李戰(zhàn)奎 譚忠健 郭明宇 胡云 劉廣明 劉松宇 張學斌

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300459；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津 300459；3.中國海洋石油國際有限公司 北京 100028）

隨著渤海油田在渤中凹陷渤中19-6構(gòu)造深層太古界變質(zhì)巖潛山獲得天然氣勘探重大突破，深層潛山油氣藏將是渤海未來儲量增長的重要領(lǐng)域?，F(xiàn)場錄井過程中準確識別潛山油氣顯示對潛山儲層油氣勘探具有重要意義［1-9］。由于潛山儲層以裂縫為主，鉆頭對巖性的破壞和鉆井液對油氣的沖刷，真正能被錄井監(jiān)測到的含油氣信息極少，利用常規(guī)測井資料和成像等測井手段無法準確評價儲層含油氣情況，潛山儲層井場油氣識別面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

研究證明，原油在紫外光激發(fā)下發(fā)射出不同強度和顏色的熒光，這與原油中芳烴的成熟度有一定關(guān)系。通常情況下隨著原油成熟度增加，飽和烴與芳烴比值增加，熒光顏色依次變化：紅色→橙色→黃色→綠色→藍色→亮藍色，即發(fā)生藍移［10-17］。隨著油氣演化程度（成熟度）的升高，油氣包裹體的熒光顏色可以反映液相烴類的密度［18］。低密度的液相油氣的熒光波長較短，一般呈藍光，而隨著油氣密度增大，其熒光波長增大，顏色轉(zhuǎn)變?yōu)槌庶S色和橘色［19］。既然烴類包裹體的熒光顏色和強度能夠反映油氣密度和成熟度，那么現(xiàn)場作業(yè)過程中，利用巖屑的熒光顏色和強度也可以反映儲層油氣性質(zhì)和原油密度。

本文以渤海油田渤中19-6構(gòu)造太古界潛山花崗片麻巖巖屑、壁心和巖心的熒光顏色特征為基礎(chǔ)，結(jié)合三維定量熒光錄井、地化錄井、測井和測試等數(shù)據(jù)，分析了渤中19-6構(gòu)造太古界潛山儲層的含油氣特征，對各類巖屑熒光顏色進行了分類，建立了一套利用熒光顏色識別太古界潛山裂縫儲層油氣顯示的技術(shù)方法，極大提高了潛山裂縫油氣識別的準確率，為渤中19-6深層潛山油氣充注成藏研究提供依據(jù)，并為渤海灣盆地裂縫型潛山儲層油氣顯示識別提供借鑒。

1 地質(zhì)背景

渤中19-6構(gòu)造位于渤中凹陷西南部，西部與渤中凹陷西南次洼相鄰，南部與黃河口凹陷和渤中凹陷南次洼相接，東南部與渤南低凸起相鄰，北為渤中凹陷主洼，以大型凹陷中的背形隆起帶形式存在，構(gòu)造位置極為有利油氣聚集。渤中19-6構(gòu)造周緣主要發(fā)育東三段、沙一段和沙三段等3套烴源巖，東三段和沙三段烴源巖均發(fā)育好—很好烴源巖，有機質(zhì)類型均以偏腐泥混合型干酪根為主。渤中19-6構(gòu)造從上而下發(fā)育明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組、沙河街組、孔店組和太古界，太古界潛山上部形成了裂縫-孔隙型儲層，并在潛山內(nèi)幕形成了局部裂縫發(fā)育帶，油氣顯示活躍，在潛山頂面之下一千多米處仍有較好油氣顯示。太古界潛山儲層巖性以花崗片麻巖為主，根據(jù)巖心和薄片觀察，儲集空間主要是裂縫以及沿微裂縫的溶蝕擴大孔，屬于裂縫型儲層。變質(zhì)巖儲層孔隙度分布范圍為0.075%～20.915%，平均為4.072%；滲透率分布范圍為0.003～20.326 mD，平均為0.373 mD［20］。

鉆探實踐表明，渤中19-6太古界潛山及孔店組砂礫巖層中的原油相對于淺層原油表現(xiàn)出低密度、低黏度、高含蠟量的輕質(zhì)油特征，研究表明經(jīng)歷過氣洗作用，晚期深洼內(nèi)高成熟的天然氣只充注了深層儲層；深層凝析氣藏中天然氣主要為油型氣，同時是以干酪根熱成因氣為主的裂解氣，成藏過程具有多階段特性［21］。渤中19-6氣田天然氣為“中等—高含二氧化碳”濕氣，氣油比普遍高于1 000.00 m3／m3。根據(jù)天然氣組分、同位素、輕烴含量綜合分析，渤中19-6氣田天然氣為偏腐殖型天然氣，主要來源于混合型母質(zhì)［22］，屬于特高含凝析油凝析氣藏，氣油比951～1 500 m3／m3，20℃條件下的凝析油密度為0.78～0.80 g／cm3［23］。由于該潛山儲層物性復雜、油氣并存，錄井油氣顯示識別和流體性質(zhì)判別困難。

2 太古界花崗片麻巖裂縫型儲層巖屑熒光分類

為了能夠準確識別渤中19-6構(gòu)造潛山裂縫儲層含油氣性，利用現(xiàn)場記錄的花崗片麻巖巖屑不同顏色熒光，與地化錄井和三維錄井等數(shù)據(jù)相結(jié)合，建立了渤海海域細分巖屑熒光顏色法，來幫助現(xiàn)場錄井過程中識別太古界潛山裂縫儲層油氣顯示情況。

2.1 花崗片麻巖巖屑熒光顏色分類

受裂縫發(fā)育程度影響，花崗片麻巖儲層巖屑油氣顯示錄井表征跟常規(guī)砂巖儲層巖屑油氣顯示錄井表征不同，熒光顯示微弱，不同深度巖屑受油氣浸染的時間和程度不同，加之不同期次油氣充注，造成巖屑的熒光顏色、強度也不同。受儲集性質(zhì)以及油氣性質(zhì)的影響，潛山儲層巖屑錄井熒光顯示微弱，利用常規(guī)分析手段判斷油氣顯示級別相對困難。因此，巖屑和熒光錄井手段成為潛山錄井過程中油氣顯示和流體性質(zhì)判斷的重要手段。通過對多口井巖屑、壁心和巖心熒光顯示進行規(guī)律總結(jié)，將潛山儲層依據(jù)巖屑熒光分為5類（表1）：Ⅰ類藍白色、Ⅱ類亮黃色、Ⅲ類暗黃色、Ⅳ類無熒光色、Ⅴ類淺白色。

表1 巖屑熒光直照顏色分類Table 1 Color classification of cuttings fluorescence direct illumination

2.2 巖屑熒光顏色與裂縫型儲層含油氣性關(guān)系分類

不同油質(zhì)原油樣品的最佳激發(fā)波長和最佳發(fā)射波長（特征峰位）所對應的最大熒光強度（峰高）不同［24-26］，根據(jù)巖屑熒光顏色情況，結(jié)合巖屑微觀特征、油質(zhì)類型、測井成像資料的裂縫密度及裂縫充填程度、測試產(chǎn)能高低等，綜合潛山儲集層整體分帶情況，將渤中19-6構(gòu)造花崗片麻巖裂縫儲層分為5類（表2）。

表2 渤中19-6構(gòu)造細分巖屑熒光顏色法儲層分類Table 2 Reservoir classification of Bozhong 19-6 structure subdivision cuttings by fluorescence color method

Ⅰ類儲層（以藍白色熒光為主）。巖屑特征：巖屑肉眼可見含油痕跡，具油味、易溢散，顯微鏡下可看到巖屑表面含油痕跡（圖1a）；三維數(shù)據(jù)分析含油濃度6～10 mg／L，對比級N4-7，Ex=310 nm，Em=340 nm（圖1b），Em／Ex=1.10，依據(jù)渤海油田三維定量熒光原油性質(zhì)判斷標準（表3）為凝析油；地化分析輕烴組分主要為C1—C5，峰值高，C5以上組分不全（圖1c），熱解分析譜圖峰值不明顯（圖1d）；通過巖心、測試凝析油樣品取樣分析與該類巖屑熒光特征一致。綜上分析認為，I類儲層，巖屑呈藍白色的熒光，主要是由于凝析氣層中凝析油凝結(jié)在巖屑／巖心上造成的，反映低密度、高成熟度原油熒光波長短，原油密度一般小于0.8 g／cm3，為凝析油儲層。

圖1 Ⅰ類儲層巖屑鏡下及地化、三維定量熒光特征Fig.1 Microscopic characteristics，geochemical and threedimensional quantitative fluorescence of cuttings in typeⅠreservoir

表3 渤海油田三維定量熒光原油性質(zhì)判斷標準（據(jù)譚忠健等［27］，2021）Table 3 Criteria for judging the properties of 3D Q uantitative Fluorescent crude oil in Bohai Oilfield（according to Tan Zhongjian，et al［27］，2021）

Ⅱ類儲層（以亮黃色熒光為主）。巖屑肉眼看不到含油痕跡，顯微鏡下可看到巖屑裂縫中見含油痕跡（圖2a）；三維熒光數(shù)據(jù)顯示，含油濃度4～8 mg／L，對比級N4-6，Ex=340 nm，Em=375 nm（圖2b），Em／Ex=1.10，依據(jù)渤海油田三維定量熒光原油性質(zhì)判斷標準（表3）為中質(zhì)油；地化分析輕烴組分主要為C1—C8，峰值高（圖2c），熱解分析譜圖峰值不明顯（圖2d），主要原因是裂縫儲層受沖洗和油氣逸散快影響，通過數(shù)據(jù)和圖譜分析證實主要為巖屑受中質(zhì)原油長期浸染造成，取樣原油密度0.87～0.92 g／cm3。綜上所述，Ⅱ類儲層，巖屑呈亮黃色熒光，主要原因是儲層裂縫相對發(fā)育，且裂縫中長期有油氣存在，浸染巖石本體形成的，烴類成熟度中等，為中質(zhì)油儲層。

圖2 Ⅱ類儲層巖屑地化、三維定量熒光及鏡下特征Fig.2 Microscopic characteristics，geochemical and threedimensional quantitative fluorescence of cuttings in typeⅡreservoir

Ⅲ類儲層（以暗黃色熒光為主）。巖屑肉眼看不到含油痕跡，顯微鏡下巖屑無明顯裂縫發(fā)育（圖3a）；三維熒光數(shù)據(jù)顯示，含油濃度2～6 mg／L，對比級N2.5-4.5，Ex=340 nm，Em=390 nm（圖3b），Em／Ex=1.15，依據(jù)渤海油田三維定量熒光原油性質(zhì)判斷標準（表3）為重質(zhì)油；地化分析輕烴組分主要為C1—C5，峰值較低，其余組分不全（圖3c），熱解分析譜圖峰值不明顯（圖3d），通過數(shù)據(jù)和圖譜分析綜合分析，該類儲層為巖屑受重原油長期浸染造成。因此，Ⅲ類儲層，巖屑呈暗黃色熒光，主要原因是儲層發(fā)育微小裂縫，裂縫發(fā)育程度低，裂縫大部分被充填，含油氣豐度低，烴類成熟度低，為重質(zhì)油儲層。

圖3 Ⅲ類儲層巖屑地化、三維定量熒光及鏡下特征Fig.3 Microscopic characteristics，geochemical and threedimensional quantitative fluorescence of cuttings in typeⅢreservoir

Ⅳ類儲層。巖屑肉眼看不到含油痕跡，顯微鏡下可看到巖屑裂縫中見含油痕跡（圖4a）；熒光燈下，直照無熒光，滴照反應慢速，呈乳白色；三維數(shù)據(jù)分析含油濃度5～9 mg／L，對比級N4-6，等值線圖有2個峰，主峰Ex=320 nm，Em=370 nm，Em／Ex=1.16，次峰Ex=380 nm，Em=410 nm（圖4b），Em／Ex=1.08，反映輕質(zhì)油和重質(zhì)油2種油質(zhì)混合；地化分析輕烴組分主要為C1—C8，峰值高（圖4c），與Ⅰ類不同的是熱解組分齊全，油質(zhì)偏重（圖4d）。通過數(shù)據(jù)和圖譜分析證實主要裂縫中原有的殘余油經(jīng)過長時間與裂縫中充填物質(zhì)相結(jié)合，原油已與巖屑生長在一起并成巖。因此，Ⅳ類儲層，巖屑無熒光，證實該期次重質(zhì)原油的充注時間較早，之后再充注天然氣，原油脫氣變?yōu)橹刭|(zhì)-瀝青質(zhì)，原油密度0.92～0.98 g／cm3，為重質(zhì)油儲層。

圖4 Ⅳ類儲層巖屑地化、三維定量熒光及鏡下特征Fig.4 Microscopic characteristics，geochemical and threedimensional quantitative fluorescence of cuttings in typeⅣreservoir

Ⅴ類儲層（以淺白色熒光為主）。巖屑肉眼看不到含油痕跡（圖5a），顯微鏡下無含油痕跡；熒光直照淺白色，熒光滴照無擴散（圖b、c）；三維數(shù)據(jù)對比級N小于2；地化分析輕烴和熱解分析無峰值。因此，Ⅴ類儲層巖性致密，無裂縫和油氣充注，為致密儲層。

圖5 Ⅴ類儲層巖屑及熒光特征Fig.5 Rock cuttings and fluorescence characteristics of typeⅤreservoir

3 巖屑熒光顏色與油氣充注關(guān)系

前人多項地質(zhì)研究證據(jù)表明，渤中19-6凝析氣田經(jīng)歷了“早油晚氣”的油氣成藏過程，凝析油主力成藏期略早于天然氣，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了早期重質(zhì)油、不同成熟度輕質(zhì)油-凝析油和晚期天然氣的油氣充注過程，主要依據(jù)是凝析油和天然氣的成熟度及流體包裹體顯微巖相學特征、均一溫度等［19］，無直接巖屑巖心證據(jù)。鉆井實踐證明，渤中19-6構(gòu)造潛山巖屑熒光顏色呈現(xiàn)暗黃色、亮黃色、藍白色等，與流體包裹體分析結(jié)果進行對比，對油氣充注過程有了一個更加精細的認識，進一步證實渤中19-6潛山發(fā)生了不同期次原油持續(xù)充注的過程。

在渤中19-6構(gòu)造潛山鉆井過程中發(fā)現(xiàn)，潛山裂縫中能看到明顯的瀝青質(zhì)團塊和重質(zhì)原油，在潛山頂部和潛山中下部均見過類似情況，這與潛山測試是凝析氣層的結(jié)論是完全相悖的，從側(cè)面證實潛山曾經(jīng)先期充注過重質(zhì)原油。在潛山微裂縫中能夠看到亮黃色、暗黃色等巖屑熒光，反映原油密度偏中質(zhì)，證實潛山曾經(jīng)有中質(zhì)原油充注。在潛山裂縫發(fā)育或者大縫中能夠看的藍白色熒光，反映原油密度為凝析油，證實潛山曾經(jīng)有凝析油充注。通過測試證實為凝析氣藏，證實有天然氣充注。

結(jié)合前人研究，應用細分巖屑熒光顏色法證實渤中19-6潛山油氣藏至少經(jīng)歷過4次較大規(guī)模油氣充注成藏過程。第一次為古近紀末期，渤中19-6構(gòu)造油氣開始聚集形成小規(guī)模油藏，但由于當時油藏埋藏淺、蓋層條件差而遭受了生物降解及構(gòu)造運動的破壞，表現(xiàn)為重質(zhì)油藏；第二次為新構(gòu)造運動初始期，表現(xiàn)為中質(zhì)油藏，渤中19-6構(gòu)造開始大規(guī)模聚油，但之后再遭破壞；第三次為新構(gòu)造運動中期，表現(xiàn)為凝析油藏；第四次為新構(gòu)造運動晚期，大規(guī)模天然氣充注，在高溫高壓下條件下后期充注的天然氣對先期油藏造成氣侵，導致原油可溶組分溶解進入天然氣，不可溶組分形成瀝青在儲集層中沉淀下來，最終形成現(xiàn)今的凝析氣藏。因此在潛山巖屑中殘留了輕-中-重質(zhì)均有的油質(zhì)特征，也與巖屑熒光顏色的變化完全吻合。

4 應用成效分析

通過渤中19-6構(gòu)造近20口井的成功鉆探，證實了太古界花崗片麻巖裂縫發(fā)育，含油氣豐度高，取得了油氣勘探的重大突破。其中，現(xiàn)場錄井過程中對潛山儲層油氣顯示的識別和流體性質(zhì)判斷起到了關(guān)鍵的作用。在渤中19-6潛山凝析氣田發(fā)現(xiàn)之前，渤海油田潛山勘探主要集中在潛山頂部風化殼附近，一般進山在150～200 m左右完鉆，以渤中19-6-M井為例，該井設(shè)計潛山鉆進300 m完鉆，但作業(yè)過程中，通過錄井監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在深部潛山地層同樣發(fā)育較好的油氣顯示，最終潛山鉆進986 m完鉆，該井測試獲得高產(chǎn)。

BZ19-6-M井從4 538 m進入太古界花崗片麻巖，主要依據(jù)熒光顏色，結(jié)合測井成像計算的儲層裂縫密度，將本井潛山儲層從上到下共可分為8段（圖6），具體特征如下：

圖6 BZ19-6-M井綜合分析Fig.6 Comprehensive analysis of well BZ19-6-M

1）井段4 538～4 650 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，熒光顏色為暗黃色為主（圖7a），主要是Ⅲ類儲層，測井成像資料解釋平均2.5條／m，裂縫被充填，壁心顯示該段多被方解石充填，含油氣性較差。

2）井段4 650～4 737 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，熒光顏色為亮黃色為主，部分亮白色（圖7b），主要是Ⅱ類儲層，儲層裂縫發(fā)育，測井成像資料解釋平均3.1條／m，開啟-半充填，含油氣性較好。

3）井段4 737～4 890 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，熒光顏色為暗黃色為主（圖7c），局部儲層發(fā)育為亮黃色（圖7d），主要是Ⅲ類儲層，測井成像資料解釋無裂縫，含油氣性差；局部發(fā)育Ⅱ類儲層（4 855～4 874 m），測井成像資料解釋平均2.3條／m，開啟-半充填，含油氣性較好。

4）井段4 890～5 050 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，熒光顏色為淺白色為主，局部儲層發(fā)育為亮黃色（圖7e），主要是Ⅴ類儲層，致密，測井成像資料解釋無裂縫，含油氣性差；局部發(fā)育Ⅱ類儲層，含油氣性較好。

圖7 BZ19-6-M井巖屑熒光圖片F(xiàn)ig.7 Fluorescence pictures of rock cuttings of well BZ19-6-M

5）井段5 050～5 087 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，熒光顏色為亮黃色為主，主要是Ⅱ類儲層，測井成像資料解釋平均3.9條／m，開啟-半充填，含油氣性較好。

6）井段5 087～5 111 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，巖屑裂縫上見石英晶體和灰質(zhì)充填物，熒光顏色為藍白色（圖7f、g），為Ⅰ類儲層，測井成像資料解釋平均4.3條／m，半充填，含油氣性好。

7）井段5 111～5 117 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，熒光顏色為亮黃色為主，主要是Ⅱ類儲層，測井成像資料解釋平均3.8條／m，開啟-半充填，含油氣性較好。

8）井段5 117～5 135 m，巖性為花崗片麻巖，通過巖屑熒光觀察，儲層裂縫發(fā)育，巖屑裂縫表面見瀝青質(zhì)涂層，直照無熒光，滴照擴散明顯（圖7h、i），為Ⅳ類儲層，測井成像資料解釋平均5.0條／m，未充填，含油氣性好。

通過錄井與測井成像計算的儲集層裂縫密度對比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ類儲層對應裂縫密度高，含油氣性好，證實了基于巖屑熒光顏色對儲層分類的準確性。通過對熒光顏色情況的分析，現(xiàn)場準確識別了儲層油氣顯示，累計進行了4次加深，進潛山近千米，增加200多米凝析氣層。該井的成功鉆探改變了對潛山油氣儲層和成藏模式的認識，巖屑熒光顯示判斷起到關(guān)鍵作用。

5 結(jié)論

1）渤中19-6潛山花崗片麻巖巖屑熒光顏色共有5類，不同的熒光顏色對應不同儲層類型和油質(zhì)類型，其中藍白色、亮黃色、暗黃色和瀝青質(zhì)熒光證實儲層裂縫發(fā)育并有油氣的浸染，由于潛山油氣藏以裂縫為主，油氣分布極不均勻，部分井段容易漏失熒光顯示。建議在實鉆落實潛山油氣顯示過程中做好相應的工作，尤其對于瀝青質(zhì)團塊的尋找。

2）渤中19-6潛山巖屑熒光顏色的變化和巖屑中殘留的原油品質(zhì)的變化，佐證了該潛山油氣田經(jīng)歷過4次較大油氣充注和改造過程，最終形成現(xiàn)今的凝析氣藏。建議在后期鉆井作業(yè)中可注意觀察巖屑熒光顏色變化，尋找潛山油氣藏油底的熒光顏色特征，及時完鉆節(jié)省進尺，提高作業(yè)效率。

3）通過對渤中19-6構(gòu)造巖屑熒光顏色變化規(guī)律的總結(jié)，為潛山油氣顯示判斷、流體性質(zhì)識別以及儲層類型劃分提供了重要依據(jù)。