胜利油田定量荧光录井应用.doc

显微荧光技术在地质录井现场的应用摘要为解决现场录井中存在的一些难题，根据显微荧光分析原理，可以将该实验室技术应用于现场，对现场获得的岩心、岩屑样品进行常规的岩矿鉴定和荧光观察分析，为现场评价储层含油性和岩性识别提供新的分析方法。通过大量实钻井岩心、岩屑样品的岩矿鉴定技术和荧光技术的综合应用，对储层含油性评价取得了较好的效果，解决了现场特殊岩性识别难的技术问题，拓宽了地质录井技术的应用领域，为现场储集层性质评价提供了及时而准确的依据。关键词显微荧光技术荧光特征储层含油性岩矿特征含油性识别引言显微荧光技术是石油系统地质实验室的一项常规的分析方法，地质录井处在对外承包项目中，发挥人力资源优势，首次将显微荧光技术应用于现场录井，并获得了成功。国内外的显微荧光技术应用主要还是局限于实验室内，目的是探索性的开展水淹层的研究和储层物性的评价。为解决现场录井中存在的一些难题，应用荧光显微镜技术，在现场进行推广应用，解决了现场存在的特殊岩性识别和含油性评价等方面的问题，加强了现场录井手段，提高了录井质量，为勘探开发效果的提高提供了有力的技术支持。一、显微荧光技术原理显微荧光技术是通过荧光显微镜研究岩石与其含油特征的一种快速简便的分析手段，是石油系统地质实验室的一项常规的分析方法。荧光显微镜是以紫外光作为光源，紫外光激发能够发光的物质产生荧光，石油中某些具有共轭双键的有机物质可被激发而发荧光。观察分析这些发光物质本身的变化及其与岩石结构、构造的相互关系，从而分析判断有机质的类型、变质程度、有效储集空间、油气运移等一系列有关石油地质问题。因此偏光显微镜下准确地取得岩石的成分、结构、次生变化及缝、洞资料，是荧光镜下鉴定的基础，而岩石的发光特征如发光部位、发光颜色及发光亮度等则是荧光镜下所需观察研究的内容。由上述可知，荧光显微镜能对烃类与岩石组构进行同时观察，能将不同组分的烃类物质在岩石中的存在方式清晰地反映出来，直观地揭示了岩石中石油烃类物质的分布与岩石结构、构造的关系，是目前研究烃类与岩石之间成因关系的一种重要手段。二、现场地质应用成果根据显微荧光技术的原理和特点，通过近三十口井的应用效果分析，在现场地质录井中主要取得了如下研究成果：1.烃类产状、发光特征及含油规律性（1）烃类产状及发光特征大量现场应用成果表明，在东濮地区的目的层段中，保存在储层中的烃类根据其产状特征主要有两种存在形式：依附于碳酸盐晶体和岩屑颗粒的束缚烃，其是不可动的，因此是无效的。主要是依附于碳酸盐碎屑和晶体的烃类发光，少量是泥岩岩屑发光。依附于碳酸盐晶的束缚烃发光，发光颜色有亮黄色、橙黄色等荧光，发光亮度一般较大。存在于碳酸岩碎屑颗粒的束缚烃发光，如团粒、鲕粒、内碎屑等，一般发棕褐色、黄色、黄褐色等荧光，是同沉积期吸附于颗粒内的有机质。分布于粒间孔或缝内的烃类发光根据其产状和颜色，又可分为有效烃和无效烃：A有效烃：一般分布于孔缝中，发兰色、蓝灰色、蓝绿色、白色、黄色等荧光，常呈弥漫状发光，并浸染周围，能否获商业油流与含烃浓度有关。B无效烃：主要分布于粒间基质间和晶隙间，多为原生或次生残余烃，一般发黄褐色、褐色、棕色等荧光，在单偏光下呈黄褐色和褐色、棕色。（2）含油性规律通过大量实钻井现场应用效果分析，显微荧光技术对岩石含油性的识别具有较好的效果。对于油层而言，不同的油质由于组分和流动性的差异，具有不同的显示级别和物性标准，但总的原则是不变的，那就是都有较发育的孔缝空间、较好的连通性，孔缝空间内都含有可动油，表现在荧光镜下的特征是：孔缝呈连通网状发弥漫状荧光并浸染周围基质和颗粒周缘。产油多少与孔缝空间大小、含油空间发光强度及浸染周围基质和颗粒程度有关：物性好、浸染厉害、发光强度大，获高产油气流的可能性大。2.现场地质应用成果（1）对储层含油性的有效识别，提高了勘探开发效果。对储层含油性的识别包括对储层物性的评价和烃类物质的判别，储层物性的评价在目前还只能作定性或半定量的评价，烃类物质的判别主要是根据孔缝内烃类物质分布及发光颜色、强度和连通性进行解释评价。储层物性评价在现场录井过程中，由于无可靠的物性资料可以参考借鉴，对储层物性好坏的解释仅根据岩石可钻性参数钻时或DCS指数进行定性判断，一是钻井参数对其有一定的影响，特别是近几年随着新的钻井工艺的普遍推广应用，这些参数对岩性的识别已失去了优势；二是这毕竟没有量的概念。通过荧光显微镜下含油显示层的岩矿特征与发光特征的结合，并辅以计算机处理技术即可对含油储层物性进行定量评价。储层物性好坏是沉积环境与成岩环境共同作用的结果，在沉积特征中，储层颗粒粒度大小和分选特征、胶结物特征和含量多少是影响物性好坏的主要因素；在成岩过程中，压实及胶结作用是导致砂岩孔渗变差的主要因素，溶蚀作用则是改善储层物性使之成为含油气层的主要作用：机械压实随着埋深的增加对孔渗性影响较大，但随着岩石的固结成岩，影响将减小；而碳酸盐强烈的胶结作用则是盐湖砂岩成岩作用的重要特色，是影响储层性质的主要因素之一。一般碳酸盐含量高，孔隙度通常较低，无铁碳酸盐（早期沉淀物）含量与孔隙度关系密切，呈明显的负相关性。在深层，硅质胶结则是造成其致密或低渗透层的重要因素之一；上述成岩作用从不同方面或不同程度破坏了储层的性质，而溶蚀作用则通过溶解孔缝内碳酸盐胶结物而使储层物性变好。通过上面观察研究结果，结合荧光镜下孔缝内发光情况大致可以判断含油储层物性好坏。一般情况下，粒度粗、分选好、填隙物少、成岩作用弱（主要指压实作用和胶结作用），孔缝发光好，含油储层物性就好。反之，物性就差（以溶蚀作用为主形成大量次生溶蚀孔的特殊情况例外）。总体而言，含油储层物性如何，在现场录井过程中，只有经过镜下显微特征鉴定，并通过孔缝内烃类物质发光情况，才能直观地进行判定，它的效果几乎可以与压汞分析获得的孔喉资料相提并论，而且它反映的是储层中充填有烃类的孔喉空间。在定量评价软件还没开发出来前，可以通过大量图片资料与岩心或电测物性资料对比后，根据资料对比或人工统计数据对物性进行定性或半定量评价，从而为含油储层评价提供依据。如T8井是黄河南地区的一口预探井，通过镜下分析鉴定，其目的层储层为成分成熟度及结构成熟度均较低的碎屑岩，分选中等，粉砂、泥质、碳酸盐胶结物混杂于粒间，不利于粒间孔的发育。粒度较细，主要为粉砂岩和细砂岩，成岩作用以压实、胶结作用为主，致使岩石非常致密，仅在粒间缝内充填有少量烃类物质，在荧光镜下发较暗的灰白色、灰色荧光，结合其它录井资料应解释为干层，后经试油证实。储层含油性识别在对含油储层物性进行评价的过程中，已获得了大量关于储层非均质性和含油性的资料，将这些资料进行归类统计，再收集现场录井方面和物化分析方面的资料，通过众多资料的综合分析，系统整理，即可形成最终的有效解释结论。大量薄片资料及其应用实例可知，显微荧光技术对于储层及其含油非均质性的识别具有比较好的效果。尤其对系统取芯的层段来说，通过连续做样分析并采集图片资料进行整理，可以很直观地反映储层内部的非均质性，卫371井2972.29-2983.89米取芯井段内的油斑、油迹和荧光粉砂岩的发光特征图，其非均质性较强，含油极不均：粒度粗的细砂岩微缝较发育，物性较好，含油性也较好；粒度细的粉砂岩孔缝发育较差，含油性也较差。此外，在含油储层中部2975.53米深度处，发育有宽度大约0.5毫米的裂缝，且存在有水浸的痕迹，裂缝水浸后两壁和基质内残余沥青发黄褐色荧光，裂缝中心溶解于水的残余油发蓝灰色荧光。（2）对部分特殊岩性的准确识别，为现场录井质量的提高提供了及时的依据。显微荧光技术能及时对现场特殊岩性和显微结构、构造进行鉴定，从而为层位确定、油气层的研究和勘探开发措施的制订提供依据。如宁6井碎屑岩经镜下鉴定实为火山碎屑岩，为对外录井提高了服务质量；卫343井灰云岩的确定为开发措施的制订提供了依据。还有胡115、卫371等井的鉴定资料均具一定的意义。胡115井于3822-3824.17米见到较好的气测显示后取芯，取芯井段3824.17-3831.34米，经岩心薄片分析鉴定，地层岩性主要为泥岩夹泥灰和灰泥、膏泥等条带，且夹层内垂直裂缝和层间成岩缝较发育，据此可以推测油气显示可能来源于裂缝；胡120井4000-4010米岩心样，现场定名为荧光粉砂岩，经镜下鉴定应为团粒灰岩；卫372井3403.73-3406.47米岩心样，现场定名为油迹粉砂岩，经镜下鉴定应为砂质鲕粒灰岩。从上面资料可知，一些过渡性岩类和碳酸盐岩必须通过镜下鉴定才能准确定名。（3）对矿物发光导致的假显示具有较好的识别能力。通过现场实物样品的磨片鉴定和录井对照发现，对有些特殊岩性的岩样，确实存在矿物及岩屑颗粒发光对荧光照射和含油性产生的影响，最典型的例子是碳酸盐碎屑颗粒或矿物颗粒含量较高的岩石中，由于在沉积或沉淀过程中流体介质富有机质，因此，碳酸盐碎屑颗粒或矿物颗粒多发荧光，在紫外光的照射下，多呈星点状发光，而实际情况是该有机质为残存于颗粒内的束缚烃，而不是有效烃，对产层是没有贡献的，此时的显示就是对地质录井造成了影响的假显示。但在荧光显微镜下可以直观的对其作出判定。（4）通过细小岩屑样品的磨片试验，能对其进行荧光分析，从而为油气层解释评价提供佐证。众所周知，旨在节约钻井成本、提高钻井速度的钻井新工艺、新技术在钻井生产中的普遍应用，使得钻出的岩屑较细小，使磨片工作难度增加。为了给现场录井提供更多的资料和依据，对直径在0.3毫米左右的细小岩屑样进行了磨片试验，通过实验获得成功，并总结出其适用范围。一般而言，对固结较好的储层，通过2-3次粘胶后即可磨制成功，W285井即是成功的例子。W285井是一口滚动评价井，钻探目的是探其所在区块高部位沙三3段含油气情况，为下一步沙三段投入开发作准备。由于PDC钻头加裸杆钻具的使用，使得大量层段挑不出岩屑样，但在显示较好的目的层段26122976米井段内挑出直径在0.3毫米左右岩屑样8包，通过3次粘胶磨片成功，经荧光鉴定分析，岩性较细，粒度范围主要在0.060.15毫米之间，以粉砂岩为主，岩石分选较好，颗粒次圆角状为主，胶结物主要为方解石和少量铁泥质。对油斑粉砂岩而言，胶结物含量8%左右，方解石呈粉晶充填，少量微晶，岩石成岩作用以压实为主。原始孔缝内因方解石充填不完全，主要发育有较多的剩余粒间孔缝，但由于压实较强，粒间孔缝较细小，但连通性较好，在紫外光照射下发兰色荧光，且呈弥漫状发光并浸染周围基质和碎屑颗粒边缘，发光强度较大，为可动的油类，从现场地质录井槽面显示和气测显示资料分析也应是较好的油层。后经投产开发证实，与评价结果一致。而对油迹粉砂岩和荧光粉砂岩而言，由于方解石和硬石膏胶结物含量较高，分布