大庆油田石油地质实验技术新进展.pdf

2 0 0 9年 1 O月 第 2 8卷第 5期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l fie l d De v e l o p me n t i n Da q i n g 0e t ．．2 0 0 9 Vo l _ 2 8 N o ． 5 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 0 0 9 ． 0 5 ． 0 1 1 大庆油 田石油地质实验技术新进展 冯子辉 王 成 ’ 方 伟 张作祥 汪忠兴 1 ．大庆油田有 限责任公 司勘探开发研究院 ，黑龙江 大庆1 6 3 7 1 2；2 ．中国地质大学地质科学与资源学 院，北京1 0 0 0 8 3 摘要 大庆油 田地质勘探实验技术经过 5 0年 的发展 ，已经形成 比较完备 的分析测 试技术 系列 ，满足了油 田勘探 开发对实验技术的需求。大庆油田勘探开发新领域和新问题的出现，为石油地质实验技术的发展提供了契机和 动力。通过自主研发和技术组合创新等手段，加快了实验技术的发展，在储层评价技术、有机地化分析技术、 油 田示踪剂技术方面取得了一系列新成果 ，并获得 了一批 发 明专 利 ，为提 高大庆油 田油气勘探 发现 和开发水平 提供 了理论 、技术支撑 。 关键词 大庆油 田；地质实验 ；实验技术 ；进展 中图分类号T E 3 2 1 文献标识码B 文章编号1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 0 9 0 5 ． 0 0 5 4 - 0 6 NE W P ROGR E S S oN E XP E R I ME NT A L T E C HNI QU ES OF P E T ROL E U M GE OL OGY I N DAQI NG OI L F I E L D FENG Zi ． h u i ， W ANG Ch e n g 一 ， F ANG W e i ，Z HANG Zu o x i a n g ， W ANG Zh o n g ． x i n g 1 ． E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t R e s e a r c h I n s t i t u t e ，D a q i n g O i lfi e l d C o m p a n y L t d ． ，D a q i n g 1 6 3 7 1 2 ，C h i n a ； 2 ． S c h o o l o f t h e E a r t h S c i e n c e s a n d R e s o u r c e s ，C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s ， B e i i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a Abs t r ac t Afte r 50 y e a r s d e v e l o p me n t o f e x pe r i me n t a l t e c h n i q u e s o f p e t r o l e u m g e o l o g y，Da q i ng Oi l fi e l d ha s d e v e l o p e d a r e l a t i v e l y c o mp l e t e t e c h ni c a l s e r i e s o f a n a l y s i s a n d t e s t i n g wh i c h h a s me t t he r e q ui r e me n t s o f o i l fi e l d e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o pme n t o n e x p e r i me n t a l t e c h ni q ue s ．Ne w fie l d s a n d n e w p r o b l e ms i n e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p me n t o f Da qi n g Oi l fie l d pr e s e n t o p p o r t u n i t y a n d mo t i v e f o r t h e d e v e l o p me n t o f e x p e r i me n t a l t e c h ni qu e s o f p e t r o l e um g e o l o g y ． By me a ns o f s e l f RD a n d t e c hn i c a l c o mbi na t i o n i n n o v a t i o n，t h e d e v e l o p me n t o f e x p e r i me n t a l t e c h n i q u e s i s a c c e l e r a t e d．A s e r i e s o f n e w o u t c o me s i n r e s e r v o i r e v a l u a t i o n，o r g a n i c g e o c h e mi s t r y a n a l y t i c t e c h n i q u e a n d o i l fie l d t r a c e r t e c h n i q u e i s r e a l i z e d a n d h a s b e e n a wa r d e d a b a t c h o f i n v e n t i o n p a t e n t s ，w h i c h p r o v i d e s t h e o r e t i c a n d t e c h n i c a l s up p o r t s f o r t h e d i s c o v e ry o f h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n a n d t he i n c r e me n t a l o f d e v e l o pme n t d e g r e e． Ke y wo r d s Da q i n g Oi l fie l d；g e o l o g i c a l e x p e r i me n t ；e x p e r i me n t a l t e c hn i q u e s；p r o g r e s s 1大庆勘探实验技术现状 地质实验的主要 目的是完成油田勘探开发过程 中的样品检测 、实验模拟、机理分析 、远景预测、 综合评价 、基础理论研究等任务。经过 5 0年 的发 展 ，大庆油 田地质勘探实验技术 ，已经形成有机地 收稿 日期 2 0 0 9 - 0 5 1 8 基金项 目国家重点基础研 究计 划 “ 9 7 3 ”计划 项 目 2 0 0 9 C B 2 1 9 3 0 7 部分成果 。 作者简介 冯 子辉 ，男 ，1 9 6 4年生 ，教授级高级1 二 程师 ，博 士 ，从事 石油地质综合研究 。 Ema i l f e n g z i hu i p e t r o c hi n a ．C O I l 1 ． c n 第 2 8卷第 5期 冯子辉等大庆油田石油地质实验技术新进展 5 5 化 、油气成藏、岩石 矿物 、生物地层 、储层物性 、 标 ，年均发展 81 0项新技术。面对越来越复杂 的 油气水分析等 6大分析测试技术系列和 1 0 8项分析 勘探对象 ，针对不 同研究领域和地质问题开发出一 技术 ，可完成 1 4 5项分析 ，提供约 5 0 0个 评价指 系列特色实验技术 表 1 。 表 1 实验技术发展情况 Tab l e 1 De v e l opme nt o f e xpe r i me nt a l t e c hn i que s 注 指获得发明专利的技术 2储层评价新技术及应用 2 ． 1火山岩储层岩性配套鉴定技术 火 山岩来 自地下深部 ，矿物组成极其复杂。由 于探区火山岩后生蚀变强烈 、形成很 多次生假象 ， 疑难矿物 、岩石类型不断 出现 ，单一 的鉴定手段很 难准确鉴定岩性。因此 ，运用 了薄片 电镜 能谱、 薄片 红外光谱 、薄片 x 一 衍射 相结合 的鉴定技术 图 1 ，发现了火山岩中钠铁闪石矿物 图2 ，反 映火山岩冷凝期存在碱性热液交代现象 ，指示火山 通道的位置。火山岩储层中发现 的钠铁闪石沿徐 中 断裂带分布，反映火 山沿徐 中断裂带喷发 的特征 。 利用火山岩配套鉴定技术研究徐家围子断陷火山岩 储层岩性分布认 为，火山岩在平面上具有分 区性 ， 在纵向上具有旋 回性。安达地区以中基性为 主，升 平、徐东 、徐南以酸性流纹岩为主 ，中基性火山岩 偶有分布 徐 中、徐西 以酸性火 山碎屑岩为主。 2 ． 2全直径岩心孑 L 、渗分析技术 准确测定深层火 山岩储层 的孔隙度和渗透率是 储层评价和天然气储量计算 的基础。深层火 山岩岩 性致密、孔洞发育 ，与常规砂岩相比岩性复杂，非 均质性强 ，孔渗低 ，准确测试难度非常大 ，常规的 砂岩储层物性分析技术无法满足需要。通过 自主研 5 6 大庆石油地质与开发 2 0 0 9定 『lL M 2 O 角度／ 。 图l钠铁闪石薄片 x - 衍射谱图 Fi g．1 A rfv eds oni te s li ce an d X di f fr ac ti o n pat t er n 图2薄片下钠铁 闪石 黑色 F i g ． 2 A r f v e d s o n i t e s l i c e b l a c k 发气体法全直径岩心孑 L 隙度分析仪解决 了孔洞发育 储层 的孔隙度分析问题 ，自主研发高真空一高压饱 和法孑 L 隙度分析仪 解决 了致 密储 层孔 隙度分析 问 题 。自主研发全直径岩心渗透率分析仪的检测下限 达到 0 ． 0 0 1l O 一 m ，相对偏差小于 5 ％ ，有效地 解决了深层火山岩、砾岩储层全直径岩心渗透率分 析的问题。为了保证测量仪器 的准确性 ，将测试数 据溯源到了国家计量基准 ，研制 出全直径岩心孑 L 、 渗分析仪器标 定系统。通过对 7 3口井 的 8 0 2块样 品统计分析可知 不同火山岩孔隙度一般为 1 ％ ～ 2 1 ％ ，酸性岩储层优于中基性岩 。在实验结果 的基 础上 ，建立了火山岩气藏储层评价标准 ，评价了不 同类型火山岩的储集性能。 2 ． 3微孔、微缝测试技术 火山岩在断陷盆地 中分布广泛 ，但有效储层发 育的规 律仍 不 十分 清楚 ，特别 是 微孔 隙 一3 0 ％ e l 2 J ， 王先彬等认为无机气和有机气 的界限值是 C 一 2 5 ％ o ，大于该值为无机成因 J ，刘文汇 、徐永 昌 等则认为无机成因甲烷碳 同位素更重_ 4 J ，判别标准 应为 ” c 一2 0 ％ e ；二是碳 同位 素序列 ，多数学 者根据烃类合成过程中的碳 同位素分馏原理认为碳 同位素反序是无机成因气特征。 松辽盆地深层烃源岩是否可 以生成碳 同位素重 于 一3 0 ％ e 甚至重于 一2 0 ％ 0 的甲烷 呢由于石英 5 8 大庆石油地质与开发 2 0 0 9焦 表 2 天然气源岩贡献比例测试结果 Tabl e 2 Te s ting r e s ul t o f c o nt r i butio n por t i o n of n at ur al ga s s o ur c e r o c k l 峨 ～ ． 嘏 c 相对含量／ ％ 图 6原油黏度与原油c 加 相对含量相关性 Fi g． 6 C or rel a ti o n of vi s co si t y an d t he r el ati v e c on te nt o f C 4 i n c rud e oi l 的熔融温度大约为 1 1 0 0 c C，高于钢材 ，因此在非 高压条件下 ，作为反应釜可以进行超高温生烃模拟 实验。将干酪根或煤样加入石英管，然后将石英管 封死放入高压釜中，通过中频 电源加热 ，加热结束 后冷却到室温 ，把石英管从釜中取 出，将石英管套 入橡胶管中折断 ，收集其中的气产物进行地球化学 分析。 模拟实验结果表明 ，随着加热温度升高 ，松辽 盆地深层泥岩和煤生成的甲烷碳 同位素变重 ，当温 度达到 9 0 0℃ 时， C 约为 一2 0 ％ o ，表 明甲烷碳 同位素大于 一3 0 ％ 0 或者大于 一 2 0 ‰时不能作为判别 无机成 因气的依据 ，徐家围子断陷深层 甲烷碳 同位 素大于 一 3 0 ％ 0 甚至大于 一2 5 ％ 0 的天然气应为有机成 因 4气体 和液体示踪剂检测技术及应用 在油 田开发过程 中，通过 向油层 内注人 流体 水 、聚合物 、表活剂、气体等驱替储层原油达 到提高原油采收率的 目的，油 田井间示踪技术是准 确监测注人流体沿油层推进方 向、推进速度和流动 状况 的最有效手段 。为了满足油 田井间示踪技 术需要 ，开发 出多种气体和液体示踪剂 ，并建立了 相应的检测方法。 第 2 8卷第5期 冯子辉等大庆油田石油地质实验技术新进展 5 9 表 3 杏 1 4捡 P 4 2井剩 余油黏度分析 Ta b l e 3 Vi s c o s i t y a n a l y s i s o f r e ma i n i n g o i l o f W e l l Xi n g 1 - 4- J i a n P 4 2 4 ． 1气体示踪剂种类和检测方法 为了满足油田气驱和泡沫驱油矿场试验对气体 示踪剂的需求 ，优选性质稳定 、与注入气体具有较 好同步性的氟卤烃和氟化物气体作为油 田气体示踪 剂。采用气相色谱分析技术建立了氟卤烃和氟化物 气体示踪剂检测方法 ，氟 卤烃和氟化物气体最低检 出限分别达到 l 0 和 21 0 。 。由于检测方 法检 出限低 ，每次矿场试 验气体示踪 剂用 量只有数 千 克 ，现场使用成本低。氟卤烃和氟化物气体示踪剂 在大庆油田气聚两相驱油矿场试验中应用并获得较 好效果。在该试验 区获得气 体示踪剂检 测数据表 明，注入天然气在地下的推进速度远远快于注入聚 合物的推进速度 ，注入气体和聚合物分别在油层 中 沿不同路径 向生产井推进 。这一结论为气聚两相驱 油矿场试验研究提供 了重要依据。 4 ． 2液体示踪剂种类和检测方法 为了满足水驱、聚驱 、表活剂驱等多种液体驱 油技术研究 的需要 ，开发了氚水 、硫氰酸根离子 、 溴离子 、碘离子、亚硝酸离子 、铵离子等多种液体 示踪剂，并在实验室建立 了高精度检测方法 。氚水 是具有低能量放射性的物质 ，对油田注入液体具有 良好的示踪性能。依据氚水 能够 放射出低能 B射 线的特点 ，使用液体闪烁计数仪分析氚水含量 ，最 低检出浓度达到 5 B q ／ L；硫氰酸根离子 、溴离子、 碘离子、亚硝酸离子、铵离子的分析主要采用分光 光度比色法或容量分析法 ，最低检 出浓度为 0 ． 0 0 5 ～ 0 ． 5 m g ／ L，检测仪器操作简便 ，易推广使用 。在 聚驱、三元复合驱 以及低 渗透油层 注水 开发试验 区，采用该技术研究 了驱油剂在地下 的流动方 向、 推进速度和波及情况 ，完成了地层非均质性 、裂缝 型油藏的裂缝方向与规模等技术参数 的研究。 5结 论 1 火山岩储 层岩性配套 鉴定技术 、全直径 岩心孔 、渗分析技术和微孔微缝测试技术解决了火 山岩储层评价研究中的瓶颈问题 ，为认识火 山岩储 层特征提供 了技术手段。 2 天然气配套新技术较好地解决 了松辽盆 地深层天然气勘探 中亟待解决的天然气成因、源岩 贡献比例等技术难题。 3 地球化学配套新技术填 补了剩余油黏度 、 气体示踪剂检测空 白，为油 田开发提供了有力 的技 术支撑 。 4 新型示踪剂 的开发 与应 用解决 了油 田注 水开发和三次采油过程中各种驱油剂在地下的流动 状况难以判别 、地层非均质性不清楚的问题 。 参考文献 [ 1 ]张居和 ，冯子辉 ，霍秋 立 ，等 ．混源天然气源岩贡献定量测试 轻烃 指纹技 术 [ J ]．石油学报 ，2 0 0 6 ，2 7 增刊 7 1 - 7 5 ． 【 2 ]戴 金星 ，邹才能 ，张水 昌，等 ．无机成 因和有机成因烷烃气的 鉴别 [ J ]．中国科学 D辑 ，2 0 0 8 ，3 8 1 1 1 3 2 9 ． 1 3 4 1 ． [ 3 ]王先彬 ，李春 园，陈践发 ，等 ．论非 生物 成 因天然气[ J ]． 科学通报 ，1 9 9 7，4 2 1 2 1 2 3 3 1 2 4 1 ． [ 4 ]刘文汇 ，徐永昌 ．天然气成因类 型及判 别标 志 [ J ]．沉积学 报 ，1 9 9 6，1 4 1 1 1 0 1 l 6 ． [ 5 ]冯宝峻 ，杜兴家 ，李琳 ，等．油 田井间示踪 技术译 文集 [ M]． 北京 石油工业 出版社 ，1 9 9 4 ． [ 6 ]宋吉水 ，王岩楼 ，廖 广志 ，等 ．井 间示 踪技术 [ M]．北 京 石油工业出版社 ，2 0 0 3 ． 编辑 宋 玉梅