应用热解分析技术识别真假油气显示

郭树生  郎东升  毕树彬
（大庆石油管理局地质录井公司）

　　摘  要  由于地层岩性、钻井施工中的混油等因素，在较大程度上影响着地质录井 对真假油气显示的发现和识别，给勘探工作带来一定的困难。如何找到一种能够去伪存真、提高油气解释符合率、降低勘探成本的方法呢？针对这一问题该文应用热解分析技术从油气显示程度、成分组成等方面加以区分鉴别，为这一问题的解决提供了 新的方法。文中对一方法的建立及应用情况进行了介绍。

　　在油气勘探工作中，发现和识别真假油气显示是地质录井的首要任务。目前主要采用荧光录井、气测录井、钻井液录井、岩心、岩屑录井等几种方法。由于这几种方法的局限性，伴随着油气勘探难度的加大、钻井新工艺的投产使用，使目前的油气显示识别技术暴露出了明显的不足。如对于残余油、混油现象识别及荧光矿物对荧光录井的干扰等因素造成油气显示的假象问题，都得不到很好的解决。

　　根据上述情况，我们开展了识别地质录井中真假油气显示方法的研究，试图采用现场地化热解分析技术，及时地识别真、假油气显示，经过一年的研究和应用已取得了显著效果。

一、热解分析识别真假显示方法的建立

　　在现场地化录井工作中，我们采用了石油天然气总公司勘探开发研究院实验中心高级工程师邬立言的五峰分析软件，经过试验分析建立了识别真假油气显示的方法。

　　1．热解五峰分析原理及参数意义

　　岩石样品在不同温度下恒温，蒸发岩样中的天然气、汽油、柴油、蜡、重油馏分，并分别鉴定出天然气峰、汽油峰、柴油和煤油峰、蜡和重油峰、胶质和沥青质热解烃等五个峰，再以各峰的积分面积计算出每克岩样中所含的各种原油的馏分量（mg/g岩石），并以各峰的比：汽油峰，炉温90~200℃分离出的C₈~C₁₅的烃组分；

　　S₂₁：柴油+煤油峰，炉温200~350℃分离出的C₁₆~C₂₅烃组分；

　　S₂₂：蜡+重油峰，炉温350~450℃分离出的C₂₆~C₃₉烃组分；

　　S₂₃：胶质、沥青质峰，炉温450~600℃分离出的C₃₅以后烃组分。

　　凝析油指数P₁：P₁=S₁/（S₀+S₁+S₂₁+S₂₂），P₁>0.9为凝析油；

　　轻质油指数P₂：P₂=（S₁+S₂₁）/（S₀+S₁+S₂₁+S₂₂），P₂>0.9为轻油；

　　中质油指数P₃：P₃=（S₂₁+S₂₂）/（S₀+S₁+S₂₁+S₂₂），P₃在0.5~0.8之间为中质原油；

　　重质油指数P₄：p₄=（S₂₂+S₂₃）/（S₀+S₁+S₂₁+S₂₂+S₂₃），P₄在0.5~0.7之间为重质原油；P₄>0.7为残余油。

　　2．原油热解分析特征

　　由于松辽盆地多数为中质原油，为了认识原油地化特征，我们对大庆长垣高1129~~检20井20块油砂样品进行了分析（表１），从分析结果看原油中汽油峰S₁在4.29～14.17mg/g之间，柴油+煤油峰S₂₁在15.19～37.48mg/g之间，重油+蜡峰S₂₂在9.52～24.22mg/g之间，胶质+沥青质S₂₃在0.7～3.4mg/g之间，凝析油指数P₁小于0.26，轻质油指数P₂在0.71～0.66之间，中质油指数P3在0.93～0.74之间，重质油指数P₄在0.31～0.35之间。

表１高１１２９－检２５井油砂样品热解分析

样品号	样重 （mg）	S0 （mg/g）	S1 （mg/g）	S21 （mg/g）	S22 （mg/g）	S23 （mg/g）	P1	P2	P3	P4
23	100.0	0.00	13.57	26.86	16.51	1.28	0.24	0.71	0.76	0.31
25	100.0	0.00	11.38	23.56	15.39	0.70	0.23	0.69	0.77	0.32
38	100.0	0.00	13.24	24.18	15.83	1.17	0.25	0.70	0.75	0.31
39	100.0	0.00	12.01	20.72	13.40	1.36	0.26	0.71	0.74	0.31
40	100.0	0.00	11.74	29.22	18.34	1.85	0.20	0.69	0.80	0.33
41	100.0	0.00	11.71	23.08	15.78	1.16	0.23	0.69	0.77	0.33
42	100.0	0.00	10.09	23.10	14.83	0.75	0.21	0.69	0.79	0.32
118	100.0	0.00	14.17	34.68	24.22	2.24	0.19	0.67	0.81	0.35
119	100.0	0.00	10.97	26.78	18.00	1.00	0.20	0.68	0.80	0.33
120	100.0	0.00	7.23	17.06	12.42	0.43	0.20	0.66	0.80	0.35
124	100.0	0.00	7.46	14.09	9.52	0.39	0.24	0.69	0.76	0.32
130	100.0	0.00	7.84	25.62	13.39	0.64	0.17	0.71	0.83	0.30
194	100.0	0.00	11.36	23.08	16.78	0.87	0.22	0.67	0.78	0.34
197	100.0	0.00	8.07	16.03	11.59	0.57	0.23	0.68	0.77	0.34
198	100.0	0.00	7.51	15.19	11.18	0.52	0.22	0.67	0.78	0.34
209	100.0	0.00	8.44	26.60	15.30	1.29	0.17	0.70	0.83	0.32
210	100.0	0.00	5.00	36.40	21.06	1.19	0.08	0.66	0.92	0.35
211	100.0	0.00	4.29	35.24	19.82	1.74	0.07	0.67	0.93	0.35
212	100.0	0.00	8.46	37.48	19.46	3.40	0.13	0.70	0.87	0.33
230	100.0	0.00	13.58	25.82	16.88	2.31	0.24	0.70	0.76	0.33

　　3.成品油热解分析

　　为了寻找成品油的地化特征，分别对柴油、机油、黄油、扣油进行实验分析（表２），从分析结果看出在柴油中主要以汽油峰S₁、柴油峰S₂₁为主，在机油中以柴油峰S₂₁和重油峰S₂₂为主，而在黄油和丝扣油中以重油峰和胶质、沥青S₂₃为主。

　　从上述对原油和成品油的实验分析中可明显看出，它们在成分组上具有很大差异，应用地化分析可在现场及时进行区分，对油气显示进行判断，去伪存真。表3是根据大庆探区原油特征建立的识别混油现象地化解释标准，仅供参考。

表3   成品油与原油地化判别标准

样品名称	P1	P2	P3	P4
原  　　油	<0.26	0.66~0.71	0.74~0.93	<0.35
柴  　　油	>0.9	>0.71	<0.1	<0.1
机  　　油	<0.1	>0.6	>0.9	>0.4
黄  　　油	<0.2	<0.5	>0.8	>0.6
丝扣油	<0.2	<0.5	>0.8	>0.6

　　4．发光矿物、钻井液添加剂及残余油层的识别

　　地质录井对油气显示的识别在一定程度上依赖于荧光录井，但该方法受到发光矿物等因素的干扰，具有一定的局限性。根据实验室分析，在44种常见矿物中有15种矿物具有与油气相近似的荧光特征（表4）。热解分析技术主要是对烃类物质的检测，而部分矿物尽管具有不同程度的荧光，但因不含烃类物质，在热解分析时，热解分析值呈低值或零。这就表明发光矿物对热解分析不会造成任何影响，克服了荧光录井的不足。

　　应用热解五峰分析对残余油层识别效果也较为明显，残余油层主要以重烃、胶质、沥青质为主，在热解分析中以S22、S23峰较高，P4指数大于0.7，应用这些特征可对残余油层进行判断和识别。

表4   常见矿物的荧光特征

岩矿名称	颜  　　色	荧光颜色	荧光亮度
方解石	白（有光泽）	浅  　　黄	中  　　等
高岭石	灰  　　白	玫瑰红	较  　　弱
蒙脱石	肉红色	黄  　　白	弱
石  　　膏	白（透明）	兰  　　白	弱
黄铁矿	金   　　黄	兰  　　灰	弱
伊利石	浅黄色	灰棕色	弱
钠长石	白	浅黄色	弱
丝光沸石	灰   　　白	灰  　　黄	弱
斜长石	白	兰  　　白	较  　　弱
硬石膏	黑灰色	灰  　　白	较  　　弱
钙镁石榴石	红白相间	黄  　　白	较  　　弱
天青石	白	兰  　　紫	弱
白云母	白（片状）	兰  　　白	较  　　强
钙质层	白（条带状）	白	强
浊沸石	灰   　　白	红  　　色	较  　　强

二、应用效果分析

　　应用热解分析技术识别录井中的真、假油气显示，1996年在大庆油田石油勘探中见到了较好效果，为及时准确地落实、发现油气显示及生产决策提供了可靠的依据。

　　古69井在1806m钻井液池液面有微弱气泡及少量油花，而且本井钻井液中局部有混油现象，是油气显示，还是混油造成的假异常呢？取样做热解分析，P₁为0.25、P₂为0.69、P₃为0.75、P₄为0.30，应用表3判别标准，判断为原油特征。后经中途测试证实，该段为油气显示，为及时生产决策提供了依据。

　　在外围盆地某井，现场地质录井在井深432~436m见到一层含油显示，岩性为灰褐色含油粉砂岩，具微弱荧光、无油味、干枯。究竟能否解释为有工业价值的油气层，有关人员意见不同，由于关系到完井方法等一系列施工作业的问题，后经做地化分析，S₀、S₁为0.12mg/g、S₂₁为0.11mg/g、S₂₂为0.78mg/g、S₂₃为0.97mg/g、P₁为0.12、P₂为0.23、P₃为0.87、P₄为0.88，应用五峰分析指数判别法（P₄>0.7为残余油），该层含油显示可定为残余油，没有工业价值，从而为生产决策提供了依据。

　　在冀东油田地化录井服务中，我们应用该方法在识别混油现象中起到了一定作用，受到甲方人员的好评。在一次某井施工中，当钻进至2024m时，岩屑录井见边疆的荧光显示，而在这一区域该层位从未见过油气显示，此事引起有关人员的高度重视，后经做热解分析P₁、P₂为0.92、P₃为0.28、P₄为0.15，应用表3标准判断为柴油和机油混合物，非油气显示，后经落实是井口掉入废油造成的污染，排除了假显示，及时地为生产决策提供了依据。

三、结　束　语

　　地化录井技术与现场地质录井的有机结合，能在很大程度上弥补其它录井方法的不足，快速、准确地做出含油性评价，为生产决策提供依据，提高勘探效益。