地化录井技术现状及应用探讨

周波

大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一分公司地化导向队

摘要：经过多年的发展，地化录井技术日益成熟，成为录井现场常规的分析化验手段。为进一步提高地化录井技术应用效果，详细分析了岩石热解分析技术、岩石热解气相色谱分析技术、轻烃分析技术，为录井现场充分应用地化分析技术手段，开展油气显示识别、储层含油气评价提供参考。

关键词：地化录井；岩石热解；岩石热解气相色谱；轻烃分析

1 前言

    地质录井在油田勘探开发中发挥重要作用，根据地质录井工作内容，可以细分为岩屑录井、地化录井、工程录井、钻井液录井等，其中地化录井技术在录井现场能够快速评价储层含油气性，为录井解释评价提供重要依据。地化录井技术真正发展起来并广泛应用于录井现场始于上世纪九十年代。早期地化仪器用来评价烃源岩生烃潜力，后来随着应用的不断开发，地化仪器用于储层含油气性评价中。我国在上世纪七十年代就引进了法国地质录井公司的Rock-eval地化仪器，应用该仪器定量分析烃源岩中有机地球化学参数，并且在录井现场逐步开展应用试验。到上世纪九十年代，我国石油公司成功的实现了岩石热解仪器国产化，并且在录井现场推广应用岩石热解仪器。由此岩石热解技术得到了广泛应用。随着地化技术的发展，形成了地化技术系列，逐渐形成岩石热解气相色谱分析技术、轻烃分析技术等。这些地化录井技术在现场的应用，实现对C1-C40烃类组份的分析，得到完整的气相色谱分析数据，为储层详细评价提供了重要的技术手段。

2 地化录井技术现状

2.1 岩石热解分析技术

岩石热解技术是最早开发的地化录井技术，其基本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。其分析流程:①将样品粉碎、称量置于热解坩埚, 用加热至90℃的氮气吹洗2min, 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。

岩石热解地化录井技术已经是一种较为成熟的技术, 根据其直接测定参数S0、S1、S2、S4和派生参数Pg、S t、GPI、OPI、TPI等, 确定储集层含油丰度、流体性质等储集层含油气评价指标。

2.2 岩石热解气相色谱分析技术

岩石热解分析仪器虽然具有分析速度快、定量评价的优点，但其不能给出具体的油气组份含量，在精细储层评价方面存在不足。因此，针对储层精细评价需求，开发了岩石热解气相色谱分析技术，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。

岩石热解气相色谱分析图

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。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。

2.3 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。

轻烃录井从钻井液和岩屑两个方面获得油气层信息, 轻烃众多的分析参数可以从不同角度、不同方面进行综合对比, 因此轻烃分析对气层、轻质油层、油层、油水同层及气水同层、水淹层有很高的分辨率和准确度, 具有独特的技术优势。

3 结束语

    随着地化录井技术不断发展，形成了岩石热解分析技术、岩石热解气相色谱分析技术、轻烃分析等地化录井技术系列。在录井现场，应严格取样分析，保证分析结果的准确性，综合应用各项地化分析技术， 实现对储层的精细评价，为录井现场油气显示识别、储层含油气评价提供重要依据，发挥地化录井在油田勘探开发重要作用。

参考文献：

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[4]王晓鄂, 李庆春, 田凤兰. 热解色谱分析技术在东濮凹陷油气层评价中的应用. 录井工程, 2005 , 16(4):27 ～31