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第3章第4节气测录井资料解释与应用详细

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节气 测录井 资料 解释 应用 详细
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第四节 气测录井资料解释与应用,,,气测录井是用色谱气测仪测量油气层中的烃类气体和液体。由于渗透和扩散作用,地层中的烃类气体和液体进入井内泥浆,随着泥浆的循环被带到地面泥浆槽里,泥浆槽里放有脱气器,脱气器将泥浆中的气体脱出,由真空泵将气体送入色谱气测仪进行分析测定。,,全烃;烃类气体组分:甲烷,乙烷,丙烷,异丁烷,正丁烷,异戊烷,正戊烷。 非烃类气体:硫化氢,二氧化碳,氢气,氦气,,一、基本概念二、气测录井的影响因素三、气测资料解释方法四、油气水层综合解释,一、基本概念,1.全烃曲线 是一条连续的测井曲线,它测定出钻井液中轻烃与重烃总的含量,单位通常用百分浓度(%)表示。,3.干气、湿气 天然气的主要成分是CH4,CH4含量95%以上称为干气,而含重烃较多的称为湿气,湿气常与石油共生。,2.色谱曲线 用色谱柱分离出来的气体,通过仪器周期性测定所得到的曲线,包括烃组分曲线(C1、C2、C3、iC4、nC4);非烃组分曲线(H2、CO2)。,4.油气比 指每吨原油中含有天然气的多少,一般油气比越高,钻井液中的气显示也就越高,单位m3/t。,5.岩屑气(Cutting Gas) 储藏在岩屑孔隙中的气体称为岩屑气或岩屑残余气。它可以通过搅拌器搅拌或热真空蒸馏的方法而取得。岩屑气是评价油气层的重要参数。,一、基本概念,6. 烃气 指轻质烷族烃类(C1一C5)可燃气,即狭义的天然气,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、在大气条件下,前四种是气态烃,后者在一定条件下也是气态烃。,8气体零线(Zero Gas) 气体零线是一条人为确定的气测曲线的基线,是读取气体含量的基准。 (1)真零值(True Zero)是指气体检测仪鉴定器中通入的气体不是来自钻井液中的天然气而是纯空气时的记录曲线。(2)系统零值(System Zero)是钻头在井下转动,但未接触井底,钻井液正常循环时,气测仪器所测的天然气值。,7. 全脱气 用热真空蒸馏脱气器,几乎能脱出钻井液中的全部气体,输人到气测仪进行分离。通过计算,可以得到钻井液中气体的真实浓度。,9. 起下钻气(Tripping Gas) 起下钻时,由于钻井液长时间静止,已钻穿的地层中的油气浸入钻井液。当下钻到底开泵循环时,在气测曲线上出现的气体峰值称起下钻气,一、基本概念,10. 背景气(Background Gas) (1)钻井液池背景气(Ditch Background)指停泵时钻井液池中冷钻井液所含气体的初始值。一般情况下,它与气体真零值相符。 (2)背景气(Background Gas)当在压力平衡条件下钻人粘土岩井段,由于粘土岩中的气体和上覆地层中一些气体浸入钻井液,使全烃曲线出现变化很小、相对稳定的曲线,称这段曲线的平均值为背景气,又称基值。,12.钻后气(Post-Drilling Gas) 已被钻穿的油气层中的流体向井眼中渗滤和扩散而产生的气显示亦称生产气(Produced Gas)。,11.接单根气(Connection Gas) (1)接单根时,由于停泵,钻井液静正,井底压力相对减小;另外,由于钻具上提产生的抽汲效应,导致已钻穿的地层中的油气浸入钻井液,当再次开泵循环恢复钻进时,在对应迟到时间的气测曲线上出现的弧峰值称接单根气。 (2)接单根后,在新接的单根和钻具中夹有一段空气,这段空气通过钻柱下到井底,再由环形空间上返到井口而出现的气体显示峰值,该值也称为接单根气,又称“空气垫”。该接单根气的显示时间相当于钻井液循环一周的时间。,一、基本概念,13.重循环气(Recycled Gas) 进入钻井液中的天然气如果在地表除气不完全,再次注入井内而产生持续时间较长的气显示。它往往使背景气逐渐升高。,14.钻井气(Drilled Gas) 钻进过程中,由于破碎岩柱释放出的气体而形成的气显示,又称释放气(Liberated Gas)。它是钻井液中天然气的主要来源之一。,15.气显示(Gas Show) 钻遇油气层时,由于破碎岩层及地层中油气渗滤和扩散而形成的高于背景气的显示,这部分气体反映油气层的情况,是录井中最重要的部分,又称气测异常。,16.试验气(Calibrated Gas) 为了检查脱气器、气管线或气测仪的工作状态,从脱气器、气管线或气测仪前面板注样,而形成的气显示峰值。,二、气测录井的影响因素,,1.地质因素的影响2.钻井条件的影响3.脱气器安装条件及脱气效率的影响4.气测仪性能和工作状况的影响,,(1)天然气性质和成分 密度越小,轻烃成分越多,气测显示越好。反之越差。,(2)储层性质 当储层厚度、孔隙度、含气饱和度越大时,钻穿单位体积岩层进入钻井液的油气越多,油气显示越好,反之气显示越差。,(3)地层压力 若井底为正压差,气显示较低;反之,气显示较高。负压差越大,地层渗透性越好,气显示越高,严重时会导致发生井涌、井喷。,(4)上覆油气层的后效 已钻穿的油气层中的油气,在钻进过程中或钻井液静止期间浸入钻井液,使气显示基值升高或形成假异常,如接单根气、起下钻气等。,1.地质因素的影响,2.钻井条件的影响,(1)钻头直径 钻头直径越大,单位时间内破碎的岩石体积越大,钻井液与地层接触面积越大,因此,气显示越高。,(2)机械钻速 单位时间内破碎的岩石体积越大,钻井液与地层接触面积越大,因此,气显示越高。,(3)钻井液密度 钻井液密度越大,液柱压力越大,井底压差越大,气显示越低;反之,气显示越高。,(6)钻井液添加剂 部分钻井液添加剂,如铁铬盐、磺化沥青等,在一定条件下可产生烃类气体,造成假异常。,(4)钻井液粘度 粘度大的钻井液对天然气的吸附和溶解作用加强,故脱气困难,气显示低。粘度越大,气显示越低。,(5)钻井液流量 钻井液流量增加,单位体积钻井液中的含气量减少,但单位时间通过脱气器的钻井液体积增加,因此对气显示的影响不大。,,4.气测仪性能和工作状况的影响 气测仪的灵敏度、管路密封性好坏及标定是否准确都将对气测显示产生重大影响。,3.脱气器安装条件及脱气效率的影响脱气效率越高,气显示越高。脱气器的安装位置及安装条件也直接影响气显示的高低。安装高度过高或过低都会降低脱气效率,甚至漏失油气显示。,,三、气测资料解释方法,1.气测录井资料解释的基本原理2.常规油气层直观判别方法3.油气层定量解释方法 ★,1.气测录井资料解释的基本原理,理论基础:任何一种气体聚集都力求扩散。由于气体的扩散作用,油气藏上部或周围某一范围内气体浓度增加,而离油气藏远的地方,气体浓度降低到零或为一个微小的数值。相同或相近的地球化学环境,生油母岩会产生具有相似成分的烃。因此,同一地区同样性质的油气层所产生的异常显示的烃类组分是相似的。,,(1)划分异常的基本原则 全烃含量与围岩基值的比值大于2倍的层段为气测异常井段。(2)气测解释井段的分层原则以全烃含量变化及钻时、岩性进行分层;砂泥岩地层:对全烃异常显示井段,参照钻时曲线划分解释层的起止深度,对钻时变化不明显的井段,应选择全烃曲线高峰的起止值,尽可能照顾全烃显示幅度; 岩性比较复杂的地层:可根据地质录井资料和测井资料划分解释层的顶底深度。,(3)气测解释流程,海上常温常压井测试一层的费用为300~500万元之间;高温高压井测试一层费用高达2~3千万元 。,,2.常规油气层直观判别法,(1)气层全烃曲线急剧上升,且显示时间大于所钻储层时间。组分分析甲烷增高,乙烷、丙烷微增或为零,甲烷相对含量高,可达95%-100%,乙烷、丙烷含量低,一般小于5%或无。岩屑不含油或仅有荧光显示,钻井液密度下降,粘度上升,槽面有气泡,钻井液体积增大。,气层中的重烃含量低,油层中重烃含量高。,(2)油层全烃曲线急剧或显著上升,且显示时间大于所钻储层时间;组分分析甲烷、乙烷、丙烷、丁烷都增高,甲烷相对含量一般低于气层,重烃(乙烷、丙烷、丁烷)含量高于气层;岩屑含油,且滴水不渗,钻井液密度下降,粘度上升,槽面有油花、气泡。,气层中的重烃含量低,油层中重烃含量高。,,(3)气水同层全烃显示、烃组分相对含量、岩屑显示等与气层显示基本相同;气测显示时间小于所钻储层时间。,图3.4.3 典型气水同层的气测曲线图,(4)油水同层:   全烃显示、烃组分相对含量、岩屑显示等与油层基本相同或略低于油层显示,显示时间小于所钻储层时间。(5)含油水层: 全烃显示、烃组分相对含量、岩屑显示等低于油水同层显示,显示时间小于所钻储集层时间,岩屑录井一般为含油级别较低的油砂。 (6)水层(含气):不含有溶解气和残余油的水层,气测曲线上无异常显示,有时出现H2和CO2非烃气体。含有少量溶解气和残余油的水层,全烃增高,烃组分相对含量高低不等,有时H2增高,岩屑不含油。,,(7)可能油气层:全烃显示、烃组分与油层或气层基本相同,岩屑、井壁取心中未见油;岩屑、井壁取心见油迹以上含油级别,而气测显示不够明显。 (8)干层: 钻时无变化,全烃显示低于油、气层显示,烃组分分析具油、气层特征,甲烷相对含量一般较高,储层为致密性或泥质含量高的岩性。 (无商业开采价值),,3.油气层定量解释方法对数比值图版解释法(皮克斯勒烃比值法)三角形比值图版解释法(三角形法)3H轻质烷烃比值法(烃湿度法、3H法),,(1)对数比值图版解释法  利用色谱分析的烃类组分比值C1/C2、C1/C3、C1/C4、C1/C5的大小,采用对数比值图版来判断油气层的性质。 ① 标准图版  根据已知性质的储集层流体样品的资料,做标准图版。  纵坐标:对数坐标,表示比值。如:log10(C1/C2)  横坐标:等间距,代表各组分比值名称。  将同一测点的各组分比值连起来,称为烃比值曲线。,图3.4.4 气体比值图版,② 标准图版分三个区:其上部、下部为无产能区;中部为油区或气区。将气测取得的色谱组分比值数据在图版上画出曲线,曲线落在哪个区域,储集层则属于什么性质。,图3.4.4 气体比值图版,若只有C1,则是气,C1很高,则为盐水层。若在油区内C1/C2较低或在气区内C1/C2较高,则为无产能。若曲线斜率为正,则有产能。若曲线斜率为负,则无产能。,,(2)三角形比值图版解释法,① 三角形比值图版     由三角形坐标系和坐标系中的椭圆形的储层产能划分区域组成。三角形坐标系为一个正三角形(外三角),三条边分别代表坐标系的三个轴C2/SUM、 C3/SUM 、 C4/SUM 椭圆区域是根据大量的试油、测试资料而圈定的,它是有产能的划分界限,根据它可以对储层的产能进行评价。,,② 解释方法,1)计算组分比值做外三角; C2/SUM、C3/SUM 、C4/SUM 2)将各比值在对应的轴上标出;3)过各点作各相应坐标轴原点相邻底边的平行线,组成小三角形(称内三角); C2轴点做C3轴平行线; C3轴点做C4轴平行线; C4轴点做C2轴平行线;4)连接内外三角形的相对顶角,得到一个交点(相似中心)。,,C3/SUM,C2/SUM,C4/SUM,0,0,0,,5)根据所作的三角形和交点的位置,对储层进行评价: a.若交点在椭圆形圈内,为有产能,否则为无产能。 b.正三角形(顶点向上),为气层。 c.倒三角形(顶点向下),为油层。 d.大三角形,为干气层或低油气比油层。 e.小三角形,为湿气层或高油气比油层。,内三角边长/外三角边长的比值:>0.75 为大三角形;=0.25-0.75为中三角形;<0.25为小三角形,,,例题:组分三角形图做图方法。,已知:某解释层的组分含量为: C2/全烃=16.5%;C3/全烃=11.5%; C4/全烃=4.5%,试作组分三角形图。,作图步骤:作正三角形(称外三角),各边分别为百分值坐标轴(图3.4.6)。将各比值在对应的轴上标出。过各点作各相应坐标轴原点相邻底边的平行线,组成小三角形(称内三角)。连接内、外三角形的相对顶角,交于M点。,(3)3H轻质烷烃比值法 引用了三个参数:烃的湿度值WH烃的平衡值(对称值)BH烃的特性值CH。,① 烃湿度值(WH):重烃与全烃之比。计算公式如下:② 烃平衡值(BH):反映气体组分的平衡特征。③ 烃特征值(CH):是对以上两种比值的补充,解决使用以上两种比值时出现的模糊显示。三种比值参数要组合使用。    式中:C1~C5系各烷烃所测含量,C4与C5包括所有的同分异构体。这种方法的解释规则见表3.4.1。,,,,,,表3.4.1 3H法烃类比值评价标准,例题1:已知,试用3H法解释储层性质。,查3H法评价标准得,该地层为气层。,,例题2:已知C1=5.3% C2=1.559% C3=0.602% C4=0.558% C5=0.327% 试用3H法解释该层。,查3H法评价标准得,该地层为油层。,四、油气水层综合解释,油、气、水层的综合解释是完井地质资料整理的主要内容之一。通过分析岩心、岩屑、气测等各种录井资料、分析化验资料、测井资料,找出录井信息、测井物理量与储层岩性、物性、含油性之间的相关关系,结合试油成果对地下地层的油气水层进行判断,是综合解释的最终目的。油、气层解释合理,能够反映地下实际情况,就能彻底解放油、气层,把地下的油、气资源开采出来为人类服务;反之,如果解释不合理,就可能“枪毙”油、气层,使地下油、气资源不能开采出来,或者延期开采,以致影响整个油、气田的勘探开发。,1.术语与定义2.储集层的划分3.显示层的划分4.流体性质的确定5.计算机解释系统,,1.术语与定义(1)油气层综合解释综合各种地质录井和测井资料,根据岩性、电性、物性和含油性特征将钻孔地层剖面划分成若干单层和小层,并对其工业价值或储层流体性质作出定性评价,为选择测试层位提供重要依据。(2)工业油气流在现有经济、技术条件下,具有工业开采价值的油气流。它与油层深度、油气地域和产液性质有关。 (3)油层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料认为有工业价值的含油地层或岩层。(4)油层 <试油>具有工业价值且产水率小于5%的产油层。,(5)低产油层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料,虽有油气显示,但不认为其有工业价值的含油地层或岩层。 (6)低产油层 <试油>经测试,原油产量低于工业油气流标准,但大于干层标准的含油地层或岩层。(7)稠油层 <测、录井>各种录井资料具有稠油显示特征,结合测井资料分析储层产液性质以稠油为主产水率不高的含油地层或岩层。 (8)稠油层 <试油>在油层条件下粘度大于 50mPa·s或按油层温度下,脱气原油粘度为 102-104mPa·s的含油地层或岩层。其原油相对密度大于0.94。 (9)气层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料认为有工业价值的含气地层或岩层。 (10) 气层 <试油>经测试证实天然气产量达到工业价值的含气地层或岩层。,,(11)低产气层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料,虽有含气显示,但不认为其有工业价值的地层或岩层。 (12)低产气层 <试油>经测试,产气量低于工业油气流标准,但大于干层标准的含气地层或岩层。 (13)油水同层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料认为可油水同出的含油地层或岩层。 (14)油水同层 <试油>油水同出层且产水率不小于5%(稠油为20%),包括日产油量很少,但能计量出油量的层。 (15)气水同层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料认为有工业价值的气水同出层。 (16)气水同层 <试油>具有工业价值的气水同出层。,,(17)含油水层 <测、录井>岩屑、岩心或井壁取心等实物录井资料有含油显示,但根据各种录井资料和测井资料认为储层产纯水或仅带油花,不能计量出油量的水层。 (18)含油水层 <试油>产水为主,带油花,不能计量出油量的水层。 (19)含气水层 <测、录井>根据各种录井资料和测井资料认为不具备工业价值的气水同出层。 (20)含气水层 <试油>不具有工业价值的气水同出层。 (21)水层 <测、录井>岩屑、岩心或井壁取心等实物录井资料无油气显示,根据各种录井资料和测井资料认为储层产纯水的地层或岩层。 (22)水层 <试油>试油产纯水的地层或岩层。,,(23)干层 <测、录井>根据地质录井和测井资料,虽有微弱油气水显示,但储层物性差,认为油气水产能极小,不会超过干层标准的地层或岩层。 (24)干层 <试油>测试层经过改善渗透性能的措施后,在套管允许掏空深度条件下,用抽汲、提捞或测液面等方法,求得日产油气流量低于一定下限者。 (25)水淹层 <测、录井>油田投入开发后,由于边水推进,早期注水,油层被水淹的地层或岩层。 (26)水淹层 <试油>以油水同出或产纯水为产液特征且水性为人工注入水性的含油地层或岩层。 (27)轻质油 原油相对密度小于0.82的原油。,,(28)中质油 原油相对密度在0.82-0.90的原油。 (29)重质油 原油相对密度在0.90-0.94的原油。 (30)稠油 原油相对密度大于0.94的原油。 (31)目标井 油气层综合解释过程中需进行综合解释的井。 (32)目标层 油气层综合解释过程中需进行综合解释的层。 (33)有效储层 油气既能储集又能渗流的储层。 (34)无效储层 油气只能储集不能渗流的(或者在目前工艺技术条件下流体仍不能流动的)储层。,,2.储集层的划分 以钻时、dc指数、岩性及分析化验资料为主划分储集层。3.显示层的划分 根据全烃、岩屑及岩心含油显示等资料划分油气显示井段,并根据地层压力变化、钻井液性能变化及地层含气量等资料综合评价油气显示井段。4.流体性质的确定 应用气体烃组分比值、岩心(屑)含油气显示级别等,结合非烃气录井资料、钻井液参数(密度、温度、电阻率、体积、粘度)的变化和槽面油气显示,应用计算机软件综合评价划分流体性质。常用的油气划分的方法有三角图版法、比值图版法、3H法等。,5.油气层计算机解释系统,油气水层的综合解释过程是一个推理与判断的复杂过程,既不能对各项信息等量齐观,也不能孤立地对某一单项信息进行肯定或否定,而是把所有信息(区域及局部地质资料、录井资料、测井资料及物探资料等)作为一个整体,通过分析各单项信息之间的一致性与差异性,辩证地分析各项信息之间的相关关系,揭示地层特性,深化对地层中流体的认识,排除多解性,提供与地层原貌尽量逼近的答案。在推理与判断的过程中要注意各种环境因素的影响而导致综合信息的失真,同时还要注意储层特性与油气水分布的一般规律与特殊性。根据人工经验和油气层解释数学方法,结合计算机编程技术,可形成油气层解释计算机系统。,,,表3.4.2 油气水层在录井资料中的显示,,,表3.4.3 油气水层在常见测井曲线上的响应,,HY1-1-1测井油气层解释成果表.xls,,,某井的油气层综合解释图,1.影响气测录井的因素有哪些?2.掌握三种常用的气测资料解释方法。,思考题,,
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