地化录井 (1).doc

地化录井 (1).doc

《地化录井 (1).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地化录井 (1).doc（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第二篇录井技术

目录

第四章地化录井 1

第一节岩石热解分析技术 1

一、 岩石热解分析技术原理 1

二、 岩石热解仪简介 6

三、 储集岩岩石岩石热解评价方法 15

四、 生油岩岩石热解评价方法 24

第二节饱和烃气相色谱分析技术 26

一、 饱和烃气相色谱分析技术基础 26

二、 热解气相色谱仪器 30

三、 饱和烃气相色谱资料应用方法 33

第三节轻烃气相色谱分析技术 37

一、 轻烃气相色谱分析技术基础 37

二、 参数的求取和优选 41

三、 应用方法 46

第四章地化录井

地球化学录井技术简称地化录井，主要包括岩石热解技术、饱和烃气相色谱技术、轻烃气相色谱技术等。

近年来，岩石热解技术的快速发展及其在生产中应用的明显效果，使该项技术逐渐受到录井油气层解释评价人员的青睐。

地化录井技术发展的起源是岩石热解技术，20世纪70年代末法国石油研究院成功地研制了ROCK-EVALⅠ型岩石热解仪，我国最早于1978年开始引进此仪器，主要用于烃源岩的成熟度、有机质类型、有机质丰度及油气资源评价等。

20世纪90年代初，我国成功将岩石热解仪国产化，并将岩石热解技术推广到录井现场。

北京石油勘探开发研究院还研发了针对储油岩评价的“储油岩油气组分定量分析方法”专利技术，获中国发明专利金奖。

至此，岩石热解技术从应用范围讲在我国的发展已经超过了其起源地──法国的技术水平。

饱和烃气相色谱技术在勘探领域的应用最初是用于评价生油岩，主要用于评价生油岩的有机质类型、成熟度、丰度及油源对比等研究。

最初要用有机溶剂萃取预处理，分析岩石中C10-C40左右的正构烷烃、异构烷烃等。

由于采用有机溶剂萃取处理周期长，污染环境、伤害人身健康，国内厂家采用热蒸发的原理来替代溶剂萃取预处理，研发成功了热解气相色谱仪器。

该仪器可直接分析岩石中的饱和烃类组分，不需要预处理，大大缩短了分析周期，且所得结果与溶剂萃取方法对比性好。

热解气相色谱仪器的研制成功推动了饱和烃气相色谱技术的快速发展。

轻烃气相色谱分析技术利用气相色谱仪分析原油中C9之前的正构烷烃、异构烷烃、芳烃、环烷烃等共100多个单体烃。

由于轻烃取样难，资料处理难，近几年在储层评价中初步应用，国内仪器厂家也研发了石油专用的轻烃分析仪器。

通过轻烃分析（C1-C9）和饱和烃分析（C10-C40）可以得到C1-C40完整的热解气相色谱谱图，为录井油水层及水淹层评价提供了强有利的技术手段，轻烃技术的发展，完善了地化录井技术。

本章主要阐述了各项分析技术的原理、仪器设备、操作流程及资料的基本应用方法等。

第一节岩石热解分析技术

一、岩石热解分析技术原理

1.分析原理

岩石热解分析的原理是在程控升温的热解炉中对生储油岩样品进行加热，使岩石中的烃类热蒸发成气体，并使高聚合的有机质（干酪根、沥青质、胶质）热裂解成挥发性的烃类产物，经过热蒸发或热裂解的气态烃类，在载气的携带下，直接用氢火燃检测器（FID）进行检测，将其浓度的变化转换成相应的电流信号，经微机处理，将得到各组分峰的含量及最高热解温度。

将热解分析后的残余样品送入氧化炉中氧化，样品中残余的有机碳转化为CO2及少量的CO，由红外检测器（或TCD检测器）检测CO及CO2的含量，可得到残余碳的含量。

分析流程如图2-4-1所示。

FID

检测

分析

报告

运算

处理

样品

氧化

TCD

（红外）

放

大

热

解

定性分离

热解后CO、CO2

图2-4-1岩石热解分析流程图

2.分析周期

根据烃类和干酪根挥发或裂解的温度差异，油气显示评价仪设置了两个周期用于烃源岩、储油岩分析。

1）周期1

初温90℃恒温时间2min

一阶温度200℃恒温时间1min升温速率50℃/min

二阶温度350℃恒温时间1min升温速率50℃/min

三阶温度450℃恒温时间1min升温速率50℃/min

四阶温度600℃恒温时间1min

图2-4-2周期1温度时序图

2）周期2

初温90℃恒温时间2min

一阶温度300℃恒温时间3min升温速率50℃/min

二阶温度600℃恒温时间1min

图2-4-3周期2温度时序图

3.定量计算

1）岩石热解标准物质

岩石热解标准物质主要用于校正仪器、标定和计算岩石热解分析定量和定性参数不可缺少的标准样品。

它是热解分析过程中量值传递、保证热解分析数据准确性和可比性，也是执行岩石热解分析国家和行业标准、实验室认证和实验室比对的主要依据之一。

有多种有机物如C15-C21的正构烷烃、沥青、塑料等可作为标样，但从与生、储油岩热解生成烃类的相似性出发，生油岩标样是最好的标样，因为生油岩含有低温下不分解较稳定的干酪根，干酪根在高温下热解生成油气，而且生油岩含不稳定的游离烃少。

游离烃（S1）易挥发，不能做标样，分析样S0和S1值是与标样的S2比较计算的。

2）定量计算

根据峰面积与热解产生的烃类含量成正比原理，用标样S2峰面积和烃含量计算分析样品的S0、S1和S2含量。

（1）S0含量的计算（mg烃/g岩石）

S0=（P0×Q标×W标）/（P标×W）（2-4-1）

（2）S1含量的计算（mg烃/g岩石）

S1=（P1×Q标×W标）/（P标×W）（2-4-2）

（3）S2含量的计算（mg烃/g岩石）

S2=（P2×Q标×W标）/（P标×W）（2-4-3）

式中P0─S0峰的峰面积；

P1─S1峰的峰面积；

P2─S2峰的峰面积；

P标─标样S2的峰面积；

Q标─标样S2含量；

W标─标样的重量；

W─分析样品的重量；

4.分析参数及计算参数

1）“三峰”法分析参数

S0：

90℃时检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

S1：

300℃时检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

S2：

300℃～600℃检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

Tmax：

S2的峰顶温度，℃。

2）“五峰”法分析参数

S'0：

90℃时检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

S'1：

200℃时检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

S'21：

200℃～350℃检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

S'22：

350℃～450℃检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g；

S'23：

450℃～600℃检测的单位质量岩石中烃含量，mg/g。

3）残余碳分析参数

S4：

单位质量岩石热解后残余有机碳含量，mg/g；

RC：

RC=S4/10（2-4-4）

表示单位质量岩石热解后残余有机碳占岩石质量的百分数。

4）储集岩评价计算参数

（1）热解烃总量Pg

Pg=S0+S1+S2（三峰法）（2-4-5）

Pg=S'0+S'1+S'21+S'22+S'23（五峰法）（2-4-6）

式中：

Pg—热解烃总量，mg/g；

（2）含油气总量ST

ST=S0+S1+S2+10RC/0.9（三峰法）（2-4-7）

ST=S'0+S'1+S'21+S'22+S'23+10RC/0.9（五峰法）（2-4-8）

式中10、0.9分别为换算系数。

（3）凝析油指数P１：

（2-4-9）

式中Ｐ１—凝析油指数，无量纲。

（4）轻质原油指数Ｐ２：

（2-4-10）

式中Ｐ２—轻质原油指数，无量纲。

（5）中质原油指数Ｐ3：

（2-4-11）

式中Ｐ３—中质原油指数，无量纲。

（6）重质原油指数Ｐ4：

（2-4-12）

式中Ｐ4—重质原油指数，无量纲。

（7）气产率指数GPI：

（2-4-13）

式中GPI—气产率指数，无量纲。

（8）油产率指数OPI：

（2-4-14）

式中OPI—油产率指数，无量纲。

（9）总产率指数TPI：

（2-4-15）

式中TPI—总产率指数，无量纲。

（10）原油轻重组分指数PS

PS=S1/S2（2-4-16）

（11）原油中重质烃类及胶质和沥青质含量HPI

HPI=S2/（S0+S1+S2）（2-4-17）

5）生油岩评价计算参数

（1）产烃潜量Pg

Pg=S0+S1+S2（2-4-18）

式中：

Pg—产烃潜量，mg/g；

（2）有效碳PC

PC=0.083×（S0+S1+S2）（2-4-19）

式中：

PC—有效碳，%；

（3）总有机碳TOC

TOC=PC+RC（2-4-20）

式中：

TOC—总有机碳,%；

（4）降解潜率D

D=（PC/TOC）×100%（2-4-21）

式中：

D—降解潜率，%；

（5）氢指数HI

HI=（S2/TOC）×100%（2-4-22）

式中：

HI—氢指数，%；

（6）烃指数HCI

HCI=（（S0+S1）/TOC）×100%（2-4-23）

二、岩石热解仪简介

地化录井仪机种较多，但结构、原理相似，下面以辽宁海城化工仪器厂生产的油气显示评价仪（热解仪）及残余碳分析仪为例进行介绍。

1.油气显示评价仪的组成及各系统功能

油气显示评价仪由主机和计算机构成。

主机的流程可以分为主系统和辅助系统两大部分，油气显示评价仪中主系统有样品处理系统（热解炉部分）、检测放大系统（检测器和微电流放大器）和单片机控制系统等，辅助系统有气路系统、温度控制系统和电源系统等组成。

主系统中，样品处理系统负责完成对样品加热处理功能，使样品中的烃类物质分离出来；检测放大系统中检测器是主机的信号转换部分（即传感器），完成将烃类物质转换为电信号的功能；微电流放大器负责将该电信号进行放大处理；单片机控制系统完成主机的信号采集、传送及主机的过程控制等功能。

辅助系统是为主系统服务的，给主系统提供各种必要的保障。

气路系统给检测器提供燃气和助燃气、给热解炉提供载气及保障热解炉气动装置的运行，温控系统是热解炉、检测器和进样杆的温度控制，电源系统为整个主机提供电力供应，使主机能够按照设计方案正常运行，完成样品分析工作。

图2-4-4油气显示评价仪流程框图

1）气路系统

油气显示评价仪有三路气源—空气、氢气和氮气，一般是