探究色谱综合录井中差分色谱技术运用

摘 要：随着石油勘探深度、环境的复杂性增加，导致超深井、水平井、大位移井及复杂区块越来越多，井下钻井使用混油及泥浆污染的情况会增多，给录井油气层的识别带来困难。现描述了差分色谱技术解决现场录井中的识别问题，对录井工作起较好的指导作用。
关键词：录井；差分色谱技术；解释
：A
在石油勘探开发过程中，工程的安全性越来越受到人们的重视，在强调工程录井对安全、高效钻井的重要性的今天，在配套录井方面，通过热解色谱技术、定量荧光技术、核磁共振技术等，录井技术被进一步加强，但是随着钻井技术的高速发展，一些小的关键问题给录井工作带来了很多困难，PDC钻头带来的细小岩屑识别问题、负压钻井的录井方法问题、油基钻井液录井显示识别问题等都是录井技术亟待解决的问题。

1 综合录井解释

传统的现场色谱分析系统是通过连续采集出口钻井液中的脱出气体进行分析的，而出口钻井液中所包含的碳氢化合物气体成分的来源是多种多样的：即可能产生于被钻头破碎的含油气地层本身（也就是通常所说的“破碎气”和“产出气”），也可能是由于起下钻或油气水浸所产生的二次循环气，还可能来自人为混入的各种钻井液有机添加剂（如原油、磺化沥青等）所产生的外源气等等。目前，通过实验手段获得不同岩性的标准钻时还难以实现，因此，通过数理统计拟和回归的方法是实际可行的。油水层解释流程：采集资料处理——应用技术及有效参数优选——单项资料解释——解释图版建立——综合分析判断——油层产能预测，为准确判断岩石物性，应尽量消除这些参数给钻时所带来的影响，便于遵照统一的基准进行对比分析。围绕提高地面录井采集数据源可靠性和可用性的问题，多年来国内外录井界做出了不懈的努力，采用了诸如定量脱气器、热真空蒸馏脱气（VMS）、地化油显示分析及定量荧光分析等许多方法来消除对采集和分析数据的干扰因素，尽量间接反映地层真实的含气量。但是这些方法要么无法排除背景气或外源气（来自除地层气以外的其它污染气体）的干扰，要么受其分析方法的局限，无法做到象色谱分析那样具有连续、快速、直接、方便的特点。
差分色谱分析技术在综合录井中的应用在一定程度上反映出地层进入泥浆中烃类气体量的大小，可以解决现场录井中真检测油气显示的识别问题，对钻井液有机添加剂的使用以及混油、泥浆污染等情况下的录井工作起较好的指导作用，同时，对了解各气体组分在井眼内的运移规律以及对录井技术的发展具有较大的促进作用。

2 差分色谱技术在综合录井中应用

2.1 工作流程与实现

差分色谱就是某一时刻出口色谱分析结果与推算到一个循环周期之前入口色谱分析结果之间的差值。在钻井液从入口处（上水罐）被泵入井眼到返回至出口脱气器的整个过程中，如果不考虑钻井液中有机添加剂的物理化学变化、气体散失、气体上串、出入口钻井液性能和温度等因素的影响，理论上在正常情况下，入口钻井液中的气体含量背景值应该与出口钻井液中所测得的气体含量相同。这样当地层中有油气进入钻井液中并被地面色谱分析检测到时，通过“差分”处理得到的色谱分析结果就应该是消除了钻井液中背景气的干扰、来自地层的真实油气显示。为实现差分色谱的目的，硬件上要求在钻井液上水罐处安装一套与出口脱气器脱气量和脱气效率相近的脱气装置，同样在录井仪器房内也必须有两套性能基本相同的色谱分析系统。

2.2 参数的应用

当钻开油气层时，地层中的流体就浸入到钻井液中，使钻井液中的烃类含量相对增大，气测分析检测出的各个组分异常显示值也随之增加，因此，入口泥浆成分包含其具有的先验知识，对出口泥浆成份的分析无疑形成一个参照体系，有利于对地层信息的解释。为了充分利用出、入口色谱数据和差分色谱数据进行事后分析、解释和评价，可按照WITS标准分别建立基于出口色谱采样时间的出口色谱周期表、基于迟到井深的出口色谱井深表、基于入口色谱采样时间的入口色谱周期表、基于采样井深的入口色谱井深表、以及基于出口色谱采样时间的色谱差分周期表和基于迟到井深的色谱差分井深表。

2.3 现场油气水解释中的意义

差分色谱能够自动连续消除背景气、二次循环气对真实异常油气显示的掩盖，有利于油气显示的发现和确定。现场实践经验表明，有机添加剂特别是原油（或柴油）对重组分的影响十分严重，致使采用常规气测数据无法对这种情况下新钻揭的油气显示层进行解释和评价。在满足差分色谱测量条件的前提下，差分色谱可在很大程度上消除原油（或柴油）等有机添加剂或混油钻井液的干扰，有利于采用常规气测解释方法进行油气水层的评价。差分色谱因消除了钻井液背景气的影响，可利用差分色谱各组分之和连续计算地面含气量，为实现气测录井半定量或定量解释提供了一种方法和途径。

2.4 应用事例

近年来，在一些石油工程公司率先开展了差分色谱的研究，并将差分色谱仪器应用于现场，取得了良好的应用效果，为综合录井技术的发展开辟了一条令人耳目一新的应用领域。为了测试差分色谱的实际使用效果，我们在东北油田某录井现场进行了实际测试。测试过程中采用由上海神开科技工程有限公司生产的两台SK-3Q04智能化快速色谱仪（分析周期30秒）。出口脱气器采用常规电动脱气器；入口脱气器采用浮子式电动脱气器。同时采用两根相同尺寸和长度的不吸附样品气管线，以消除管线体积的不同而产生的误差。在现场应用中发现，差分色谱的分析结果更准确，和钻井液、岩屑等现场信息更吻合，而采用常规的出口色谱的分析结果产生了偏差。
结语
在录井方法研究方面，今后要加强气体定量化采集、分析研究，提高工程参数采集精度。针对光学、声学、核磁等物理方法在录井技术中的应用，选择录井现场的流体识别、岩性判识等进行新技术、新方法攻关。差分色谱分析是近年来随着具有差分色谱功能的CMS综合录井仪的应用而开展起来的一门分析技术，CMS综合录井仪差分色谱的应用得到了很多用户和甲方的好评。开展井下随钻气体和钻井液参数检测方法研究，实现井下随钻录井关键技术的突破，引领录井行业发展。在录井工艺研究方面，围绕综合录井仪稳定性、高性价比的特点，重点开展差分色谱分析，设计开发钻井液差分色谱分析工作站软件，形成高、低配置的综合录井仪差分色谱录井工艺。合作研制与综合录井仪配套应用的随钻测量系统，研究掌握定录一体化制造工艺。优化色谱分析工艺，实现碳一至碳八等15种油气组分的快速分析。优化钻井液流量、液位等参数监测方法，研究建立井涌井漏监测模型，形成井涌井漏精确监测、实时预警工艺。
参考文献
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