油基钻井液环境下的复杂流体识别方法——以东海西湖凹陷为例

doi:10.11720/wtyht.2025.1196

油基钻井液环境下的复杂流体识别方法——以东海西湖凹陷为例

曹英权^,¹, 王雷², 鲁法伟², 张国栋², 于喜¹, 杨毅¹, 袁胜斌¹, 景社¹

1.中法渤海地质服务有限公司,天津 300450

2.中海石油(中国)有限公司上海分公司,上海 200335

Identification methods for complex fluids under oil-based drilling fluid conditions: A case study of the Xihu Sag in the East China Sea

CAO Ying-Quan^,¹, WANG Lei², LU Fa-Wei², ZHANG Guo-Dong², YU Xi¹, YANG Yi¹, YUAN Sheng-Bin¹, JING She¹

1. China France Bohai Geoservices Co., Ltd., Tianjin 300450, China

2. Shanghai Branch of CNOOC, Ltd., Shanghai 200335, China

第一作者: 曹英权(1994-),男,朝鲜族,辽宁盘锦人,硕士研究生,研究方向为储层地质学、录井技术与解释评价。Email:455083448@qq.com

责任编辑: 王萌

收稿日期: 2024-05-8 修回日期: 2024-09-19

基金资助:

中国海洋石油有限公司“十四五”重大科技项目“海上深层/超深层油气勘探技术”(KJGG2022-0405)

Received: 2024-05-8 Revised: 2024-09-19

摘要

随着油基钻井液在西湖凹陷的广泛应用,储层的测、录井响应特征发生改变,复杂流体识别难度增大,基于水基钻井液的流体评价方法不再适用。为此,基于凝析气层和轻质油层的气测录井组分、地化轻烃特征参数及谱图形态差异性特征,提出了适用于油基钻井液的复杂流体识别方法。试验结果表明:①在数据处理和敏感参数优选的基础上,通过对10种气测衍生参数进行Pearson相关性分析,利用敏感参数H_c、H_b建立了识别图版,可以定性区分凝析气和轻质油;②利用与气油比相关性最高的参数H_c与泵抽取样、地层测试数据进行拟合,建立气油比定量计算模型,相关性系数大于0.98,可以在随钻过程中对气油比进行定量预测;③凝析气层和轻质油层的地化轻烃谱图形态特征具有明显差异,凝析气层表现为高nC₁~nC₄,nC₅以后正构烷烃缺失,异构烷烃、芳香烃含量检测范围较少,出峰不齐全、峰值较低;而轻质油层具有正构烷烃nC₁~nC₉组分齐全,异构烷烃、芳香烃峰值较高的特点;④基于凝析气层和轻质油层的轻烃比值参数差异,优选气指数I_g、油指数I_o建立识别图版,可以有效区分两种流体。通过气测录井和地化轻烃两种方法的相结合,可以有效解决西湖凹陷油基钻井液条件下的流体识别难题,具有较强的推广应用价值。

关键词： 油基钻井液; 气测录井; 地化录井; 流体识别; 西湖凹陷

Abstract

With the wide application of oil-based drilling fluids in the Xihu Sag, the log response characteristics of reservoirs have changed. This increases the difficulty in identifying complex fluids, rendering fluid assessment methods based on water-based drilling fluids unapplicable. Therefore, this study developed a complex fluid identification method suitable for oil-based drilling fluids based on differences in the gas logging composition, the geochemical characteristic parameters of light hydrocarbons, and spectral morphologies between condensate gas and light oil reservoirs. The results are as follows: (1) Based on the data processing and the selection of optimal sensitive parameters, Pearson correlation analysis was conducted on 10 gas logging-derived parameters. Then, chart boards were developed using sensitive parameters Hc and Hb, allowing for qualitative distinguishment between condensate gas and light oil; (2) Through the fitting of Hc, the parameter with the highest correlation with the gas/oil ratio, to the pump sampling and stratigraphic test data, this study established a quantitative calculation model for the gas/oil ratio, yielding a correlation coefficient exceeding 0.98. Therefore, the model can be used to quantitatively predict the gas/oil ratio while drilling; (3) Significant differences can be observed in the morphological characteristics of geochemical light hydrocarbon spectra between condensate gas and light oil reservoirs. Specifically, the condensate gas reservoirs exhibited high nC1 to nC4 contents, an absence of normal alkanes beyond nC5, and incomplete and low peaks of iso-alkane and aromatic hydrocarbons due to small detection ranges. In contrast, the light oil reservoirs displayed complete n-alkanes components from nC1 to nC9, along with higher peaks of iso-alkanes and aromatics hydrocarbons. (4) Based on the differences in light hydrocarbon ratios between condensate gas and light oil reservoirs, gas index Ig and oil index Io were selected to establish chart boards, which can effectively distinguish both fluids. The combination of gas logging and geochemical light hydrocarbon analysis can effectively overcome the challenge of fluid identification under the condition of oil-based drilling fluids in the Xihu Sag, deserving wide application.

Keywords： oil-based drilling fluid; gas logging; geochemical logging; fluid identification; Xihu Sag

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曹英权, 王雷, 鲁法伟, 张国栋, 于喜, 杨毅, 袁胜斌, 景社. 油基钻井液环境下的复杂流体识别方法——以东海西湖凹陷为例[J]. 物探与化探, 2025, 49(3): 599-608 doi:10.11720/wtyht.2025.1196

CAO Ying-Quan, WANG Lei, LU Fa-Wei, ZHANG Guo-Dong, YU Xi, YANG Yi, YUAN Sheng-Bin, JING She. Identification methods for complex fluids under oil-based drilling fluid conditions: A case study of the Xihu Sag in the East China Sea[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(3): 599-608 doi:10.11720/wtyht.2025.1196

0 引言

西湖凹陷主力含油气层系具有储层埋深大、非均质性强、煤层发育且普遍存在高温、高压等特点,导致钻井过程中的复杂井况频发。为了保障井壁稳定性、保护储层性能、提高钻井效率,引入了油基钻井液^[1-2]。与水基钻井液相比,油基钻井液具有更好的抑制性、耐高温性以及抗腐蚀能力^[3-4],在储层保护方面也具有较大优势,成为了该地区重要的降本增效举措。

但随着钻井液体系的更换,储层的测、录井响应特征均发生变化,增大了流体识别难度^[5-6]。测井方法中,由于研究区流体类型多为轻质油和凝析气^[7],地层条件下处于临界状态的两种流体的物理性质相似^[8-9],且中子测井受油基钻井液侵入,使储层含氢指数降低,导致中子测量偏小,流体难以区分。录井方法虽不受流体自身物理性质的影响,但在油基钻井液环境下,由于烃类物质相似、相溶,烃类流体进入钻井液后被吸收,气体从游离态变成溶解态,且难以被脱气器脱出,导致气测录井检测到的重烃组分大幅减少。此外,油基钻井液具有较强的荧光背景,影响了以岩屑为分析对象的定量荧光、地化录井数据的质量。现有的测、录方法在油基钻井液中解释符合率均较低,流体识别依赖于电缆取样作业,不仅成本高,还增加了地质作业风险^[10]。因此,亟须探索一套在油基钻井液环境下快速、有效地区分流体类型的方法,为勘探作业提供技术支持。

针对上述复杂问题,在利用Pearson相关性分析优选油、气层敏感参数的基础上,基于气测录井衍生参数建立轻质油、凝析气流体识别图版;通过敏感参数与取样、测试气油比数据结合,建立了气油比随钻预测模型;基于不同流体的地化轻烃谱图形态及组分含量差异性,提出了地化轻烃谱图形态及轻烃特征参数流体识别方法。通过气测录井和地化轻烃录井两种方法相结合,可以有效地解决油基钻井液条件下的流体识别难题。

1 地质背景

1.1 区域地质背景

西湖凹陷位于东海盆地东北部^[11],在构造上自西向东依次为西部斜坡带、西次凹、中央反转背斜构造带、东次凹、东部断阶带5个构造单元。地层从下至上划分为宝石组、平湖组、花港组、龙井组、玉泉组、柳浪组、三潭组和东海群。

已发现的油气藏主要分布在古近系平湖组、花港组,由于多期次板块运动,西湖凹陷垂向结构分层明显^[1],受断块的影响,水平方向的连通性也存在不确定性。在这样的地质背景下,油气充注成藏后,流体的横向分布多变,垂向上分布规律复杂。

以B-2井为例(图1),该井为西湖凹陷西部斜坡带的一口预探井,采用油基钻井液钻探,在平湖组钻遇多套油气显示。为了落实流体性质,钻后对3 640.5、3 743.5、3 760、3 780 m进行了泵抽取样,取样结论分别为轻质油层(气油比286 m³/m³)、轻质油层(气油比319 m³/m³)、凝析气层(气油比13 523 m³/m³)、油水同层,垂向上流体类型较为复杂。从测井响应特征上,3 639~3 646 m、3 736~3 750 m两套油层的中子、密度交会具有明显差异,且3 736~3 750 m相比于3 760~3 765 m气层更为明显,不符合常规认识。而从录井响应特征上,显示层均有5%~10%的荧光显示,气体组分均以C₁为主,相对百分比在90%以上,无明显的重组分异常。可见油基钻井液环境下,在随钻阶段利用测、录井手段准确识别流体性质难度极大。

图1

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图1 B-2井综合录井

Fig.1 Comprehensive logging diagram of well B-2

1.2 油基钻井液成分与地化特征

研究区采用的油基钻井液成分主要包括3#白油、乳化剂、有机土、碱度调节剂、成膜封堵剂、疏水胶体封堵剂、润湿反转剂、流型调节剂、降滤失剂、高温流变稳定剂、重晶石等化学材料,油、水比例为80∶20,水溶液为30%的CaCl₂溶液。

油基钻井液的组成成分中,白油对于录井资料的影响最为明显。从样品颜色上来看,白油与已钻探井(A-1井)轻质油样品颜色十分接近(图2),均呈现淡金黄色。在荧光灯下,白油与轻质油样品均具有一定的淡青绿色荧光(图2),导致在油基钻井液环境下,岩屑中常能观察到与轻质油类似的荧光现象。

图2

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图2 A-1井轻质油样品与白油样品对比

Fig.2 Comparison of light oil samples and white oil samples of well A-1

对白油样品开展了地化热解分析,其五峰法谱热解谱图(图3)中S₀、S₁₁和S₂₁均有响应,并以S₁₁为主要热解峰,而S₀和S₂₁均较低,S₂₂、S₂₃热解峰无响应,即白油主要引起热解参数S₁₁的污染。

图3

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图3 白油的地化热解谱

Fig.3 Geochemical pyrolysis spectrum of white oil

对白油样品开展了地化热蒸发烃气相色谱分析,气相色谱组成显示如图4所示,其碳数范围为nC₉~nC₂₂,以nC₁₄为主峰,正构烷烃主要成分为nC₁₄~nC₁₆,UCM鼓包主要位于nC₁₃~nC₁₇之间,以nC₁₄为最高点,呈现不对称的前沿峰形态,因此油基钻井液环境下的地化色谱图也会受较大污染。

图4

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图4 白油的地化热蒸发烃气相色谱

Fig.4 Gas chromatogram of hydrocarbon vaporized by geochemical heat of white oil

2 气测录井油气识别方法

本次研究中的气测录井数据来源于Reserval气体分析仪^[12],由脱气设备、气体传送设备和检测设备组成。脱气设备为定量脱气器;气体传送设备主要包括气管线、干燥组件及样气泵;检测设备使用耐高温新材料鉴定器,用氢火焰测量烃类中的碳离子,配备两个火焰离子探测器进行检测,可以实现甲烷(C₁)、乙烷(C₂)、丙烷(C₃)、异丁烷(iC₄)、正丁烷(nC₄)、异戊烷(iC₅)、正戊烷(nC₅)的气体分析;色谱从取样到分析结束共42 s内完成,检测精度较高,数据质量可靠。

2.1 数据的处理与敏感参数选取

在油基钻井液环境下,气测C₂~C₅组分占比受白油相似相溶影响降低,C₁组分占比增加,但轻质油和凝析气的原始烃组分特征仍存在差异。基于这一特点,利用常用的能反映油、气烃组分差异的识别参数开展敏感参数优选。

3H比值法^[9]是根据3条不同烃组分的组合特征值来判断储层流体,其参数包括WH(湿度比)、BH(平衡比)、CH(特征比),判断地层含油气情况的方法主要依据三者的比值的大小以及数据的组合方式。一般情况下,气层的CH<0.6,WH>BH,且介于0.5~12.5之间,油层的CH>0.6,WH>BH,介于12.5~40.0,其计算公式为:

(1)

W H = \frac{100 \times (C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5})}{C_{1} + C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5}}

(2)

B H = \frac{C_{1} + C_{2}}{C_{3} + i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5}}

(3)

C H = \frac{i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5}}{C_{3}}

。

气体比率法^[13]通过计算检测气体中的轻烃—重烃比(LH)、轻烃—中烃比(LM)、重烃—中烃比(HM)来判断流体性质。当钻遇油层时,HM大幅上升,LH、LM快速下降;当钻遇气层时,HM小幅上升,LH、LM快速下降,且LM降幅更大。其具体计算公式如下:

(4)

L H = \frac{100 \times (C_{1} + C_{2})}{(i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5})^{3}}

(5)

L M = \frac{10 \times C_{1}}{(C_{2} + C_{3})^{2}}

(6)

H M = \frac{(i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5})^{2}}{C_{3}}

。

通过文献调研^[14-16],前人开展过利用气测录井衍生参数区分油、气层以及利用气测参数定量计算气油比等研究工作,优选出多种可以反映气测烃组分的参数,采用的敏感参数还包括:

(7)

H_{a} = \frac{C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4}}{C_{1} + C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4}}

(8)

H_{b} = \frac{C_{1}}{C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4}}

(9)

H_{c} = \frac{C_{1} + C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4}}{72 \times C_{5}}

(10)

H_{d} = \frac{C_{1} + C_{2}}{i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5}}

。

由于在油基钻井液环境下,气测录井资料中iC₄值往往会出现异常(图1),且无明显变化规律。本次研究中将iC₄数据剔除,得到的数据更能真实地反映出油气层的组分特征。

2.2 相关性分析方法

为了确定上述参数与轻质油、凝析气层的相关性关系,本次研究采用Pearson相关性分析,该方法是一种用于提取两变量相对线性关系的算法,其原理是通过各类数据之间逐个对比求取Pearson相关系数(r),确定数据类型的关联程度,其定义为^[17-18]:

(11)

r = \frac{1}{n} \overset{n}{\sum_{i = 1}} (\frac{x_{i} - \bar{x}}{σ_{x}}) (\frac{y_{i} - \bar{y}}{σ_{y}})

式中: $\bar{x}$ 、 $\bar{y}$ 为两类数据x、y的平均值;σ_x、σ_y为x、y数据的标准差。r的取值范围为(0,1),其判断方法为:相关系数︱r︱的绝对值越大,代表两类数据x、y的关联程度越高。当r=±1时,代表两类数据完全正相关或负相关;当0.8≤︱r︱≤1时,表示两类数据关联度极高;当0.5≤︱r︱≤0.8时,表示两类数据关联度较高;0.3≤︱r︱≤0.5时,说明两类数据关联度较低;︱r︱≤0.3时,代表两类数据相关度极低。

轻质油层和凝析气层可以通过其气油比进行区分,根据气油比油气藏类型划分标准^[19],凝析气层的气油比介于534.5~26 175 m³/m³之间,而轻质油层的气油比均小于534.3 m³/m³。通过对统计取样、测试层位气油比及气测衍生敏感参数进行Pearson相关系数计算(图5),结果如下:与气油比相关性关联度极高的参数为H_c(r=0.89);关联度较高的参数为H_b(r=0.75)、BH(r=0.57);关联度较低的参数包括LM(r=0.43);关联度极低的参数为H_d(r=0.24)、WH(r=-0.19)、H_a(r=-0.18)、CH(r=0.072)、HM(r=0.064)、LH(r=-0.046)。

图5

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图5 Pearson相关系数计算结果

Fig.5 Results of Pearson correlation coefficient calculation

2.3 油气识别方法

根据Pearson相关性分析计算结果,H_c及H_b两个参数与气油比相关性最好,利用相关性最强的H_c及H_b建立油气区分图板(图6),可以有效地区分轻质油层和凝析气层,其中凝析气层H_c>30,H_b>10;轻质油层H_c<30,H_b<15,利用该图版可以进行油基钻井液环境下的流体定性识别。

图6

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图6 气测录井油气识别图版

Fig.6 Identification plate of oil and gas by gas logging

统计研究区30口井52个电缆泵抽取样点及测试气油比数据与对应深度点Pearson相关性分析计算结果中相关性最强的H_c值建立关系模型,相关系数达0.985 6(图7),证实基于气测录井的衍生参数H_c值与测试、取样的气油比具有很好的相关性,计算公式为:

(12)

y = 0.1711 x^{2} + 34.201 x - 174.19

式中:y为地层测试、泵抽取样气油比;x为气测录井衍生参数H_c值。

图7

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图7 气测录井气油比预测模型

Fig.7 Prediction model of gas-oil ratio by gas logging

应用此方法可以在随钻过程中通过计算气测录井衍生参数H_c值,实时预测油气层的气油比,从而实现轻质油和凝析气的区分。

3 地化录井油气识别方法

地化录井包括岩石热解分析、热蒸发烃气相色谱分析以及轻烃气相色谱分析。该技术不受储层的物性、非均质性以及电性特征的影响,可以直接对地层中的含烃信息进行分析。

已有学者对西湖凹陷气态烃含量(S₀)、液态烃含量(S₁)、固态烃含量(S₂)等地化热解参数进行过对比^[20],在油基钻井液环境下的热解值S₁整体高于水基钻井液10倍以上,S₀和S₂在两种钻井液条件下变化并无明显规律。而在气相色谱分析中,水基钻井液条件下的正构烷烃碳数分布范围较广,nC₁₀~nC₃₀均有分布。油基钻井液中白油的主要成分分布于nC₁₄~nC₁₆之间,显示样品的色谱分析表现出与流体性质无关的特征。

相比地化热解和气相色谱,地化轻烃分析数据主要检测C₁~C₉中的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃类,轻烃参数的积分值、浓度、相对比值有众多的参数组合,受油基钻井液影响较小,因此利用地化轻烃方法来识别油基钻井液条件下的轻质油层和凝析气层。

3.1 基于轻烃谱图形态的油气识别方法

不同流体性质流体的轻烃谱图形态及组分含量会有不同的响应特征,通过统计西湖凹陷取样、测试确定的不同气油比的轻质油层和凝析气层轻烃谱图特征(图8),发现两种流体的轻烃谱图形态存在较大的差异。

图8

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图8 不同气油比油气层的地化轻烃谱

Fig.8 Spectrum of geochemical light hydrocarbons in different gas-oil ratios

图8a、图8b分别为P1井、P2井花港组油层(气油比分别为101 m³/m³、343 m³/m³)的地化轻烃谱,轻烃检测范围为nC₁~nC₉,检测到的主要轻烃成分包括甲烷(nCH₄)、乙烷(nC₂)、异丁烷(iC₄)、正丁烷(nC₄)、异戊烷(iC₅)、正戊烷(nC₅)、2-甲基戊烷(2-MC₅)、3-甲基戊烷(3-MC₅)、正己烷(nC₆)、苯(Benz)、环己烷(CyC₆)、2-甲基己烷(2-MC₆)、3-甲基己烷(3MC₆)、正庚烷(nC₇)、甲基环己烷(MCyC₆)、甲苯(Tol)、2-甲基庚烷(2MC₇)、正辛烷(nC₈)、1,1,3-三甲基环己烷(1,1,3TMCyC₆)、正壬烷(nC₉)。从该图谱中可以看出,轻烃录井基本可以检测出油层C₁~C₉间的所有正构烷烃,部分异构烷烃、芳香烃峰值较高、出峰较为齐全,随着储层气油比的增加,轻烃峰值和出峰范围略有下降。

图8c、图8d分别为P3井、P4井花港组气层(气油比分别为5 686 m³/m³、32 036 m³/m³)的地化轻烃谱。气层轻烃录井表现为nC₁~nC₄含量高,nC₅以后正构烷烃基本缺失,其他异构烷烃、芳香烃含量检测范围较少,出峰不齐全且峰值较低,如P3井平湖组气层仅检测到少量芳香烃苯和甲苯。随着储层气油比的增加,峰值和出峰范围出现下降,P4井平湖组气层仅检测到正构组分nC₁~nC₂以及少量异构组分,未检测到芳香烃组分。

3.2 基于轻烃敏感参数的油气识别方法

轻烃原始参数易受原油性质、温度、烃损、进样量等影响,而轻烃比值参数只与油气层的组分含量有关。在气层中,轻烃组分以C₁~nC₅为主,特别是C₁含量极高,∑(nC₁~nC₅)呈现高值,而∑(nC₆~nC₈)为低值;而在油层中,轻烃组分∑(nC₆~nC₈)为高值,∑(nC₁~nC₅)呈现低值。结合前人研究方法^[21],利用气指数I_g和油指数I_o判断储层流体类型:

(13)

气 指 数 I_{g} = \frac{C_{1}^{2}}{C_{2} + C_{3}}

(14)

油 指 数 I_{o} = \frac{1 000 \times (C_{6} + C_{7} + C_{8})^{2}}{(C_{1} + C_{2} + C_{3} + i C_{4} + n C_{4} + i C_{5} + n C_{5})}

。

通过统计西湖凹陷取样、测试层位I_g、I_o值,建立I_g-I_o交会图版(图9),可以定性识别储层流体性质。该图版对轻质油层和凝析气层具有较好的识别效果,其中轻质油层的油指数普遍大于100,气指数小于100;凝析气层的油指数一般小于1 000,而气指数大于100。

图9

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图9 地化轻烃油气识别图版

Fig.9 Identification plate of oil and gas layer by geochemical light hydrocarbon logging

4 应用实例

4.1 油层识别案例

E2井为西湖凹陷西部斜坡带的一口预探井(图10),该井在平湖组3 612~3 617 m处钻遇一套粉砂岩储层,荧光直照为亮黄色,荧光级别为D级,荧光面积10%,滴照乳白色,气测全量TG:25.71%。该井为该构造第一口采用油基钻井液的探井,岩屑具有较弱的荧光显示,周边邻井可对比资料较少。为了控制作业成本,现场并未使用随钻三孔隙度测井,导致流体性质判断存在争议,对储量的预测、下步作业计划的安排均存在困难。

图10

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图10 E2井平湖组综合录井(a)及地化轻烃图谱(b)

Fig.10 Comprehensive logging map (a) and geochemical light hydrocarbon map (b) of the well E2

为判断该层流体性质,首先对气测录井衍生参数进行计算,结果为该井段H_c值介于14~17之间,H_b值介于11~14之间,对3 615 m的数据进行图版投点落入油层区域(图6)。通过式(11)预测储层气油比,均值为302 m³/m³。

利用轻烃录井图谱和数据进行验证,轻烃图谱显示,该层可检测到正构烷烃nC₁~nC₉组分,部分异构、烷烃、芳香烃峰值较高、出峰较为齐全。轻烃数据中,∑(nC₆~nC₈)为高值,∑(C₁~nC₅)呈现低值。通过计算轻烃衍生参数,该层I_o值为13 523.9,I_g值为0.15,3 615 m处轻烃图版投点为油层(图9),综合解释为油层。该层后续进行了电缆取样,取样结果为油层,气油比为281 m³/m³,与计算结果预测的气油比误差仅相差7.3%,证明了本解释方法的可行性。

4.2 气层识别案例

F1井为西湖凹陷中央洼陷反转带中南部的一口预探井(图11),该井在花港组3 927~3 954 m处钻遇一套细砂岩储层,荧光直照为淡黄色,荧光级别为D级,荧光面积5%,滴照淡乳白色,气测全量TG:6.58%。该井为该构造的首口探井,使用油基钻井液进行钻探,岩屑荧光显示较弱,周边邻井可对比资料较少,流体性质准确识别难度较大。

图11

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图11 F1井平湖组综合录井(a)及地化轻烃图谱(b)

Fig.11 Comprehensive logging map (a) and geochemical light hydrocarbon map (b) of the well F1

为判断该层流体性质,首先对气测录井衍生参数进行了计算,该井段H_c值介于35~50之间,H_b值介于18~22之间,对3 934 m处的数据进行图版投点落入气层区域(图6),通过式(11)预测该层气油比值,均值为1 508 m³/m³。

利用轻烃录井图谱和数据进行验证,轻烃图谱显示,该层仅正构烷烃nC₁~nC₂组分峰值较高,还可以检测到极少量的芳香烃、环烷烃组分,但峰值较低。地化轻烃数据中,∑(nC₁~nC₅)呈现高值,而∑(nC₆~nC₈)为低值,通过计算轻烃衍生参数,该层I_o值介于1.2~8之间,I_g值介于902~2 201之间,对3 930、3 940、3 950 m处的值进行图板投点落入气层区域(图9),综合解释为气层。该显示层进行了钻后电缆取样,取样结果为气层,气油比为1 460 m³/m³,与计算结果预测的气油比误差仅为3.2%,也证明了本解释方法的可行性。

5 结论

1)基于凝析气和轻质油的气测烃组分差异性,在气测数据处理与敏感参数优选的基础上开展了Pearson相关性分析,优选敏感参数H_c、H_b建立图版可以在油基钻井液环境下定性识别凝析气和轻质油,其中气层H_c>30、H_b>10,油层H_c<30、H_b<15。

2)利用敏感参数H_c与取样、测试气油比数据进行拟合,建立了基于气测数据的气油比定量计算模型,相关系数大于0.98,可实现在油基钻井液条件下利用气测数据预测储层的气油比。

3)油基钻井液中的白油几乎不含轻烃污染物,基于地化轻烃谱图形态的差异性可以进行轻质油层和凝析气层的识别。油层的正构烷烃nC₁~nC₉组分齐全,部分异构烷烃、芳香烃峰值较高;气层表现为正构烷烃高nC₁~nC₄,nC₅以后缺失,异构烷烃、芳香烃含量检测范围较少且峰值较低的特点。

4)基于凝析气层和轻质油层的轻烃比值参数的差异,优选气指数I_g、油指数I_o建立识别图板,可以对流体类型进行有效区分,轻质油层的油指数普遍大于100,气指数小于100;凝析气层的油指数一般小于1000,而气指数大于100。

5)利用气测、地化轻烃识别油、气方法相互验证,在西湖凹陷油基钻井液条件下将轻质油和凝析气的识别准确率提高至93%,为复杂流体的快速识别提供技术保障。

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