汪洋冰

中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司 天津 300452

1 目前海上錄井氣測(cè)設(shè)備概況

氣測(cè)錄井在鉆井勘探中是找油找氣的最重要手段之一，從最初的在鉆井液槽查看氣泡、FID、到現(xiàn)在使用的 Reserval 氫焰快速色譜分析儀，經(jīng)歷了多次的技術(shù)革新?，F(xiàn)在海上錄井大范圍使用的氣測(cè)設(shè)備是法國地質(zhì)公司生產(chǎn)的Reserval （Real-time reservoir evolution），屬于氫焰色譜儀，具有分析周期短，穩(wěn)定性高，氣測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。錄井工程師對(duì)RESERVAL氣測(cè)設(shè)備操作熟練，維修保養(yǎng)方便，調(diào)教準(zhǔn)確。所以在目前海上錄井氣測(cè)設(shè)備中普及率最高。但是現(xiàn)在面對(duì)越來越復(fù)雜的勘探形式和新的鉆井技術(shù)發(fā)展，在某些特殊重點(diǎn)或難點(diǎn)油層的識(shí)別上，常規(guī)的氣測(cè)錄井已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣顯示及后期研究分析的需要。Flair實(shí)時(shí)流體錄井就是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的[1]。

2 FLAIR實(shí)時(shí)流體錄井技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 定量、恒溫脫氣保證脫氣條件一致性

FLAIR實(shí)時(shí)流體錄井單元附屬的脫氣設(shè)備FLEX（Fluid Extractor）流體萃取器具有恒定流量的特點(diǎn)，萃取室容積150cc，每分鐘抽取300cc泥漿，排漿口帶存水彎頭，以避免多余的空氣回到萃取室中。泥漿排出口上方有一個(gè)空氣進(jìn)口，固定流量500cc/min。探頭抽取的泥漿首先經(jīng)過加熱器加熱到恒定溫度（水基泥漿70攝氏度，油基泥漿90攝氏度），在45秒內(nèi)即可達(dá)到設(shè)定溫度，因外界環(huán)境溫度，泥漿溫度等等條件的不同，加熱器通過智能電腦控制自動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)不斷調(diào)節(jié)加熱板溫度，使得萃取室泥漿溫度恒定在預(yù)設(shè)溫度不會(huì)變化。保證了泥漿萃取室恒溫恒壓的條件，達(dá)到脫氣條件一致。

2.2 負(fù)壓傳送：保證C5～C8組分順利傳送到檢測(cè)系統(tǒng)

萃取室脫出來的氣體經(jīng)過過濾總成（干燥模塊、玻璃集水器、過濾除霧器、金屬流量限定器）到達(dá)真空管，萃取室在加熱、負(fù)壓條件下，能將泥漿中生物液態(tài)烴C6-C8也分離出來，采用FEP氣管線負(fù)壓條件保證C5-C8組分順利傳送到FLAIR儀器房。FEP管線具有不吸附氣體，并且防酸性氣體得特點(diǎn)。

2.3 質(zhì)譜儀檢測(cè)

傳回FLAIR儀器房的氣體，進(jìn)入質(zhì)譜儀分析，質(zhì)譜儀在90秒周期內(nèi)可檢測(cè)C1～C8。Flair 流體錄井不同于以往的氣測(cè)錄井使用的 FID（離子火焰鑒定技術(shù)），而是通過轟擊氣體分子并使其電離成離子，通過檢測(cè)不同氣體組分的離子質(zhì)量，能夠更快更精確的得出各組分的含量，為錄井現(xiàn)場(chǎng)分析油氣顯示提供了更多更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，保證了數(shù)據(jù)的高穩(wěn)定性和可對(duì)比性。在提高現(xiàn)場(chǎng)油氣發(fā)現(xiàn)符合率、井間對(duì)比分析、相鄰區(qū)塊的地質(zhì)特征研究上能發(fā)揮很大作用。

2.4 雙氣路：可同時(shí)檢測(cè)出口、入口兩路氣體

為了了解泥漿中二次循環(huán)氣含量，有效剔除其對(duì)地層氣的影響，F(xiàn)lair流體錄井使用了兩套FLEX（流體萃取器）。一套安裝在泥漿返出口，用來檢測(cè)地層含氣量（即出口氣體數(shù)據(jù)）；另一套安裝在泥漿艙，用來檢測(cè)循環(huán)池入井泥漿含氣量（即入口氣體數(shù)據(jù)）。最后通過InFact軟件用入口氣體數(shù)據(jù)對(duì)出口數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，獲取地層真實(shí)含氣量。利用入口氣體數(shù)據(jù)對(duì)出口氣體數(shù)據(jù)進(jìn)行校正是建立在二者具有相同或相近脫氣效率的前提下的，如果兩者之間存在較大誤差，校正后數(shù)據(jù)就不能代表地層真實(shí)含氣量，必須重新處理。為了了解所用兩個(gè)FLEX萃取器脫氣效率是否相同或相近，在Flair錄井前，我們對(duì)兩個(gè)FLEX萃取器進(jìn)行了脫氣效率對(duì)比試驗(yàn)，確保兩路分析數(shù)據(jù)是在相同的客觀條件下獲取的，能夠用于出口數(shù)據(jù)校正，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

2.5 嚴(yán)格的QC程序：數(shù)據(jù)具有良好的穩(wěn)定性和可比性

在 Flair 流體錄井設(shè)備在安裝結(jié)束后，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)校工作，由現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)FLAIR工程師完成。通過設(shè)備漏失實(shí)驗(yàn)檢查氣管線氣密性，保證空氣流量穩(wěn)定。設(shè)備整體穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)檢查設(shè)備在不同烴類組分濃度情況下的連續(xù)工作狀態(tài)。通過以上檢查實(shí)驗(yàn)手段采集到的氣體數(shù)據(jù)不會(huì)受到外界其它因素干擾。在鉆進(jìn)過程中，質(zhì)量控制主要是通過外部的溫度、壓力、液位傳感器對(duì)脫氣器各性能參數(shù)的監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)。Flair 流體錄井過程中連續(xù)監(jiān)測(cè)脫氣器各項(xiàng)性能參數(shù)，并對(duì)其影響因子進(jìn)行計(jì)算，得出數(shù)據(jù)質(zhì)量判斷的量化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)流體錄井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。鉆后校正出入口數(shù)據(jù)校正，還原鉆井液中真實(shí)烴類組分含量。上述質(zhì)量控制手段，都有效保證了FLAIR流體錄井?dāng)?shù)據(jù)在相同外部環(huán)境下采集得到的，最大程度上排除了人為主觀因素的影響，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性，為后續(xù)研究提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[2]。

2.6 為油氣層解釋評(píng)價(jià)提供重要依據(jù)，建立解釋模板

油氣水層評(píng)價(jià)是Flair資料解釋的一個(gè)重要組成部分。我們對(duì)前人的研究成果進(jìn)行分析整理，發(fā)現(xiàn)有三角圖板發(fā)、皮克斯勒法、3H 比值法、氣體比率法等解釋方法。對(duì)這些方法原理和特點(diǎn)進(jìn)行理解和消化吸收，對(duì)我們建立 Flair 流體識(shí)別方法有很大的幫助。FLAIR技術(shù)是在氣測(cè)錄井技術(shù)基礎(chǔ)上的大幅提升和拓寬，該技術(shù)既能檢測(cè)到常規(guī)設(shè)備檢測(cè)到的C1～nC5，還能檢測(cè)到nC6、nC7、nC8、C6H6、 C7H8、C7H14等組分，更加全面地反映了儲(chǔ)集層內(nèi)油氣水特征，實(shí)現(xiàn)了井場(chǎng)隨鉆快速準(zhǔn)確識(shí)別油氣層。FLAIR技術(shù)的運(yùn)用充分展示了資料的全面性，在流體識(shí)別方法中利用檢測(cè)到的C6+ 氣體組分，改進(jìn)了皮克斯勒?qǐng)D板，建立了全烴-流體類型模版，并提出了以3個(gè)敏感參數(shù)為主要判別依據(jù)的流體指數(shù)法。 上述3種方法結(jié)合在實(shí)際應(yīng)用中效果明顯，解釋符合率較高。

2.7 在深水、超深水鉆井作業(yè)的應(yīng)用

在深水、超深水鉆探作業(yè)中，氣測(cè)錄井面臨的最大困難是隔水導(dǎo)管太長 ，井口返出鉆井液溫度很低 ，低溫環(huán)境下常規(guī)氣測(cè)錄井脫氣效率低且不穩(wěn)定，氣體數(shù)據(jù)沒有比對(duì)性，參考價(jià)值低，因此直接導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)不能滿足儲(chǔ)集層解釋評(píng)價(jià)的需要。FLAIR實(shí)時(shí)流體錄井系統(tǒng)的外部脫氣器將泥漿加熱到恒溫恒壓條件下，保證了脫氣環(huán)境條件一致。FLAIR實(shí)時(shí)流體錄井在超深水的應(yīng)用效果尤為顯著。

3 FLAIR實(shí)時(shí)流體錄井技術(shù)應(yīng)用實(shí)例舉例

3.1 FLAIR流體錄井出入口校正法得出地層真是含氣量

圖2

XX井在鉆遇顯示層后，泥漿受污染嚴(yán)重，輕組分揮發(fā)減少，重組份越來越高。造成RESERVAl測(cè)出的C1、C2、C3的值很接近，三線重合（圖1）。常規(guī)錄井儀氣測(cè)設(shè)備不能解釋出這種非常規(guī)結(jié)果。這種情況可能是泥漿受到嚴(yán)重污染造成的。本井有FLAIR流體錄井，分別在泥漿得反出口和循環(huán)池各裝了一套氣測(cè)設(shè)備，雙氣路檢測(cè)，通過出入口氣體數(shù)據(jù)校正，減去背景值后，三線分離（圖2），反應(yīng)出地層真實(shí)含氣量。為本井的解釋評(píng)價(jià)提供了重要參考依據(jù)。

3.2 利用重組分甲基環(huán)己烷識(shí)別油層

一般地層孔隙中烴類流體是油時(shí)，在Flair組分特征上表現(xiàn)為C5+重組分相對(duì)含量較高，特別是甲基環(huán)己烷特點(diǎn)尤為突出；相反，地層孔隙中烴類流體是氣時(shí)，在Flair組分特征上表現(xiàn)為C5+重組分相對(duì)含量較低，甲基環(huán)己烷的含量往往為零或沒有異常。重組分-甲基環(huán)己烷模型就是根據(jù)實(shí)測(cè)Flair數(shù)據(jù)中C5+重組分和甲基環(huán)己烷含量的高低來識(shí)別地層孔隙中烴類流體類型。

圖3

XX井在第13號(hào)顯示層 ，氣測(cè)值輕組分C1-C5異常，但是異常倍數(shù)不高，F(xiàn)LAIR實(shí)時(shí)流體錄井測(cè)得重組分重甲基環(huán)己烷（C7H14）異常倍數(shù)較高，根據(jù)FLAIR建立得甲基環(huán)己烷解釋模型，解釋評(píng)價(jià)為油層。完鉆后電測(cè)結(jié)果同樣解釋為油層，見圖3。

同時(shí)FLAIR流體錄井能有效識(shí)別低阻油層，識(shí)別水淹層，分析油水界面，多井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)比分析生物降解和水洗程度，流體相對(duì)油源進(jìn)行劃分等優(yōu)勢(shì)[3]。

4 結(jié)語

FLAIR實(shí)時(shí)流體錄井優(yōu)勢(shì)明顯，可提供高質(zhì)量，更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并且為油氣層解釋評(píng)價(jià)提供重要依據(jù)，但由于成本高于常規(guī)錄井，普及率還不高，現(xiàn)主要用于重點(diǎn)探井、地質(zhì)條件復(fù)雜的井。提高FLAIR技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用范圍，完善豐富各區(qū)塊FLAIR氣測(cè)數(shù)據(jù)，建立大數(shù)據(jù)分析，制定完善各區(qū)塊解釋模版的參數(shù)界限， 不斷提高油氣水層的解釋符合率[4-5]。