世界地球化学领域有一道悬而未解的“应用题”,被海油率先破解。海油发展工程技术公司中海油(湛江)实验中心地化测井研究团队(下称地化研究团队),经过长达三年的努力,终于建立了全球首套烃源岩有机碳含量测井反演技术模型,在北部湾盆地、莺歌海盆地及琼东南盆地30余口新老井成功应用,工作效率提升至少5倍,数据精细程度提高至少100倍。
止步85%的“遗憾”
“富含有机质、大量生成油气与排出油气的岩石”,被法国石油地质学家Tissot定义为烃源岩(也叫生油岩)。烃源岩能控制油气的分布,经典的油气地球化学以烃源岩为核心,通过对烃源岩的识别评价,服务于油气藏的储量评估、有效评价和油气田开发。
评价烃源岩常钻取岩屑样品或者岩心样品,送往陆地实验室进行地球化学指标分析化验,以有限分析数据的平均值来代表某层段烃源岩的品质。这种“大平均”的结果,一方面掩盖了局部高或低丰度对烃源岩评价的影响,另一方面忽略了薄层烃源岩对资源量的贡献。取样分析的数据越少,这种影响就越大。
因此,近年来,国内外一些专家学者探索通过寻找测井曲线与烃源岩之间的对应关系来推测烃源岩有机碳含量,但是拟合精度却始终徘徊在60%~85%之间,限制了该技术的大规模应用。
千日逐梦,构建反演模型
85%,难道是不可逾越的坎?地化研究团队偏不信这个邪。
要找到对烃源岩普遍适用的测井反演模型,得从烃源岩中的有机质对岩石电阻率、声波、密度等各种测井响应的机理入手,而国内外公开发表的文献中,尚无类似研究成果,他们孤军探秘,矢志不渝。
地化研究团队发挥实验优势,建立了国内首个泥岩固体有机质测井响应研究实验模型。泥岩相比砂岩,在干燥条件下致密得多,常压下盐水根本无法进入泥岩,加压就松散变形。硬的钻不进,软的碰不得,这种戏剧化的两极差异现象,让多年从事实验工作的专家们陷入困境。
“试验—修正—再试验”,无数次的探索,地化研究团队相继找到适用于泥岩的钻塞、洗油、岩心包封、饱和压力等实验条件,成功翻越了泥岩岩电实验这座大山。
通过实验找机理,砂岩的公式不适用了,泥岩中的矿物含量要逐一校正,原来不曾考虑的因素一个个“现身”……近1000个日夜的验证,他们逐一找到了泥岩的各项测井响应特征,为建立烃源岩有机碳含量测井反演模型输入了一个个精确的数据参数。根据泥岩特性校正后的测井参数比原先借用砂岩模型计算的泥岩测井参数更加接近实验实测结果,反演模型的诞生,为精细预测烃源岩品质和空间展布提供了强力的技术支撑。
“线、面、体”连续全刻画
传统烃源岩识别评价,样品的取样密度10~30米1个,工作周期每口井15到40天。现在通过反演模型,“取样”密度提高到0.1米1个——数据精细程度至少提高了100倍,工作周期缩减为每口井3到4天——工作效率至少提升了5倍,单井有机碳含量拟合精度达到92%以上。
2013年6月,有限公司湛江分公司送来一批岩屑样品,要求做有机碳实验分析,用常规做法,直到9月才取得实验数据。2014年2月,再次接手有机碳含量任务,不出20天,反演结果出炉,验证了反演技术模型的便捷和准确。
截至目前,该技术已在南海西部文昌A、B凹陷,北部湾盆地、莺歌海盆地以及琼东南盆地30余口新老井成功应用,解释符合率均达到92%以上。
“烃源岩有机碳含量测井反演模型使烃源岩评价从过去的‘点’刻画,发展到‘线’或‘面’的连续刻画,结合地震手段,可实现烃源岩‘体’的展现,烃源岩的空间展布更加精细、清晰地呈现出来。”技术负责人税蕾蕾说。
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