轻烃分析技术快速数据处理方法及应用实例(终稿)

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轻烃分析技术快速数据处理方法及应用实例关键词：轻烃分析技术数据处理方法excel条件格式摘要：2014年渤钻一录首次将轻烃分析技术应用于冀东大港地区，共完成6口井的轻烃录井工作。作为轻烃分析技术新应用地区，缺少参考分析数据更不能照搬其他地区的技术参数，但是我们在6口井的轻烃数据基础上，按照轻烃分析技术评价储集层含油气性基础原理总结出一套工作方法，应用excel强大的数据处理功能，对轻烃分析数据高效快速处理，并且分出技术应用难度等级，从而方便有效进行储层评价，并在对综合解释评价的数据支持上和最后的试油结论统一上显示出技术优势。正文前言：轻烃分析技术能够在分子层面对储层中水的活动进行观察，因此在储层含水性的识别方面具有独特的技术优势；而且对钻井工艺施工没有限制，且操作简单，人为影响因素小，也就是没有特别的技术短板。当前，对轻烃分析技术应用比较成熟的大庆油田已经建立起地区含油含水性判别图版，并且图版精度达90%以上。因此轻烃分析技术是一项非常有潜力的录井新技术。但是解释图版的建立需要大量的分析数据和试油验证数据，这些工作无法短时间完成；另一方面已有的各种文献档案对基础理论，设备仪器，技术参数多有研究，对操作程序、分析细节却少有论述。本文将针对这两方面问题进行探讨。因综合解释评价需要，2014年渤钻一录首次将轻烃分析技术应用于冀东大港地区，共完成6口井的轻烃录井工作。作为轻烃分析技术新应用地区，缺少参考分析数据更不能照搬其他地区的技术参数，但是我们在6口井的轻烃数据基础上，按照轻烃分析技术评价储集层含油气性基础原理总结出一套工作方法，可以对轻烃分析数据高效快速处理，并且分出技术应用难度等级，从而方便有效进行储层评价，并在对综合解释评价的数据支持上和最后的试油结论统一上显示出技术优势。一．轻烃分析技术原理简介轻烃分析是将含油砂岩密封在小瓶内，要留出一部分的顶部空间，原油轻质组分挥发到小瓶顶部的空气中形成混合气体。（见右图）取一定量混合气体注入轻烃分析仪，在载气的带动下进入色谱柱，色谱柱能将混合物分离成单个组分，再经过检测器产生信号并由计算机自动记录各组分的色谱峰及其相对含量。（见下图，横坐标为时间轴，纵坐标为电压值，每个峰的峰面积即代表轻烃组分的含量） 当轻烃分析扫描完成一个图谱之后，软件会自动计算每个峰的峰面积（代表含量多少），然后需要人工根据出峰时间和标准图谱对每个峰进行定性确定其代表哪种轻烃组分。轻烃分析可得到C1～C9各单体烃的浓度和相对百分含量。轻烃的绝对含量，即轻烃的各组分浓度，受油砂含油丰度、原油性质、温度及散失程度的影响。轻烃的相对百分含量只受原油组分组成的影响。各轻烃参数的相对百分含量的物理意义表征单体或同系物在原油组分中的质量分数及该组分因油水共存或注水影响所发生的变化。各轻烃参数的绝对含量的物理意义表征原油中轻烃丰度和某组分是否存在于原油中，应该存在而未能检测出即预示储集层性质不同及开发注水影响导致轻烃组成发生了物理变化。轻烃即C1-C9的103种化合物。化合物有烷烃（正构、异构）、环烷烃、芳烃。利用轻烃组分的沸点、溶解度、化学稳定性这些基本的物理化学性质，找出不同环境或不同储集层性质条件下这些轻烃参数的变化规律是用轻烃参数判别储集层性质的研究方法。根据已有的资料可以得到下列规律（篇幅有限不作原理说明）：①在多组分共溶的状态下，同碳数的烃类在水中的溶解度顺序：芳烃>异构烷烃>正构烷烃>帯支键的环烷烃>环烷烃②原油烃类被微生物降解的相对能力：正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>芳香烃③带季碳的烃类化合物：22DMC4（2，2二甲基丁烷）、22DMC5（2，2二甲基戊烷）、22DMC6（2，2二甲基己烷）、33DMC5（3，3二甲基戊烷）为4个化学稳定性较差、易溶于水的异构烷烃，均能检测到这4个异构烷烃说明为油层，否则说明储层含水。然后根据规律选择相应的轻烃参数对储层进行含油含水性评价。（部分参数如下）项目基础评价参数含油性1.总面积；2.出峰数含水性1.AC/CYC;2.iC/CYC;3.nC/CYC;4.AC/nC；5.iC/nC　注：AC-芳烃面积和；CYC-环烷烃面积和；nC-正构烷烃面积和；iC-异构烷烃面积和一．轻烃数据快速处理方法（以冀东XX井为例）第一步：在全井所有样品扫描完成后进行图谱定性得到该井的数据库，格式如下：nC9H第二步：将原始数据导入带公式的excel的表格中，轻烃参数并没有很复杂的计算，可以简单设计公式，格式如下第三步：复杂详细的数据是轻烃分析技术的优势，但是简单的数据罗列很难归纳整理出有用的信息。运用excel强大的数据处理功能可以解决这个问题，通过条件格式用颜色表示 具备储层特征的数值，能够将储层很直观的凸显出来。参考相关资料，并通过6口井的轻烃录井实践，我们发现全烃高于4000，出峰数大于40为油气层特征，将符合条件的单元格用红色底色表示；苯和甲苯作为溶解度最高的轻烃化合物、四个季碳化合物作为化学稳定性最差的轻烃化合物如果都能存在说明具备油层特征，将符合“这六个化合物的乘积大于零”这个条件的单元格用绿色表示。全井轻烃数据如下图显示：4369-4384m 轻烃解释：油水同层4537-4556为全井唯一试油层段，轻烃解释：含油水层；试油结论：含油水层仅仅通过颜色判断，也就是全烃面积、出峰数、是否存在苯、甲苯、四种季碳化合物三条指标，无需其他指标就能判断4370-4384井段为全井唯一油水同层及以上显示层段；其他显示层均在含油水层及以下。与试油结论相符合。一．冀东大港两口井应用实例㈠.南堡XX井（冀东）南堡XX井3616-3622m钻井取心，岩屑岩心轻烃数据表如下。 根据上表可以看出，虽然岩心对应的岩屑井段的轻烃数据并不高，只有含油水层级别；但是岩心的轻烃数据很高，苯和甲苯及化学稳定性最差的四个季碳化合物含量都很高，符合油层特征。显示出数据相互矛盾，于是查看∑C6∑C7∑C8∑C9及∑C6/∑C7，得到下表表中∑C6∑C7∑C8∑C9四列设置条件格式，应用excel函数中rank函数（返回某一数字在一列数字钟相对其他数字的大小排位），用红色、紫色、蓝色、无色表示数值从大到小；∑C6/∑C7列设置条件格式小于零显示为底色黄色分析上表：正常油层应该∑C6>∑C7>∑C8>∑C9即从左到右依次显示为红色、紫色、蓝色、无色，同理∑C6/∑C7应该大于1，但是取心段颜色显示很乱，∑C6/∑C7显示黄色即小于1，说明油层遭受到很强的水洗作用及生物降解作用致使轻组分比重组分损失更多更快。因此轻烃解释含油水层。3613-3620m试油结论含油水层，压裂后油水同层。通过上述分析可以看出，由于岩心与岩屑取样时轻烃散失程度差别很大，所以最终得到的轻烃数据差别也很大，因此岩屑与岩心的轻烃数据不能简单对比。㈡.板XX井（大港）本井显示较好的两个储集层 轻烃数据如下表所示：（其中甲基环烷指数大于2用黄色底色表示，BZ/CYC6小于0.1用黄色底色表示）分析上表：3274-3286m显示层可以观察到各项参数3282m为分界，上层数据小于下层数据；显示层可以观察到各项参数以3686m为分界，上层数据小于下层数据。这种现象可以这样理解：在一个含水储集层中，油水界面以上以油为主，经过水洗作用导致苯和甲苯含量降低；油水界面以下以水为主，而苯和甲苯在水中溶解度高，所以下层含量较高。环烷烃作为水中溶解度最低和抗生物降解较强的化合物一般作为分母，因此BZ/CYC6、TOL/MCYC6两项参数随储层由浅到深，数3680-3694m值由低到高。其他几项参数具有类似的物理意义，所以也呈现类似的数据特征。因此，轻烃解释：油水同层。再做层间比较会发现整体数据3274-3286m低于3680-3694m，由此判断虽然这两层都解释为油水同层，但是3274-3286m显示差于3680-3694m。通过上述分析可以看出，轻烃分析技术的优势在于点与点，层与层之间的数据比较，单点的轻烃数据反而意义不大。一．注意事项轻烃快速数据处理方法是应用excel强大的数据处理功能进行的纯数据加工整理方法，要保证最后结果的正确首先要保证原始数据的准确。而原始数据的准确来源于三个方面：1.取样准确，首先要保证井深对应岩屑的准确，其次要保证取样地点，取样方法的一致及取样量的大致相同。2.做样一致即分析条件一致，要保证仪器状态稳定。3.定性一致，虽然轻烃103种化合物的定性不能避免人为误差，但是nC1-nC9主峰和第42个峰（甲苯）之前一定不能定性错误。二．勘探开发应用前景轻烃分析技术具有多方面的优势，能够很好的判断水淹层，在地质评价和油田后期开发都有重要的应用，另一方面，轻烃分析技术能够较好的适应PDC钻头广泛应用带来的岩屑破碎严重，岩屑所携带的储层信息损失严重的录井条件，因此在一系列围绕着岩屑样品分析的录井技术中轻烃分析技术能够基本不受影响是很有未来发展潜力的录井技术，这些已经被现有的诸多油田的轻烃技术应用所证明。但是当前轻烃分析技术还没有建立起国家标准，各方面的研究很多，但多是原理性和地区性的应用总结，还没有具有广泛性、综合性的专著出现，显示出技术开发与技术应用技术推广之间的差距。这种情况下，对轻烃研究分析人员的能力有了更高要求。本文提供一种简单易懂的轻烃分析方法，使轻烃分析技术应用分出难度等级，一方面使技术应用变得更加简单，另一方面为技术人员的技术积累提供一种方案。 参考文献：【1】李玉恒，夏亮.轻烃分析技术及参数应用.录井技术，2002，12【2】刘丽萍，周海燕，邱红，殷建平.轻烃分析技术在水淹层评价中的应用方法.大庆石油地质与开发，2005，8【3】贾世亮，李胜利，佘明军，刘光蕊.轻烃分析技术在油气勘探中的研究及应用.内蒙古石油化工，2007年第1期【4】郎东升等.荧光显微图像及轻烃分析技术在油气勘探开发中的应用.石油工业出版社，2008，8