浅析地化分析技术在录井现场的应用

赵昊宇

大庆钻探地质录井一公司资料采集一分公司

摘要：随着录井技术的不断发展，形成了以岩石热解技术、岩石热解气相色谱分析、轻烃分析技术、定量荧光分析等技术组成的录井现场地化技术系列，地化录井技术的应用提升了现场油气识别及评价的准确性，提供了储层详细的有机地球化学信息，在油田勘探与开发中发挥重要作用。

关键词：地化录井；岩石热解；岩石热解气相色谱；轻烃分析；定量荧光

1前言

地质录井是油气发现的眼睛，获取最原始的油气井地质资料，在储层识别与评价中发挥重要作用。随着油气勘探技术的不断发展，各种分析化验方法用于油气层识别与评价中。其中，地化录井技术是重要的录井技术手段之一，地化录井所应用的方法较多, 技术特点不同, 应用效果亦不相同。实质上, 大部分的录井技术借鉴了有机地球化学的分析方法和相关理论。在借鉴过程中, 有些分析技术根据录井的要求使其具有新的内涵, 真正发展成为一项录井技术。目前常用的地化录井技术有岩石热解技术、岩石热解气相色谱分析、轻烃分析技术、定量荧光分析技术等，这些技术构成了现场录井地化技术系列，在油气层识别评价中发挥重要的作用，为油田勘探开发具有重要意义。

2 岩石热解分析技术

岩石热解分析技术是最早用于录井现场的地化分析技术，其原理是在特殊的裂解炉中,对分析样品进行程序升温,使样品中的烃类和干酪根在不同温度下挥发和裂解,然后通过载气的吹洗,使样品中挥发和裂解的烃类气体与样品残渣实现定性的物理分离,分离出来的烃类气体由FID(氢焰离子化)检测器进行检测; 样品残渣则先后进入氧化炉、催化炉进行氧化、催化后送入FID检测器进行检测,从而检测岩石样品中的烃类含量,达到评价生油岩和储油岩的目的。

岩石热解分析技术流程: ①将样品粉碎、称量置于热解坩埚,用加热至90℃的氮气吹洗2 min,将样品内的轻烃吹入氢焰检测器,测得S₀峰; ②样品被自动置于热解炉中,在炉温300℃时恒温3 min,测得样品中的重烃S₁峰;③热解炉从300℃程序升温到600℃,测出S₂峰;④热解完毕的样品被转入到氧化炉内,通入空气,在600℃温度下恒温5min,把岩样中的残余碳燃烧成二氧化碳,由热导检测器测出S₄峰。

3岩石热解气相色谱分析技术

岩石热解仪的国产化为地化录井技术在现场推广应用奠定了坚实的技术基础, 在生产中取得了很大的成绩, 其突出特点是快速、定量地给出油气评价参数, 但不足之处是不能直接给出具体的油气组成成分参数, 无法直接区分真假油气显示等, 对复杂地层的录井解释存在一定的技术难度。为此, 在岩石热解分析技术的应用及热解仪研制的基础上, 国内地化仪器生产厂家开发了用于分析储集岩热蒸发烃组分的岩石热解气相色谱分析技术, 分析岩石中的饱和烃类C10 - C40范围的正构烷烃组分。与热解仪配套使用, 地化录井效果更加明显。

岩石热解分析能够给出样品中是否含油气及含量多少, 但不能给出具体的油气组成成分参数, 而岩石热解气相色谱分析则对热解参数(S₀+S₁)进行细分, 给出具体的油气组成成分参数。两种方法具有互补的功能, 配套使用效果明显。近年来, 各油田采用热解气相色谱分析技术结合岩石热解技术在储集层识别与评价、排除污染干扰、评价参数的建立等方面作了一些探索, 取得了明显的应用效果, 有效地解决了高电阻率水层、低电阻率油层、轻质油层及残余油水层的识别与评价问题, 为油田勘探开发提供了有效的技术手段。

4 轻烃分析技术

轻烃是指岩层中的天然气(C₁-C₄ )和轻质油馏分范围烃(C₄-C₉ )。在地下岩层中, 轻烃主要以游离态、溶解态或吸附态存在于石油、吸附水或岩石孔隙中, 轻烃是天然气的主要成分, 也是原油的重要组成, 它的生成、运移、聚集等往往具有许多独特特征。轻烃包含正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、轻质芳烃等, 即包含了原油中所有的烃类类别, 这部分烃组分最丰富且相对含量高, 对其分析可以得到100多个单体烃的相对百分含量,它们对水洗也最为敏感,特别是轻质芳烃可以作为油层含流动水及油层水洗的标志物。轻烃录井技术可以得到C9以前正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃等100多个单体烃类的浓度和相对百分含量, 是一种得到油气轻质组分分子级微观组成信息的录井方法。利用轻烃组分的溶解度、化学稳定性这些基本的物理化学性质, 找出不同环境或不同储集层性质条件下轻烃参数的变化规律, 是轻烃录井判别储集层性质和水淹程度的技术关键。

5 定量荧光分析技术

原油由于含有芳香烃都有具有荧光特征, 当吸收电磁辐射能后, 会打乱芳香环内部的电子结构而处于受激状态, 即在紫外光照射衰减过程中会导致发射辐射能, 这种光的波长通常比入射光的波长要长, 此现象我们称之为荧光。仪器光源辐射出的光束经过滤光片后照射到样品池上, 样品池中的荧光物质吸收激发光后发生能量越迁而发射荧光。荧光由大孔径非球面镜的聚光及光栅的分光色散后, 照射于光电倍增管上, 光电倍增管把光信号转换成电信号, 电信号经过放大送至计算机进行处理, 然后再以数字显示或图谱打印的方式提供给用户。

其优势体现在以下几方面:①荧光分析仪检测样品简单、快捷。②荧光分析仪的差谱功能完全可将干扰物的荧光去掉。③荧光分析仪的灵敏度很高。④荧光分析仪可进行定性和定量分析。

定量荧光录井技术在石油勘探工作中已得到了广泛认可, 特别是在探井钻探过程中对于准确卡层、及时发现油层, 微量含油显示识别, 轻质油及凝析油的发现, 消除混油和泥浆添加剂的荧光干扰等方面, 具有很好的辅助作用, 是录井过程中发现新油层的一种有效的方法, 且对油层的后期追踪和评价也具有重要作用。

参考文献：

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