田 士 偉

(中國石油長城鉆探工程有限公司錄井公司)

0 引 言

稠油中的膠質與瀝青質含量高、輕質餾分少，且隨著膠質與瀝青質含量增加，稠油的粘度及密度也相應增加。由于稠油特殊的物理性質和測量技術的限制，使得常規(guī)測井、錄井技術在稠油層的識別和評價上存在很大的局限性[1]。針對稠油層膠質瀝青質含量高、輕質餾分含量低的特點，通過應用巖石熱解、熱解氣相色譜兩項地化錄井技術，結合數學方法優(yōu)選錄井特征參數，結合試油資料，建立稠油層錄井解釋圖板，形成適用于稠油層的錄井解釋評價方法，提高了稠油層解釋符合率。

1 區(qū)域地質概況

遼河油田西部凹陷是一個地質條件十分復雜的復式油氣區(qū)，原油物性變化大，原油粘度范圍為0.5～2×105mPa·s，高凝油含蠟量31.4%～52.3%，凝固點一般為45～67℃，油品性質涵蓋了稀油、高凝油、稠油等類型。目前，稠油在遼河油田探明石油地質儲量中占有顯著比例，其在油田勘探開發(fā)中具有重要地位[2]。

稠油研究區(qū)主要分布在西斜坡的曙光、錦州及歡喜嶺油田，北部陡坡帶的冷家-雷家地區(qū)，北部構造較高部位的高升油田以及小洼和海外河油田；自下而上稠油分布于古生界潛山、中生界、古近系和新近系沙河街組以及館陶組等多個層系，以沙河街組及其上部層系為主，不同構造單元稠油分布層系及其物性、埋深具有顯著差異。曙光油田曙一區(qū)杜家臺油層原油粘度最高，其次是錦州于樓油層，高升等東部地區(qū)的原油物性相對較好[3]。

2 稠油層地化錄井參數響應特征

稠油油藏形成過程中，原油的物理、化學性質均被改變，發(fā)生相應的稠化現象，膠質和瀝青質含量增加，地化錄井技術對于這些變化具有不同的響應特征，可為稠油層的識別提供依據。

2.1 巖石熱解錄井

巖石熱解分析主要參數包括S1、S2、Tmax、Pg、Ps、OPI等。其中：S1表示300℃下檢測到的游離烴含量，即C8-C37烴類組分；S2表示300～600℃下檢測到的裂解烴含量，即C38以后的烴類組分；Pg為產烴潛量，Pg=S0+S1+S2；Ps為原油輕重組分指數(簡稱輕重比)，Ps=S1/S2；OPI為產油率指數，OPI=S1/(S0+S1+S2)。

統(tǒng)計了遼河油田西部凹陷的曙光、歡喜嶺、高升等地區(qū)共300余口井的巖石熱解數據，分析認為稠油層具有S1小于S2、低OPI、低Ps的特征，并且OPI和Ps值越小，油質越稠[4]。

2.2 熱解氣相色譜錄井

統(tǒng)計了遼河油田西部凹陷的曙光、歡喜嶺、高升等地區(qū)共300余口井的熱解氣相色譜譜圖數據，分析認為稠油層的熱解氣相色譜譜圖特征表現為基線整體隆起，呈多個凸峰相連的特征，正構烷烴缺失，譜圖碳數不全，尾部出現未分辨化合物特征[5](圖1)；超稠油層的熱解氣相色譜譜圖特征表現為基線整體隆起，呈穹窿狀特征，正構烷烴基本消失(圖2)。

圖1 稠油層熱解氣相色譜譜圖

圖2 超稠油層熱解氣相色譜譜圖

3 稠油層錄井評價方法

與稀油層相比，稠油層錄井響應特征不同，故稀油層的解釋評價標準和圖板不適用于稠油層。針對稠油特點，建立了一套稠油層錄井評價方法，滿足稠油層勘探開發(fā)的需求。

3.1 地化譜圖數字化方法

由于稠油中膠質、瀝青質等重質成分含量高，正構烷烴含量低，造成熱解氣相色譜譜圖形態(tài)呈基線隆起；由于單個譜峰組分不能被準確識別，無法實現定量化分析(圖3)。

圖3 稠油熱解色譜譜圖

針對上述稠油錄井難題，運用色譜譜圖包絡線擬合方法，對熱解氣相色譜譜圖進行數字化解析,進而分析稠油烴類組分含量變化特征。運用三角函數多項式模型來模擬雙峰或多峰的函數，應用非線性回歸使擬合程度達到最好，最終提取出相關形態(tài)因子，用于實現定量化評價。

以擬合的拐點L1為分界線，劃分輕重組分區(qū)間，最終提取的形態(tài)因子包括：面積參數A1、A2，單位為mV·min；高度參數H1、H2，單位為mV(圖4)。其中A1為拐點左側包絡線面積，A2為拐點右側包絡線面積，H1為拐點左側最高點響應值，H2為拐點右側最高點響應值。

圖4 稠油色譜包絡線擬合示意圖

3.2 敏感參數優(yōu)選

通過對該區(qū)15口井，共32個測試層段，應用灰色關聯分析方法，開展試油結論與不同地化錄井參數的相關性分析，形成關聯系數數據表(表1)，其中巖石熱解參數中Pg、Ps以及熱解色譜參數中A1+A2、A1/A2的關聯度最大，反映這些參數對油氣水層更敏感。

表1 地化錄井參數與試油結論關聯度數據

3.3 解釋圖板

在錄井特征參數優(yōu)選的基礎上，建立Pg與Ps解釋圖板(圖5)和A1+A2與A1/A2解釋圖板(圖6)，根據試油井段樣品投點分布規(guī)律劃分油氣水界限。

圖5 Pg與Ps解釋圖板

圖6 A1+A2與A1/A2解釋圖板

3.4 圖板回判分析

對收集的15口井試油層段的地化錄井數據進行圖板落點情況統(tǒng)計，其中Pg與Ps解釋圖板符合層段66層，不符合層段9層，回判符合率達到88.0%；A1+A2與A1/A2解釋圖板符合層段37層，不符合層段3層,回判符合率92.5%。表明本文建立的圖板回判效果較好。

4 應用實例

通過在遼河油田西部凹陷的G 18、J 16、S 102等區(qū)塊開展應用32口井，地化錄井解釋圖板解釋符合率達到85.2%，評價效果良好。

以G 2-4井為例，該井是部署在遼河油田西部凹陷的一口評價井，井段1 574.0～1 585.7 m，巖性為砂礫巖，發(fā)育2層油斑級別油氣顯示，厚度10.7 m，應用圖板解釋層分別為3號層(1 574.0～1 579.0 m)和4號層(1 580.0～1 585.7 m)。巖石熱解分析數據特征為：S1為6.333～14.687 mg/g，S2為7.284～17.752 mg/g，Pg為13.895～32.824 mg/g，Ps為0.73～0.87(表2)。熱解氣相色譜數據特征為：基線隆起明顯，呈現稠油特征，A1為89～175 mV·min，A2為185～372 mV·min，A1+A2為274～547 mV·min，A1/A2為0.45～0.48。

表2 G 2-4井1 574.0～1 585.7 m地化錄井數據

應用地化解釋圖板進行數據投點， 該井3號層數據落在差油層區(qū)域，解釋為差油層；4號層數據落在油層區(qū)域，解釋為油層(圖5、圖6)。井段1 574.0～1 585.7 m，完井試油結果為：產油13.2 t/d，試油結論油層。地化錄井解釋結論與試油結果相吻合(圖7)。

圖7 G 2-4井1 574.0～1 585.7 m錄井綜合圖

5 結束語

(1)本文通過色譜圖形態(tài)擬合和灰色關聯分析方法，對地化錄井參數的價值進行深入挖掘，建立了2種解釋圖板，完善了適用于遼河油田西部凹陷稠油層的錄井評價方法。

(2)通過圖板回判和新井驗證，解釋符合率達到85%以上，有效解決了應用地質、氣測等常規(guī)錄井手段難以準確評價稠油層流體性質的問題，對油田勘探開發(fā)具有重要的實際意義。