层，物性好的 部位驱油效果好，水淹程度大； 物性差的部位，水淹程度相对较低。通过油田生产实践也说明了这一点。这些问题均可以从热蒸烃的含量， 组份特征曲线、峰形、丰 度等变化中反映出来。对开发区单井储集层进行系统的分析，就可以确定水淹 层中剩余油富集带。3岩石热解录井技术评价油气储集层实例3.1 热解地化随钻分析评价储集层137 井是一口滚动评价井。录井过程中，于2 下 4 砂组井段和 S3 中 砂 、砂组井段的
