孫 廣 文

(中國(guó)石油大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井二公司)

0 引 言

莫里青斷陷位于伊通盆地的南段，系由兩條北東向邊界斷層所控制的繼承性發(fā)育的新生界斷陷, 面積約540 km2，沉積了較厚的古近系地層,地層最大厚度達(dá)4 000 m，構(gòu)造形態(tài)呈東南高西北低的態(tài)勢(shì)。斷陷內(nèi)斷層發(fā)育，其走向以北東向?yàn)橹?，?gòu)造格局主要由斷層控制，由南向北形成了尖山斷隆帶、馬鞍山斷階帶和靠山凹陷帶這三個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，而靠山凹陷帶與西北部的古地層逆向超覆形成西北緣多級(jí)斷褶帶，在斷褶帶內(nèi)發(fā)育兩條逆斷層，其他為正斷層，最大延伸長(zhǎng)度可達(dá)10 km，多數(shù)在1～2 km之間,東北部斷層密集，形成了特殊的構(gòu)造格局。由此，導(dǎo)致雙二段儲(chǔ)集層含油特征也發(fā)生了變化，使現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)錄井油氣顯示發(fā)現(xiàn)難度加大，地化錄井技術(shù)的引進(jìn)解決了發(fā)現(xiàn)油氣顯示和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的難題。

地化錄井能夠定量檢測(cè)巖石中的含油量，即使直觀看不到的顯示也能檢測(cè)到，這是地化錄井的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。針對(duì)莫里青斷陷西北緣斷褶帶雙二段儲(chǔ)集層油氣顯示識(shí)別難和解釋難度大等問(wèn)題展開(kāi)了系統(tǒng)的地化分析評(píng)價(jià)工作，由于其巖石熱解、定量熒光評(píng)價(jià)圖板油層、油水同層、水干層界線比較清晰，且在后期參照試油結(jié)果對(duì)圖板進(jìn)行修正，使圖板精度達(dá)到了91.0%以上。熱解氣相色譜分析譜圖能較直觀地反映油層、油水同層、水干層的基本特征，具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，該區(qū)地化錄井技術(shù)的應(yīng)用收到了良好的效果。

1 油氣顯示發(fā)育情況及油質(zhì)分布特征

西北緣斷褶帶雙二段儲(chǔ)集層雖然受到構(gòu)造影響，但油氣顯示發(fā)育和油質(zhì)分布還是具有一定的規(guī)律性。從西南部到東北部，油氣顯示發(fā)育厚度越來(lái)越薄，油質(zhì)越來(lái)越輕。

1.1 油氣顯示發(fā)育情況

西北緣斷褶帶雙二段期間發(fā)育了大規(guī)模的水下扇沉積，多期疊覆的扇體砂巖發(fā)育，橫向連通性好，砂巖以砂礫巖、粉砂巖為主。砂體連續(xù)性由于受到后期地質(zhì)構(gòu)造的影響遭到破壞，巖性特征和含油特征也發(fā)生了一定的變化，但儲(chǔ)集層生油條件、物性條件和蓋層條件較好，形成了多個(gè)有利的構(gòu)造-巖性油氣藏，其特殊的構(gòu)造格局控制著油氣的分布。雖然雙二段砂體連續(xù)性遭到了破壞，其仍是該區(qū)主要的產(chǎn)油層段。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，位于西南部的6口井顯示層厚度為151.5～381.0 m，平均233.1 m；中部的6口井顯示層厚度為38.0～95.0 m，平均64.7 m；東北部的2口井顯示層厚度為20.5～27.0 m，平均23.8 m。由此可見(jiàn)，整個(gè)西北緣斷褶帶由西南向東北方向油氣顯示厚度越來(lái)越薄，顯示級(jí)別也越來(lái)越弱。

1.2 油質(zhì)分布特征

從油質(zhì)分布特征上看，巖石熱解分析的重質(zhì)烴與總烴之比S2/Pg[1]及定量熒光分析的油性指數(shù)(重質(zhì)烴/輕質(zhì)烴)是能夠反映原油性質(zhì)的重要參數(shù)，這兩個(gè)比值越小表示原油越輕。據(jù)統(tǒng)計(jì)西南部的6口井S2/Pg在0.14～0.91之間，平均0.35，油性指數(shù)在1.8～2.4之間，平均2.06；中部的6口井S2/Pg在0.15～0.49之間，平均0.25，油性指數(shù)在1.0～2.3之間，平均1.86；東北部的2口井S2/Pg在0.22～0.47之間，平均0.23，油性指數(shù)在1.6～1.8之間，平均1.7。由此可見(jiàn)，西北緣斷褶帶由西南向東北方向原油性質(zhì)越來(lái)越輕，試油結(jié)果也反映出這樣的變化趨勢(shì)：其西南部原油密度平均0.85 g/cm3、粘度平均17.1 mPa·s；中部原油密度平均0.83 g/cm3、粘度平均5.5 mPa·s；東北部試油未見(jiàn)工業(yè)油流。

2 儲(chǔ)集層地化錄井評(píng)價(jià)

該區(qū)地化錄井分析技術(shù)主要采用了巖石熱解分析、定量熒光分析、熱解氣相色譜分析。其中巖石熱解分析是通過(guò)對(duì)巖石樣品加熱的方法定量分析樣品中的含油量、判別原油的性質(zhì)；定量熒光分析是用正己烷浸泡巖石樣品，根據(jù)熒光顏色、強(qiáng)度的變化定量分析樣品中的含油量、判別原油性質(zhì)，對(duì)于輕質(zhì)油的識(shí)別更具有優(yōu)勢(shì)；而熱解氣相色譜是對(duì)巖石樣品中的可動(dòng)烴進(jìn)行分析，從譜圖形態(tài)能夠觀察到各個(gè)組分的含量及分布狀態(tài)，進(jìn)而定性判別油水層性質(zhì)。本文主要利用熱解氣相色譜譜圖形態(tài)及巖石熱解、定量熒光分析參數(shù)，結(jié)合地質(zhì)、氣測(cè)、測(cè)井、試油資料對(duì)雙二段儲(chǔ)集層進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，同時(shí)參照試油結(jié)果對(duì)油層、油水同層、水干層進(jìn)行分區(qū)并建立評(píng)價(jià)圖板。

2.1 根據(jù)譜圖形態(tài)判別油水層

根據(jù)譜圖形態(tài)判別油水層直觀、快捷，最好選用同一個(gè)層位，可比性更強(qiáng)。巖石熱解分析譜圖和定量熒光分析譜圖反映的信息量相對(duì)要少，但不同的顯示級(jí)別在含油豐度上卻有著明顯的差異，這就為根據(jù)譜圖形態(tài)判別油水層奠定了基礎(chǔ)。熱解氣相色譜反映的信息量較多，主要包括峰高幅度、碳數(shù)分布范圍、主峰碳數(shù)的位置、氣態(tài)聯(lián)合峰的有無(wú)、基線隆起的幅度等。在此需要說(shuō)明，基線隆起是油層遭受氧化降解程度的集中體現(xiàn)，沒(méi)有遭受氧化降解的基線是不隆起的，并不代表儲(chǔ)集層不含水，需要從物性等方面綜合考慮。下面主要從熱解氣相色譜譜圖形態(tài)對(duì)油層、油水同層、水干層進(jìn)行描述(圖1)。

油層：正構(gòu)烷烴幅度高，碳數(shù)分布范圍比較寬，在C11-C37之間，主峰碳數(shù)在C19-C21，氣態(tài)聯(lián)合峰幅度很高，基線較平直[2](圖1a)。

油水同層：正構(gòu)烷烴幅度較油層要低一些，碳數(shù)分布范圍依然較寬，在C12-C35之間，主峰碳數(shù)在C23左右，氣態(tài)聯(lián)合峰幅度較低，基線較平直(圖1a)。

水干層：正構(gòu)烷烴幅度低，碳數(shù)分布范圍窄，多數(shù)在C15-C29之間，主峰碳數(shù)在C21左右，氣態(tài)聯(lián)合峰幅度很低或無(wú)，基線較平直(圖1a)。

而巖石熱解分析譜圖(圖1b)、定量熒光分析譜圖[3](圖1c)幅度也隨著儲(chǔ)集層含油量的變化而變化，油層、油水同層、水干層差異較大。

圖1 西北緣斷褶帶地化譜圖基本形態(tài)

2.2 根據(jù)分析數(shù)據(jù)及圖板評(píng)價(jià)油水層

在資料整理過(guò)程中搜集了7口井的巖石熱解、定量熒光原始分析資料，共計(jì)328個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。其中巖石熱解分析170個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)、定量熒光分析158個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。巖石熱解分析的Pg代表總烴含量、S2/Pg代表重?zé)N占總烴的比值，所以以重質(zhì)烴與總烴的比S2/Pg為橫坐標(biāo)，以總烴Pg為縱坐標(biāo)，結(jié)合初步解釋結(jié)果，建立了巖石熱解初步評(píng)價(jià)圖板[4]。定量熒光分析的含油濃度也代表了總烴的含量，而油性指數(shù)能夠反映原油性質(zhì)，所以以油性指數(shù)為橫坐標(biāo)、以含油濃度為縱坐標(biāo)，結(jié)合初步解釋結(jié)果，建立了定量熒光初步評(píng)價(jià)圖板[5]。在此基礎(chǔ)上結(jié)合10口井的試油結(jié)果，對(duì)上述兩個(gè)初步評(píng)價(jià)圖板進(jìn)行修正[6]，建立了適合伊通盆地莫里青斷陷西北緣斷褶帶巖石熱解分析、定量熒光分析評(píng)價(jià)圖板。圖板上分為三個(gè)區(qū)，分別是油層區(qū)、油水同層區(qū)和水干層區(qū)。由于水層和干層很難分區(qū)，將水層和干層合并為一個(gè)區(qū)，從圖板上看分區(qū)界線比較清晰，重疊部分較少[7]。從巖石熱解分析圖板數(shù)據(jù)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，170個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中符合的有157個(gè)、不符合的有13個(gè)，符合率92.35%。從定量熒光分析圖板數(shù)據(jù)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，158個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中符合的有145個(gè)、不符合的有13個(gè)，符合率91.77%，由此可見(jiàn)，巖石熱解分析評(píng)價(jià)圖板(圖2a)和定量熒光分析評(píng)價(jià)圖板(圖2b)，可以滿足西北緣斷褶帶目前解釋評(píng)價(jià)的需要。采用同樣的解釋方法也可應(yīng)用于靠山凹陷帶和馬鞍山斷階帶這兩個(gè)區(qū)域的解釋評(píng)價(jià)工作。

由此歸納出西北緣斷褶帶油水層地化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，巖石熱解分析：油層Pg≥13.00 mg/g、油水同層Pg為4.00～13.00 mg/g、水干層Pg≤4.00 mg/g。定量熒光：油層含油濃度≥1 500.00 mg/L、油水同層含油濃度為400～1 500 mg/L、水干層含油濃度≤400.00 mg/L。其中S2/Pg與油性指數(shù)雖然能近似地反映原油性質(zhì)，但由于分界不是十分清晰，在此不作為主要評(píng)價(jià)參數(shù)。

圖2 西北緣斷褶帶解釋評(píng)價(jià)圖板

3 應(yīng)用實(shí)例

利用本文建立的油層、油水同層、水干層基本形態(tài)譜圖，以及巖石熱解分析、定量熒光分析標(biāo)準(zhǔn)和巖石熱解及定量熒光評(píng)價(jià)圖板，在莫里青斷陷西北緣斷褶帶解釋評(píng)價(jià)了17口井，其中15口井有試油資料，通過(guò)應(yīng)用解釋符合率達(dá)到了91.0%，表明上述譜圖形態(tài)、評(píng)價(jià)圖板及標(biāo)準(zhǔn)適合用于該區(qū)的解釋評(píng)價(jià)工作?，F(xiàn)就油層、油水同層、水干層進(jìn)行舉例詳細(xì)說(shuō)明。

3.1 油層

Y 58井：錄井井段3 073～3 085 m，厚度12 m，主要巖性為灰褐色油斑粉砂巖。熒光濕干照亮黃色，呈斑塊狀分布，含油巖屑占巖屑20%，占定名巖屑30%，含油不飽滿，油味較濃，油脂感較強(qiáng)，微染手，滴水緩滲，溶劑熒光乳黃色，系列對(duì)比12級(jí)。其對(duì)應(yīng)井段氣測(cè)全烴基值0.477%、峰值3.169%、峰基比6.64，甲烷基值0.076%、峰值1.354%。該井段測(cè)井解釋了2層，其中油氣層1層、差油層1層，其深側(cè)向電阻率40.60～60.98 Ω·m、淺側(cè)向電阻率28.73～47.56 Ω·m、自然伽馬56.48～77.08 API、密度2.38～2.46 g/cm3。

該層巖石熱解分析12個(gè)樣品，其中氣態(tài)烴S0為0.82～4.76 mg/g、液態(tài)烴S1為12.09～24.25 mg/g、裂解烴S2為4.28～10.31 mg/g，總烴Pg為18.63～34.78 mg/g、平均26.37 mg/g，S2/Pg為0.19～0.33、平均0.24[8]。譜圖形態(tài)(圖3a)與圖1b油層形態(tài)相近，在巖石熱解評(píng)價(jià)圖板上數(shù)據(jù)點(diǎn)落在油層區(qū)，解釋為油氣層(圖2a)；定量熒光分析12個(gè)樣品，含油濃度為1 717.36～2 305.84 mg/L、油性指數(shù)為1.9～2.0，譜圖形態(tài)(圖3b)與圖1c油層形態(tài)相近，在定量熒光評(píng)價(jià)圖板上數(shù)據(jù)點(diǎn)落在油層區(qū)，解釋為油層(圖2b)；熱解氣相色譜分析6個(gè)樣品，正構(gòu)烷烴幅度高，分布寬緩，碳數(shù)范圍C12-C36之間、主峰碳數(shù)C18-C25、氣態(tài)聯(lián)合峰幅度很高、基線較平直，譜圖形態(tài)(圖3c)與西北緣斷褶帶油層譜圖形態(tài)(圖1a油層)相近，解釋為油層。綜合上述分析結(jié)果，地化解釋為油氣層(圖4)。

該層試油產(chǎn)油64.86 t/d、產(chǎn)水8.17 t/d，射后直壓水為乳化水，試油結(jié)論為油層，其原油密度0.85 g/cm3、粘度5.2 mPa·s，為中質(zhì)油，地化解釋與試油結(jié)論相符。

3.2 油水同層

Y 63井：錄井井段2 714.0～2 724.00 m，厚度10.0 m，巖性為灰色油跡粉砂巖。熒光濕干照亮黃色，呈星點(diǎn)狀-條帶狀分布，含油巖屑占巖屑2%～3%，占定名巖屑3%～5%，油味淡，油脂感弱，不染手，滴水滲，溶劑熒光乳黃色，系列對(duì)比8～10級(jí)。其對(duì)應(yīng)井段氣測(cè)全烴基值0.197%、峰值1.652%、峰基比8.39，甲烷基值0.077 7%、峰值0.783 8%。該井段測(cè)井解釋為油層，其2.5 m底部電阻率9.30～18.13 Ω·m、自然伽馬79.73～100.54 API。

圖3 Y 58井地化分析譜圖

圖4 Y 58井地化錄井剖面圖

該段巖石熱解分析5個(gè)樣品，其中氣態(tài)烴S0為0.21～0.58 mg/g、液態(tài)烴S1為3.96～5.65 mg/g、裂解烴S2為1.72～3.08 mg/g，總烴Pg為5.89～9.31 mg/g、平均6.56 mg/g，S2/Pg為0.29～0.34、平均0.31。譜圖形態(tài)(圖5a)與圖1b油水同層形態(tài)相近，數(shù)據(jù)點(diǎn)平均值在巖石熱解評(píng)價(jià)圖板上落在油水同層區(qū)，解釋為油水同層(圖2a)；定量熒光分析5個(gè)樣品，含油濃度為655.56～788.50 mg/L、平均718.17 mg/L，油性指數(shù)為1.6～1.7、平均1.65[9]，譜圖形態(tài)(圖5b)與圖1c油水同層形態(tài)相近，數(shù)據(jù)點(diǎn)平均值在定量熒光評(píng)價(jià)圖板上落在油水同層區(qū)(圖2b)，解釋為油水同層；熱解氣相色譜分析3個(gè)樣品，正構(gòu)烷烴幅度較高，分布較寬緩，碳數(shù)范圍C11-C34、主峰碳數(shù)在C20-C21之間、氣態(tài)聯(lián)合峰幅度較低、基線較平直，譜圖形態(tài)(圖5c)與西北緣斷褶帶油水同層譜圖形態(tài)(圖1a油水同層)相近，解釋為油水同層。綜合上述分析結(jié)果，地化解釋為油水同層(圖6)。

該層試油產(chǎn)油3.30 t/d、產(chǎn)水8.70 t/d，射后直壓，試油結(jié)論為油水同層，其原油密度0.83 g/cm3、粘度4.3 mPa·s，為中質(zhì)油，地化解釋與試油結(jié)論相符。

圖5 Y 63井地化分析譜圖

圖6 Y 63井地化錄井剖面圖

3.3 水干層

Y 67井：錄井井段3 285.5～3 289.5 m，厚度4.0 m，巖性為灰色熒光粉砂巖。熒光濕干照亮黃色，呈星點(diǎn)狀分布，含油巖屑占巖屑1%～2%，占定名巖屑2%～4%，無(wú)油味，滴水緩滲，溶劑熒光乳黃色，系列對(duì)比7～9級(jí)。其對(duì)應(yīng)井段氣測(cè)全烴基值0.734 4%、峰值5.2746%、峰基比7.18，甲烷基值0.035 1%、峰值1.242 2%。該井段測(cè)井解釋為氣水同層，其2.5 m底部電阻率7.77～15.86 Ω·m、自然伽馬64.14～112.00 API。

該段巖石熱解分析3個(gè)樣品，其中氣態(tài)烴S0為0.01～0.07 mg/g、液態(tài)烴S1為1.18～1.71 mg/g、裂解烴S2為1.62～2.17 mg/g，總烴Pg為2.81～3.95 mg/g、平均2.94 mg/g，S2/Pg為0.55～0.58、平均0.56。譜圖形態(tài)(圖7a)與圖1b水干層形態(tài)相近，數(shù)據(jù)點(diǎn)平均值在巖石熱解評(píng)價(jià)圖板上落在水干層區(qū)(圖2a)，解釋為干層；定量熒光分析3個(gè)樣品，含油濃度為55.51～130.00 mg/L、平均84.73 mg/L，油性指數(shù)為1.4～1.5、平均1.45，譜圖形態(tài)(圖7b)與圖1c水干層形態(tài)相近，數(shù)據(jù)點(diǎn)平均值在定量熒光評(píng)價(jià)圖板上落在水干層區(qū)(圖2b)，解釋為干層；熱解氣相色譜分析2個(gè)樣品，正構(gòu)烷烴幅度低，分布范圍窄，碳數(shù)范圍C15-C27、主峰碳數(shù)在C19-C20之間、氣態(tài)聯(lián)合峰幅度較高(另一個(gè)很低)、基線較平直，譜圖形態(tài)(圖7c)與西北緣斷褶帶水干層譜圖形態(tài)(圖1a水干層)相近[10]，解釋為干層。綜合上述分析結(jié)果，地化解釋為干層(圖8)。該層壓裂后試油為干層，地化解釋與試油結(jié)論相符。

圖7 Y 67井地化分析譜圖

圖8 Y 67井地化錄井剖面圖

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)幾年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，探索出莫里青斷陷西北緣斷褶帶巖石熱解、定量熒光、熱解氣相色譜分析技術(shù)的評(píng)價(jià)方法，建立了初步評(píng)價(jià)圖板，經(jīng)過(guò)17口井的實(shí)際驗(yàn)證，符合率達(dá)到91.0%以上。其解釋評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，不但解決了現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)難題，而且也為其他區(qū)域建立解釋評(píng)價(jià)方法奠定了基礎(chǔ)。

隨著勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷深入，地化錄井儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)圖板也會(huì)不斷完善和發(fā)展，地化錄井技術(shù)在未來(lái)勘探開(kāi)發(fā)中將發(fā)揮更大的作用。