中原油田录井技术系列研究与应用

王峭梅，杨永灵，张坤贞，刘海霞，高伟鹏

中国石化中原石油工程公司录井公司(河南濮阳457001)

中原油田录井技术系列研究与应用

王峭梅，杨永灵，张坤贞，刘海霞，高伟鹏

中国石化中原石油工程公司录井公司(河南濮阳457001)

通过对单项录井技术应用效果的评价，分析了其在钻井过程及油气层评价中的优势与不足，优选录井项目相互补充、相互印证，对以往依据井别制定的录井项目进行优化组合，分预探井(参数井)、评价井与滚动评价井、开发井制定了3种录井系列，并针对特殊勘探对象制定了特殊录井系列，有效地提高了录井效率，规范了录井技术标准。

录井方法;录井系列;录井技术

录井技术已由单一的常规录井，发展成为由地质、气测、地化、轻烃、岩屑显微荧光图像、核磁共振等技术组成的比较完整的油气检测技术体系，不同的录井项目测量的对象及获取的参数各有不同，部分相互重叠。目前对录井项目的选择一直没有统一的标准，或因录井项目少评价不全面，或因录井项目重复造成录井资源的浪费，急需对录井项目进行优化选择，制定录井系列，不仅能及时准确发现评价地下地质情况，还可以避免录井项目重复造成的资源浪费［1］。

1 录井技术现状

录井技术主要指录井资料的采集及应用技术，是在井口随钻检测地层油气特征的技术，检测载体为岩心、岩屑、井壁取心等实物及钻井液，主要测量其中所含的油气丰度和组分分布特征。中原油田目前应用的录井项目有13种，根据鉴定对象不同可分为5个录井技术体系，主要应用在中原、内蒙、普光、东北等地区(表1)。

2 录井项目应用

每个录井项目都有其优势与不足，通过对应用效果及优缺点的分析，可以有效提高应用效率。

表1 录井技术体系划分统计表

2.1 常规地质录井

目前所有的钻井都上常规地质录井，大部分开发井只上常规地质录井。主要通过肉眼观察来识别岩性、含油性，定性描述居多，量化评价不够，加之目前PDC钻头细岩屑肉眼观察难度大，符合率较低。常规地质录井方法虽然原始，却为评价油气层提供了丰富的基础资料，具有客观、真实的优点，依旧是我们发现油气显示，取得油田勘探开发各项数据的必要手段。

2.2 气测录井(常规气测录井、快速色谱录井和红外全烃录井)

2.2.1 气测录井

气测录井是利用色谱原理检测钻井液中的烃类气体浓度，评价钻遇地层中流体的类型及性质的录井技术，其特点是无需停钻就能及时方便地发现油气层。气测录井技术采集的资料有全烃、组分、后效和影响气测异常的非地质因素。气测录井可以对储层产层性质进行定性、定量解释，并可根据气测录井曲线变化特征及组分变化特征获得与储层相关的其它一些地质信息。

弱点是分析周期长，仅能对全烃进行连续检测，不能对钻井液中的组分含量进行连续检测，反映在全烃已变化，而组分由于下一分析周期没有到来而无数据变化，使全烃和组分之间有差异，特别是在有油气显示时这种差异会更加明显。

2.2.2 快速色谱录井

快速色谱分析周期短，不但能对全烃进行连续检测，而且基本做到了对组分的连续检测，保持和全烃检测同步进行，全烃和组分曲线一致性更好，更有利于识别薄油气层，划分油气层界面。

2.2.3 红外全烃录井

红外全烃录井是利用红外吸收技术对烃类气体进行检测的录井方法，该技术与气测录井相比，最大优势是应用成本低，虽然检测精度不如气测录井，但适用于勘探成本较低的开发井。

2.3 物化录井

物化录井包括显微荧光图像、地化、热解色谱、轻烃、核磁共振及定量荧光录井，除轻烃外，均针对岩屑、岩心实物进行检测，开展包括岩性、物性、含油性、含水性、油质、烃源岩等方面的评价，评价范围广，评价仪器先进、精度高，且以定量评价为主，弥补了常规地质录井的不足。

2.3.1 岩屑显微荧光图像录井

PDC钻头及空气钻带来高速钻井的同时，也给录井带来新的挑战，岩屑数量少，颗粒粒度小，肉眼分辨难度大，岩屑显微图像技术很好地解决了这一难题(图1)。

图1 细岩屑实物与显微荧光图像镜下对比图

1)岩性识别。岩屑显微图像技术根据不同岩性岩屑颗粒的颜色、岩石结构、表面纹理等基本特征，运用高分辨率数字成像技术采集数字图像，依据大量的岩屑图像分析基础数据、信息，对数字图像分析处理，识别每个岩屑颗粒岩性，并统计分析所占百分含量，自动解释岩屑岩性(图2(a))，大大提高了细岩屑岩性识别的符合率［2］。

2)油气层评价。PDC钻头条件下细岩屑难挑样，混合样岩屑在荧光灯下，肉眼观察难以发现油气显示。岩屑显微荧光图像录井，通过计算机对图像进行处理，提取用于识别油气的特征属性，评价油气层(图2(b))。

图2 岩屑图像录井岩性识别及油气层评价处理图

2.3.2 地化录井

1)油气层评价。地化录井可以对岩屑混合样的含烃量进行定量检测，解决了细岩屑录井的难题。由于仪器灵敏度高，对岩屑样品量要求较低，一般0.5～1g岩屑即可满足检测需要，可以发现肉眼难以发现的油气显示。

2)油质评价。地化录井检测的参数有S0、S1、S2，即气态烃、液态烃及固态烃，利用原油中气态烃和液态烃与总烃比值大小划分油质类型。

2.3.3 热解色谱录井

热解色谱技术对储层样品进行分析时，先将样品送进恒温300℃的热解炉中加热，使样品中所含有的烃类物质蒸发出来，由载气携带进入毛细管色谱柱实施分离，而后进入氢焰鉴定器进行组分定量检测，从而获得各个油气组分的热解色谱参数［3］。其中主峰碳、∑C21-/∑C22+参数与原油密度相关性较好，随着原油密度的增加，重烃组分逐渐增加，轻烃组分逐渐减少，致使∑C21-/∑C22+数值减小、主峰碳数后移，据此可以判别油质。

2.3.4 轻烃录井

轻烃录井不仅可以分析岩屑、钻井液及全脱气样中C1到C9的正构烷烃外，还包括多种异构烷烃、环烷烃、芳香烃等一百多种单体烃。根据轻烃谱图可以识别油气层，运用各种特征参数也可以有效识别油质。由于苯在水中的溶解度高，随含水量增加，苯含量降低，因此根据笨含量可以判断地层的含水性。

2.3.5 核磁共振录井

核磁共振可以在现场快速分析岩心孔隙度、渗透率，分析结果与常规岩心分析相关性较高，孔隙度相关性R2＞91%，渗透率相关性R2＞94.0%。而且其优势在于速度快，现场30min就可以测量出结果，远快于岩心室内物性分析。

综上所述，物化录井的评价优势在于发现混合样油气显示，评价油气层、油质及储层物性，是快速发展的勘探开发技术中必不可少的录井方法。因此PDC钻头及空气钻条件下细岩屑录井，必须上一项物化录井，才能保证100%发现地层油气显示。

2.4 岩屑鉴定录井

岩屑鉴定录井包括薄片鉴定录井与自然伽玛录井，主要目的是鉴定岩性。

2.4.1 薄片鉴定录井

薄片鉴定录井目前主要应用于普光气田，是区分灰岩与白云岩的主要手段之一，目前应用效果良好。其弱点是只能针对岩心，不能针对岩屑，录井成本较高。

2.4.2 自然伽玛录井

自然伽玛录井是根据自然伽玛放射性强度的不同，鉴定岩屑泥质含量，进而判别地层岩性，主要优势是针对肉眼识别困难的细岩屑。

2.5 工程参数录井

工程参数录井主要是通过各种测量仪器及其辅助设备和数据处理软件检测获取工程参数，对钻井作业进行实时监督、测量和指导，它是实现安全、快速和优质钻井的保障。

仪器检测的主要内容有:进出口流量、泵压、转盘转速、转盘扭距、大钩负荷、井深/钻时、泥浆密度、钻井液体积。通过这些参数的检测及处理，对钻进情况、划眼作业、起下钻情况进行及时记录与判断，在指导钻井科学施工的同时，为分析油气层解释过程中的影响因素提供依据［5］。

3 录井系列制定

通过对各种录井技术的应用研究，根据不同级别钻井的勘探目的与录井要求，结合勘探目标及油气藏特征，选择相应的录井技术优化组合，制定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型录井系列，可以确保优质、高效地完成录井任务。

3.1 录井系列Ⅰ型(适用于参数井、预探井)

参数井钻探目的:建立勘查区内地层层序，了解地层岩性、岩相特征;建立勘查区内生油岩系的生油地化剖面;了解油气勘查目的层系的发育及生、储、盖组合条件;提供地球物理勘探所需的各种参数。

预探井钻探目的:探索圈闭的含油气性，取得储层物性及油、气、水性质等资料;建立钻井地层剖面，了解岩性、岩相特征，为区域地层、构造及沉积相研究提供资料;提供地球化学及生、储、盖组合资料;验证地震波组地质属性，提供地球物理参数。

从参数井及预探井钻探目的来看，参数井、预探井不仅要完成发现油气显示的任务，还要对盆地及区块的资源量、油气源等进行评价，而且这些井一般都会取心。目前这类井一般均上综合录井(气测及工程参数)、地化录井(评价生油岩)，其他录井项目一般有选择的上。根据参数井与预探井的勘探任务，需将以下录井项目作为必上项目。

3.1.1 显微荧光图像录井

参数井及预探井的岩性识别非常重要，岩屑荧光图像录井可以在显微镜下将细岩屑放大30～197倍，精确评价岩性，同时还可以有效发油气显示，定量评价地层含油性、油气性质，与常规地质录井相比评价更全面、更精确。

3.1.2 轻烃录井

轻烃录井不仅可检测气测录井难以检测到的C5～C9组分，还可以检测多种单体烃，是对气测录井的有效补充，同时可进行含水性评价，因此是高级别钻井的必要录井手段。

3.1.3 热解色谱录井

热解色谱不仅可以做生油岩及油质评价，还可以做真假显示、含水性评价，比地化录井更精确、更全面，非常适合高级别钻井。

3.1.4 核磁共振录井

参数井和预探井一般都要取心，核磁共振录井可以在现场快速评价储层物性，30～40min即可检测岩心孔隙度、渗透率，24h可以精细评价地层含油性、含油饱合度和可动流体饱合度，远快于岩心室内分析。

因此，普通Ⅰ型录井系列所上录井项目如表2所示，这些录井项目可以高效、准确地完成高级别钻井的录井任务。然而针对天然气、裂缝性油气等特殊类型油气藏，还要有特殊的录井要求，以保证录井任务的圆满完成。

3.2 录井系列Ⅱ型(适用于评价井、滚动评价井)

评价井钻探目的:控制已知含油气层的分布范围;了解油气藏类型，取得计算控制储量所需参数;了解岩性、岩相变化，发现新的含油气层。

滚动评价井钻探目的:查明油、气、水分布特征，了解储集类型和流体性质，获得油气产能和驱动类型等资料，为计算探明储量和编制开发方案提供依据。

表2 录井系列Ⅰ型(适用于参数井、预探井)

评价井与滚动评价井一般不做生油岩评价，因此，与参数井及预探井相比，可以减去热解色谱录井，如不取心，也不用上核磁共振录井(表3)。

3.3 录井系列Ⅲ型(适用于开发井)

开发井钻探目的简单，目的层位明确，录井主要目的是发现油气显示，评价油气层，以下几种录井技术可以满足开发井的录井任务(表4)。

3.3.1 红外全烃录井

开发井一般不上气测录井，岩屑录井一般不易发现弱显示及气层。红外全烃录井针对钻井液连续评价，可有效发现和评价油气层，加之录井成本低，非常适用于开发井。

表3 录井系列Ⅱ型(适用于评价井、滚动评价井)

表4 录井系列Ⅲ型(适用于开发井)

3.3.2 热解色谱录井

热解色谱可以定量评价地层含烃量，弥补肉眼观察的不足，同时还可以评价水淹层，老开发区水淹层评价非常重要。还可以评价油质，为新井投入开发做准备。

4 应用效果分析

录井技术系列在5口新井中应用，取得了良好的效果，尤其在PS16井及V77-7井录井过程中发现了常规录井难以发现的油气显示。

4.1 PS16井

PS16井是一口评价井，一般上常规地质录井、气测及工程录井，该井目的层段为PDC钻井，岩屑较细，肉眼观察难以准确评价岩性及含油性。依据新的录井技术系列，增加了岩屑显微荧光录井项目。发现了新的油气显示，提高了部分油气显示层的显示级别，校正了部分层的岩性解释标准。

PS16井3191～3195m，常规地质录井肉眼观察为浅灰色泥岩，岩屑显微荧光图像录井镜下观察岩性为灰色粉砂岩(图3(a))，并见荧光显示(图3(b))，将该层更正为浅灰色荧光粉砂岩;3264m常规地质录井肉眼观察为为浅灰色油迹粉砂岩，岩屑显微荧光图像镜下观察岩性仍为灰白色粉砂岩(图4(a))，但含油级别提高为油斑(图4(b))，将该层更正为浅灰色油斑粉砂岩。

PS16井的录井效果证明岩屑显微荧光图像录井在发现油气显示、准确评价岩性方面具有独到的优势，是PDC钻头条件下必需的录井项目。

4.2 V77-7井

V77-7井是一口开发井，通常录井项目只有地质录井一种，可以满足常规油气层录井要求。然而该井目的层是属于特殊类型的裂缝性油气层，油气显示级别低，层一般见气显示，单靠地质录井很难有效发现及评价油气层。

依据新的录井系列，该井增加了红外全烃录井，目的层段气测异常显示明显，通过红外全烃与常规录井综合解释油层2层，低产油层1层，试油获工业油气流(图5)，有效提高了开发井油气层解释符合率。

图3 PS16井3194m,原解泥岩，无显示，重新解释为粉砂岩,荧光显示

图4 PS16井3264m,粉砂岩,原解释油迹显示，重新解释为油斑显示

图5 V77-7井红外全烃录井图

V77-7井录井效果证明，开发井增加成本较低的红外全烃录井，可以有效提高录井效率。

5 结论

各项录井项目均有各自的优势与不足，根据钻探目的及钻探目标建立相应的录井技术系列，不仅可以更好地发挥录井技术优势，提高勘探开发效率，也规范了录井技术标准，为录井技术标准化及快速发展奠定了基础。

［1］张卫.中国录井行业发展思考［J］.录井工程，2014，25(2):4-6.

［2］韩铁民.空气钻井条件下的录井技术［J］.录井工程，2014，25 (1):31-33.

［3］冯杏芬.岩石热解录井在文留地区页岩油气勘探中的应用［J］.录井工程，2014，25(2):60-63.

［4］阎治全.岩屑数字图像采集分析技术应用研究［J］.录井工程，2014，25(4):58-61.

［5］李普涛.基于dc指数公式的钻时变换方法探讨［J］.录井工程，2014，25(1):16-20.

According to the application results of different logging techniques，the advantages and disadvantages of them in drilling process and oil/gas reservoir evaluation are analyzed，the well logging projects in the past are optimally combined to make them be complemented and verified each other.Three kinds of well logging series are formulated for preliminary prospecting wells，evaluation wells and rolling evaluation wells，and development wells separately，and a special logging series is formulated for special exploration objects，which effectively improves well logging efficiency and regulates logging technology standards.

well logging method;well logging series;well logging technique

路萍

2015-01-20

王峭梅(1968-)，女，高级工程师，现主要从事录井技术研究工作。