地质因素对气测录井影响_气测录井组分

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地质因素对气测录井影响

前言

气测录井作为综合录井的重要组成部分,是随钻油气发现和评价的重要手段。它可以直接测量地层中天然气含量和组成，并能用来油气水层的解释。从20世纪30年代开始就显现出气测录井在油气勘探开发中的重要性。进入80年代随着人们对油气勘探认识程度的提高，以及电子技术，计算机技术在气测录井的应用，使气测录井在随钻油气发现和评价以及实时钻井参数监控中起着不可替代的作用。但由于气测数据从采集到分析受到各种因素的制约，解释符合率不能达到100%,本文将对地质因素对气测录井的影响进行探讨。

1.钻井过程中几种常见的气体显示

众所周知，只要地层中有气体存在，在钻井过程中，气体就会随着破碎岩石溢入井筒，以钻井液为载体返出地面。而气测录井就是在钻井过程中随钻检测钻井液中烃类气体的含量及其组成，并将其与对应的地层联系起来画出井深与烃类各组分对应的气测录井图。在录井过程中，地层中不仅有烃类气体的存在，还有非烃气体，我们会遇到各种各样的气体显示。如何正确认识这些气体显示，分析其成因，对我们及时发现油气层和进行地层评价以及更准确的判断、认识气测影响因素都起着重要的指导作用。下面就对钻井过程中常见的气体显示作一个简单分析。

1.1背景气

当钻穿的岩层岩性较单一，稳定时，在录井图上通常记录一稳定的气值，就称为背景气。在实际工作中，基本以稳定泥岩段的气体显示作为背景值。背景值不是一成不变的，它因钻井液种类的不同、钻井参数不同而变化。

1.2真显示

钻进气：钻头破碎岩柱而释放出的气体所形成的气体显示，称为钻进气。也称地层气。当破碎岩层及地层中油气渗滤和扩散而形成的高于背景气的显示，这部分气体反应油气层的情况，是发现油、气、水层的重要依据，也是我们研究的重点。

1.3假显示

A 停钻气：当接单根或者其它作业采取停泵并上提钻具时，导致地层中的烃类物质渗入到钻井液，该气侵段循环到地面，会产生一个记录峰值。该显示被称为停钻气。这种气体显示能够在一个循环周期内表现出来。上提钻具的抽吸效应

时形成停钻气的主要原因。停钻气不仅来自井底，而且可能来自上部地层。事实上，一次停泵或上提钻具可能引起两次或更多次的停钻气峰值。

B 起下钻气：当停止钻井液循环实施起下钻作业过程中，由于已被钻穿的油气层的侵入，当再次开泵循环时，会导致色谱记录曲线出现一个峰值，这一记录称为起下钻气。

C 污染气：当钻井液在地面循环系统受到污染后，而导致录井中出现的异常值。这一记录称为污染气。典型的是(1)当中途测井时，由于钻井液在井下静止时间过长，泥浆有机质的降解，会出现硫化氢的报警，但是此时并非为紧急情况。

(2)当钻井液中添加原油或者柴油作为润滑剂时，可能会掩盖地层中的油气体显示。

D 再次循环气：含油烃类的钻井液被泵回井眼再循环，循环一周后，在录井图上记录的峰值称为再循环气。其产生的原因主要是由于钻井液把在井下烃类气体携带到地面，由于地面钻井液循环系统除气不充分，将钻井液再次泵入井中，循环一周就会出现的循环气。再循环气可能一次或多次出现，并将随着多次循环和混合，烃类物质不断散失这些再循环气将逐渐变宽成平滑的背景气。

E 试验气：在需要做迟到时间作业时，人们往往使用碳化钙(电石)，使其曲线记录一个峰值，被称为碳化钙气，碳化钙气可实现对烃显示的一个检验。对实际工作不会造成影响。

F 钻后气：已被钻穿的油气层中的流体向井眼中渗滤和扩散而产生的气显示。亦称为后效气。

气测录井首先要检测以上各种气体显示并加以甄别，排除假显示，提取真显示,并对其影响因素进行分析，及时发现油气层和进行地层评价。

2.地质因素对气测录井的影响

主要是指石油天然气的性质，储集层的特性，地层压力的影响。

2.1石油天然气性质的影响

石油是一种以烃类为主的混合物主要是由C、H和少量的O、S、N等元素构成的。常温常压下，C1～C4以气态的形式溶解在石油中。

天然气一般指岩石圈中一切天然生成的气体。主要是烷烃类，其中以甲烷（CH4）为主（一般占80%以上），此外还有乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等等。轻烃—甲烷含量多的天然气为气田中的天然气。这是我们用气测资料区别油层和气层的重要标志。

我们把在温度20℃条件下相对密度＜0.84的原油定为轻质原油，0.84—0.9的原油定为中质原油，0.9—0.94的原油定为重质原油，＞1.0为超重原油或稠

油。从现场经验来看，密度越小，原油的成熟度越高，轻烃组分越多，气测显示越好，反之越差。

原油中油气比也是影响气测录井的重要因素。油气比是指每吨原油中含有多少立方米的天然气。油汽比越高，含气的浓度就会越高，一般油汽比大于50m3/t储集层，气测异常明显。

2.2储层性质的影响

储层性质影响气测录井的主要因素为：储层的类型、储层空间、储层的厚度、孔隙度及含油气饱和度、储层成藏阶段以及煤层气的影响。

(1)储层的类型的影响

常见储层为砂泥岩储层、碳酸盐储层、火成岩储层、变质岩储层。油气层在实时录井过程中均有异常，异常值的大小与地层的岩性，物性(录井表现为可钻性)，钻井液的使用密度有关。但是在同等条件下储层为砂岩，可钻性较好，显示也好，储层为碳酸盐岩、火成岩、变质岩时，可钻性差，显示也差。

(2)储集空间的影响

储集层的空间主要为孔隙型、裂缝型、缝洞型。在相同的钻井液体系的环境下，由于碎屑岩类砂岩等储层的孔隙主要为粒间孔隙，可钻性越好，孔渗越好，从破碎岩屑中释放的破碎气，从地层进入钻井液中的压差气浓度也越大；储层为非碎屑岩类的碳酸盐岩、火成岩、变质岩时，主要是以裂缝、缝洞含油为主，其破碎气浓度与裂缝的大小成正比。裂缝大则气体显示好，裂缝小则气体显示差。

(3)储层的厚度的影响

储层的厚度越厚，相对来说，其含油气饱和度越高，也就是说钻穿单位体积岩石进入钻井液的油气越多则气测的显示越好；反之越差。

(4)孔隙度和含油饱和度的影响

对于裂缝型碳酸盐岩油气体显示层来说，如果油气产能较高，油气主要存在于较大的裂缝里，受钻井液冲刷作用大，可动油气大多分散在钻井液中，而岩屑中只残留少量的油气，显示级别较低，大多为荧光级，气测异常明显，钻井液相对密度、电导率、井温等参数也都有比较明显的变化；如果没有产能，油气主要存在于微细裂缝及小溶孔中，受钻井液冲刷作用小，油气主要被岩屑吸附，钻井液中的油气很少，岩屑显示级别可能反而较高，气测异常不明显，钻井液相对密度、电导率、井温等参数都没有变化。

(5)储层成藏阶段的影响

储层的成藏分为三个阶段：成长，稳定，消亡(衰退)。在储层的成长和成熟阶段，储层的孔隙度越大，气测显示越好，反之越差。

A 成长阶段： 石油在储层中首先沿高渗透带运移，当高渗透带含油饱和度

达到一定程度时，低渗透带才会逐渐充注石油。在同一渗透带内，油首先充注顶部。

B 成熟阶段: 油气藏进入相对的稳定阶段，油气水主要在密度驱动和分子扩散作用下在层内流动，力图消除油气藏成长阶段形成的流体分布不均衡现象,重新建立力学和化学的动态平衡。

C 消亡阶段: 油气聚集成藏后，如果圈闭条件受到破坏，油气藏就进入衰退阶段。此阶段油气向圈闭外运移。连通性好的、高渗透带里的油气首先发生运移，运移到一定程度时，连通性差的、低渗透带里的油气才开始运移。而且连通性好的、高渗透带里的油气的运移速率远大于连通性差的、低渗透带里的运移速率。当圈闭受到彻底的破坏时，油气藏就会消亡。如果油气藏以前充油不满，这时就只有低渗透带残留少量石油，高渗透带基本无油；如果以前充满了油，储层已经从水润湿性转变成了油润湿性，岩石对石油的吸附能力就会大大增加，层内将会残留大量的束缚油。即使高渗透带没有可动油，低渗透带还有一定的可动油，也会出现高渗透带的含油丰度高于低渗透带的含油丰度的现象。

(6)煤层气的影响

在钻井过程中钻遇煤层时，由于钻头对煤层的破碎，煤层中所含气体随着煤层的破碎进入钻井液中。经过仪器分析，煤层气层段气测全量值明显增高，甚至达到饱和状态.但是我们知道,在煤化过程中烃类气体的产生贯穿整个变质作用始末.而在整个变质过程中生成的气体主要是甲烷气。所以分析其组分可以发现:组分大部分是甲烷成份。此外，还有少量二氧化碳、氮气、氢气等，而重烃气体几乎没有。在其它砂泥岩段气测全量及组分中甲烷含量相对于煤层气层段较小。在油气体显示层位,甲烷气的值小于煤层气,但是重烃组分明显大于煤层气或者组分齐全.煤层气储层在地质录井中表现为钻时快、气测全量剧增，有时可达饱和，组分含量中甲烷含量也是剧增甚至饱和。职称论文发表 翰林教育

2.3地层压力

气体具有可压缩性。气层或者轻质油层由于饱含天然气体，导致地层压力升高，气体更容易向井中聚集，形成高的气测显示异常。所以气层和轻质油层对气测录井的影响比较大。若储层的气体为欠饱和状态则影响不大。但是在现场中地层压力转换为另一种表现形式。即正压差和负压差，在钻遇油气层时，当正压差较大是，气测录井所测到的气体是地层的破碎气，气量有限，而地层中的气体，由于钻井液液柱压力远大于地层压力加上钻头水眼的高压喷射作用而很难进入井眼。同时，由于天然气的成分主要是甲烷，逸散速度快，在钻井液中停留时间较短，在钻井液向上循环过程中，气体体积压力释放而膨胀，当携带破碎气的钻井液达到井口时，相当一部分气体散失到大气中，实际进入色谱仪的分析样品量很少、当负差或近平衡钻进时，气测录井所测的气体不仅有地层破碎气，而且有

大量的地层压差气，表现为气体显示活跃，气测值较高。

3.结论

由于影响气测录井的因素是多方面，而且每一种单项资料都具有多解性，因此很难完全定量去评价地层情况。通过对地质因素对气测录井影响的研究,校正其中部分影响因素，使气体数据进行解释前，让影响气测值的因素减小到最低限度，最大程度上保证气测值的准确性，从而更加准确地揭示地层流体性质。