地質(zhì)因素對氣測錄井影響

地質(zhì)因素對氣測錄井影響前言氣測錄井作為綜合錄井的重要組成部分，是隨鉆油氣發(fā)現(xiàn)和評價的重要手段。它可以直接測量地層中天然氣含量和組成，并能用來油氣水層的解釋。從20世紀(jì)30年代開始就顯現(xiàn)出氣測錄井在油氣勘探開發(fā)中的重要性。進(jìn)入80年代隨著人們對油氣勘探認(rèn)識程度的提高，以及電子技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)在氣測錄井的應(yīng)用，使氣測錄井在隨鉆油氣發(fā)現(xiàn)和評價以及實時鉆井參數(shù)監(jiān)控中起著不可替代的作用。但由于氣測數(shù)據(jù)從采集到分析受到各種因素的制約，解釋符合率不能達(dá)到100%,本文將對地質(zhì)因素對氣測錄井的影響進(jìn)行探討。1.鉆井過程中幾種常見的氣體顯示眾所周知，只要地層中有氣體存在，在鉆井過程中，氣體就會隨著破碎巖石溢入井筒，以鉆井液為載體返出地面。而氣測錄井就是在鉆井過程中隨鉆檢測鉆井液中烴類氣體的含量及其組成，并將其與對應(yīng)的地層聯(lián)系起來畫出井深與烴類各組分對應(yīng)的氣測錄井圖。在錄井過程中，地層中不僅有烴類氣體的存在，還有非烴氣體，我們會遇到各種各樣的氣體顯示。如何正確認(rèn)識這些氣體顯示，分析其成因，對我們及時發(fā)現(xiàn)油氣層和進(jìn)行地層評價以及更準(zhǔn)確的判斷、認(rèn)識氣測影響因素都起著重要的指導(dǎo)作用。下面就對鉆井過程中常見的氣體顯示作一個簡單分析。1.1背景氣當(dāng)鉆穿的巖層巖性較單一，穩(wěn)定時，在錄井圖上通常記錄一穩(wěn)定的氣值，就稱為背景氣。在實際工作中，基本以穩(wěn)定泥巖段的氣體顯示作為背景值。背景值不是一成不變的，它因鉆井液種類的不同、鉆井參數(shù)不同而變化。1.2真顯示鉆進(jìn)氣：鉆頭破碎巖柱而釋放出的氣體所形成的氣體顯示，稱為鉆進(jìn)氣。也稱地層氣。當(dāng)破碎巖層及地層中油氣滲濾和擴(kuò)散而形成的高于背景氣的顯示，這部分氣體反應(yīng)油氣層的情況，是發(fā)現(xiàn)油、氣、水層的重要依據(jù)，也是我們研究的重點。1.3假顯示A停鉆氣：當(dāng)接單根或者其它作業(yè)采取停泵并上提鉆具時，導(dǎo)致地層中的烴類物質(zhì)滲入到鉆井液，該氣侵段循環(huán)到地面，會產(chǎn)生一個記錄峰值。該顯示被稱為停鉆氣。這種氣體顯示能夠在一個循環(huán)周期內(nèi)表現(xiàn)出來。上提鉆具的抽吸效應(yīng)時形成停鉆氣的主要原因。停鉆氣不僅來自井底，而且可能來自上部地層。事實上，一次停泵或上提鉆具可能引起兩次或更多次的停鉆氣峰值。B起下鉆氣：當(dāng)停止鉆井液循環(huán)實施起下鉆作業(yè)過程中，由于已被鉆穿的油氣層的侵入，當(dāng)再次開泵循環(huán)時，會導(dǎo)致色譜記錄曲線出現(xiàn)一個峰值，這一記錄稱為起下鉆氣。C污染氣：當(dāng)鉆井液在地面循環(huán)系統(tǒng)受到污染后，而導(dǎo)致錄井中出現(xiàn)的異常值。這一記錄稱為污染氣。典型的是（1）當(dāng)中途測井時，由于鉆井液在井下靜止時間過長，泥漿有機(jī)質(zhì)的降解，會出現(xiàn)硫化氫的報警，但是此時并非為緊急情況。（2）當(dāng)鉆井液中添加原油或者柴油作為潤滑劑時，可能會掩蓋地層中的油氣體顯示。D再次循環(huán)氣：含油烴類的鉆井液被泵回井眼再循環(huán)，循環(huán)一周后，在錄井圖上記錄的峰值稱為再循環(huán)氣。其產(chǎn)生的原因主要是由于鉆井液把在井下烴類氣體攜帶到地面，由于地面鉆井液循環(huán)系統(tǒng)除氣不充分，將鉆井液再次泵入井中，循環(huán)一周就會出現(xiàn)的循環(huán)氣。再循環(huán)氣可能一次或多次出現(xiàn)，并將隨著多次循環(huán)和混合，烴類物質(zhì)不斷散失這些再循環(huán)氣將逐漸變寬成平滑的背景氣。E試驗氣：在需要做遲到時間作業(yè)時，人們往往使用碳化鈣（電石），使其曲線記錄一個峰值，被稱為碳化鈣氣，碳化鈣氣可實現(xiàn)對烴顯示的一個檢驗。對實際工作不會造成影響。F鉆后氣：已被鉆穿的油氣層中的流體向井眼中滲濾和擴(kuò)散而產(chǎn)生的氣顯示。亦稱為后效氣。氣測錄井首先要檢測以上各種氣體顯示并加以甄別，排除假顯示，提取真顯示，并對其影響因素進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)油氣層和進(jìn)行地層評價。2.地質(zhì)因素對氣測錄井的影響主要是指石油天然氣的性質(zhì)，儲集層的特性，地層壓力的影響。2.1石油天然氣性質(zhì)的影響石油是一種以烴類為主的混合物主要是由C、H和少量的O、S、N等元素構(gòu)成的。常溫常壓下，C1?C4以氣態(tài)的形式溶解在石油中。天然氣一般指巖石圈中一切天然生成的氣體。主要是烷烴類，其中以甲烷（CH4）為主（一般占80%以上），此外還有乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（c4h10）等等。輕烴一甲烷含量多的天然氣為氣田中的天然氣。這是我們用氣測資料區(qū)別油層和氣層的重要標(biāo)志。我們把在溫度20°C條件下相對密度＜0.84的原油定為輕質(zhì)原油，0.84—0.9的原油定為中質(zhì)原油，0.9—0.94的原油定為重質(zhì)原油，＞1.0為超重原油或稠油。從現(xiàn)場經(jīng)驗來看，密度越小，原油的成熟度越高，輕烴組分越多，氣測顯示越好，反之越差。原油中油氣比也是影響氣測錄井的重要因素。油氣比是指每噸原油中含有多少立方米的天然氣。油汽比越高，含氣的濃度就會越高，一般油汽比大于50m3/t儲集層，氣測異常明顯。2.2儲層性質(zhì)的影響儲層性質(zhì)影響氣測錄井的主要因素為：儲層的類型、儲層空間、儲層的厚度、孔隙度及含油氣飽和度、儲層成藏階段以及煤層氣的影響。儲層的類型的影響常見儲層為砂泥巖儲層、碳酸鹽儲層、火成巖儲層、變質(zhì)巖儲層。油氣層在實時錄井過程中均有異常，異常值的大小與地層的巖性，物性(錄井表現(xiàn)為可鉆性)，鉆井液的使用密度有關(guān)。但是在同等條件下儲層為砂巖，可鉆性較好，顯示也好，儲層為碳酸鹽巖、火成巖、變質(zhì)巖時，可鉆性差，顯示也差。儲集空間的影響儲集層的空間主要為孔隙型、裂縫型、縫洞型。在相同的鉆井液體系的環(huán)境下，由于碎屑巖類砂巖等儲層的孔隙主要為粒間孔隙，可鉆性越好，孔滲越好，從破碎巖屑中釋放的破碎氣，從地層進(jìn)入鉆井液中的壓差氣濃度也越大；儲層為非碎屑巖類的碳酸鹽巖、火成巖、變質(zhì)巖時，主要是以裂縫、縫洞含油為主，其破碎氣濃度與裂縫的大小成正比。裂縫大則氣體顯示好，裂縫小則氣體顯示差。儲層的厚度的影響儲層的厚度越厚，相對來說，其含油氣飽和度越高，也就是說鉆穿單位體積巖石進(jìn)入鉆井液的油氣越多則氣測的顯示越好；反之越差。孔隙度和含油飽和度的影響對于裂縫型碳酸鹽巖油氣體顯示層來說，如果油氣產(chǎn)能較高，油氣主要存在于較大的裂縫里，受鉆井液沖刷作用大，可動油氣大多分散在鉆井液中，而巖屑中只殘留少量的油氣，顯示級別較低，大多為熒光級，氣測異常明顯，鉆井液相對密度、電導(dǎo)率、井溫等參數(shù)也都有比較明顯的變化；如果沒有產(chǎn)能，油氣主要存在于微細(xì)裂縫及小溶孔中，受鉆井液沖刷作用小，油氣主要被巖屑吸附，鉆井液中的油氣很少，巖屑顯示級別可能反而較高，氣測異常不明顯，鉆井液相對密度、電導(dǎo)率、井溫等參數(shù)都沒有變化。儲層成藏階段的影響儲層的成藏分為三個階段：成長，穩(wěn)定，消亡(衰退)。在儲層的成長和成熟階段，儲層的孔隙度越大，氣測顯示越好，反之越差。A成長階段：石油在儲層中首先沿高滲透帶運移，當(dāng)高滲透帶含油飽和度達(dá)到一定程度時，低滲透帶才會逐漸充注石油。在同一滲透帶內(nèi)，油首先充注頂部。B成熟階段：油氣藏進(jìn)入相對的穩(wěn)定階段，油氣水主要在密度驅(qū)動和分子擴(kuò)散作用下在層內(nèi)流動，力圖消除油氣藏成長階段形成的流體分布不均衡現(xiàn)象，重新建立力學(xué)和化學(xué)的動態(tài)平衡。C消亡階段：油氣聚集成藏后，如果圈閉條件受到破壞，油氣藏就進(jìn)入衰退階段。此階段油氣向圈閉外運移。連通性好的、高滲透帶里的油氣首先發(fā)生運移，運移到一定程度時，連通性差的、低滲透帶里的油氣才開始運移。而且連通性好的、高滲透帶里的油氣的運移速率遠(yuǎn)大于連通性差的、低滲透帶里的運移速率。當(dāng)圈閉受到徹底的破壞時，油氣藏就會消亡。如果油氣藏以前充油不滿，這時就只有低滲透帶殘留少量石油，高滲透帶基本無油；如果以前充滿了油，儲層已經(jīng)從水潤濕性轉(zhuǎn)變成了油潤濕性，巖石對石油的吸附能力就會大大增加，層內(nèi)將會殘留大量的束縛油。即使高滲透帶沒有可動油，低滲透帶還有一定的可動油，也會出現(xiàn)高滲透帶的含油豐度高于低滲透帶的含油豐度的現(xiàn)象。煤層氣的影響在鉆井過程中鉆遇煤層時，由于鉆頭對煤層的破碎，煤層中所含氣體隨著煤層的破碎進(jìn)入鉆井液中。經(jīng)過儀器分析，煤層氣層段氣測全量值明顯增高，甚至達(dá)到飽和狀態(tài).但是我們知道,在煤化過程中烴類氣體的產(chǎn)生貫穿整個變質(zhì)作用始末.而在整個變質(zhì)過程中生成的氣體主要是甲烷氣。所以分析其組分可以發(fā)現(xiàn):組分大部分是甲烷成份。此外，還有少量二氧化碳、氮氣、氫氣等，而重?zé)N氣體幾乎沒有。在其它砂泥巖段氣測全量及組分中甲烷含量相對于煤層氣層段較小。在油氣體顯示層位，甲烷氣的值小于煤層氣，但是重?zé)N組分明顯大于煤層氣或者組分齊全.煤層氣儲層在地質(zhì)錄井中表現(xiàn)為鉆時快、氣測全量劇增，有時可達(dá)飽和，組分含量中甲烷含量也是劇增甚至飽和。職稱論文發(fā)表翰林教育2.3地層壓力氣體具有可壓縮性。氣層或者輕質(zhì)油層由于飽含天然氣體，導(dǎo)致地層壓力升高，氣體更容易向井中聚集，形成高的氣測顯示異常。所以氣層和輕質(zhì)油層對氣測錄井的影響比較大。若儲層的氣體為欠飽和狀態(tài)則影響不大。但是在現(xiàn)場中地層壓力轉(zhuǎn)換為另一種表現(xiàn)形式。即正壓差和負(fù)壓差，在鉆遇油氣層時，當(dāng)正壓差較大是，氣測錄井所測到的氣體是地層的破碎氣，氣量有限，而地層中的氣體，由于鉆井液液柱壓力遠(yuǎn)大于地層壓力加上鉆頭水眼的高壓噴射作用而很難進(jìn)入井眼。同時，由于天然氣的成分主要是甲烷，逸散速度快，在鉆井液中停留時間較短，在鉆井液向上循環(huán)過程中，氣體體積壓力釋放而膨脹，當(dāng)攜帶破碎氣的鉆井液達(dá)到井口時，相當(dāng)一部分氣體散失到大氣中，實際進(jìn)入色譜儀的分析樣品量很