1、 石油鉆井行業(yè)綜合氣測錄井知識第一部分氣測錄井基礎理論第二部分氣測錄井資料的解釋評價與應用 氣測錄井屬隨鉆天然氣地面測試技術，主要是通過對鉆井液中天然氣的組成成份和含量進行測量分析，依此來判斷地層流體性質(zhì)，間接地對儲層進行評價。氣測錄井能夠及時地發(fā)現(xiàn)油氣層，并對井涌、井噴等工程事故進行預警。 綜合氣測錄井知識第一部分氣測錄井基礎理論地層中石油與天然氣的儲集狀態(tài) 石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 氣測錄井資料的影響因素綜合氣測錄井知識 一般情況下，大多數(shù)的石油與天然氣以不同的數(shù)量和儲集形式存在于沉積巖層中，儲集巖性一般是砂巖和碳酸鹽類地層。在巖層的裂隙中和節(jié)理發(fā)育的地方以及泥質(zhì)巖類的地層中

2、，有時也會有油氣的聚集。 石油、天然氣不僅儲集在不同的地層和巖性中，而且在同一地層和巖性中，它的儲集形態(tài)也不同。烴類氣體的儲集狀態(tài)一般有：游離狀態(tài)、溶解狀態(tài)和吸附狀態(tài)三種。綜合氣測錄井知識 游離氣的儲集是指純氣藏形成的天然氣儲集和油氣藏中氣頂形成的天然氣儲集。這種類型的氣體儲集，是以游離狀態(tài)存在于地層中。 游離氣的儲集溶解氣的儲集 天然氣具有溶解性。它不僅能溶解于石油，而且還能溶解于水，這樣就形成了溶解氣的儲集。天然氣的各組分在石油和水中的溶解度極不相同，烴類氣體和氮氣在水中的溶解度很小，二氧化碳和硫化氫的溶解度較大。烴類氣體在石油中的溶解度比在水中的溶解度大得多，屬于最易溶解在石油中的氣體。

3、 一、地層中石油與天然氣的儲集狀態(tài)溶解氣的儲集 以甲烷為例，在石油中的溶解度為水中溶解度的10倍。而不同的烴類氣體在石油中的溶解度也不同，它隨烴氣的分子量的增大而增大。假如：甲烷在石油中的溶解度為1，則乙烷為5.5，丙烷為18.5，丁烷以上的烴氣，可按任意比例與石油混合。 一、地層中石油與天然氣的儲集狀態(tài)溶解氣的儲集 二氧化碳和硫化氫在石油中的溶解度比在水中要稍大一些，氮氣則不易溶解于石油中。 一、地層中石油與天然氣的儲集狀態(tài)溶解氣的儲集 總之，烴類氣體屬于極易溶解于石油而難溶解于水的氣體。所以，在油藏內(nèi)有大量的烴氣儲集，一般以液態(tài)形式存在于油田內(nèi)或以氣態(tài)的形式存在于凝析油田內(nèi)。在地層水中，烴

4、氣的儲集量很少，特別是含殘余油的水層，天然氣的含量更少。 一、地層中石油與天然氣的儲集狀態(tài) 吸附狀態(tài)的天然氣多分布在泥質(zhì)地層中，它以吸附著的狀態(tài)存在于巖石中，如儲集層上、下井段的泥質(zhì)蓋層，或生油巖系。這種類型的氣體聚集，稱為泥巖含氣。一般沒有工業(yè)價值，但在特殊情況下，大段泥巖中夾有薄裂隙或孔隙性砂巖薄層等，會形成具有工業(yè)價值的油氣流。 吸附狀態(tài)的儲集一、地層中石油與天然氣的儲集狀態(tài) 在鉆井過程中，石油、天然氣以兩種方式進入鉆井液。其一是來自鉆碎的巖石中的油氣進入鉆井液；其二是由鉆穿的油氣層中的油氣，經(jīng)滲濾和擴散的作用而進入鉆井液。 1.被鉆碎的巖屑中的油氣進入鉆井液 形成破碎氣 油氣層被鉆開后

5、，巖屑和其中所攜帶的油氣進入鉆井液中與之混合，巖屑中的油氣又有一部分逐漸擴散到鉆井液中，單位時間鉆開的油氣層體積越大，進入鉆井液的油氣越多。 油氣層被鉆開后，巖屑中的油氣由于受到鉆頭的機械破碎的作用，有一部分逐漸釋放到鉆井液中。單位時間鉆開的油氣層體積越大，進入鉆井液的油氣越多。 二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 2.被鉆穿的油氣層中的油氣，經(jīng)滲濾和擴散作用進入鉆井液 1)油氣層中的油氣經(jīng)擴散作用進入鉆井液 油氣層中油氣的擴散是指油氣分子通過某種介質(zhì)從濃度高的地方向濃度低的地方移動而進入鉆井液。 2)油氣層中的油氣經(jīng)滲濾作用進入鉆井液 油氣層中油氣的滲濾是指油氣層的壓力大于液柱壓力時

6、，油氣在壓力差的作用下，沿巖石的裂縫、孔隙以及構造破碎帶，向壓力較低的鉆井液中移動。 二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 3.石油、天然氣進入鉆井液后的分布狀態(tài) 游離氣以氣泡形式與鉆井液混合，然后逐漸溶于鉆井液中。一般情況下，天然氣與鉆井液接觸面積越大，溶解越快；接觸時間越長，溶解程度越大。 1)油氣呈游離狀態(tài)與鉆井液混合 二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 2)油氣呈凝析油狀態(tài)與鉆井液混合 凝析油和含有溶解氣的石油從地層進入鉆井液后，在鉆井液上返過程中，由于壓力降低，凝析油大部分會轉(zhuǎn)化為氣態(tài)烴；高油氣比地層C1-C4含量較高。隨著鉆井液的上返，含有溶解氣的石油，由于壓力降低，

7、會釋放出大量的天然氣。（釋放出天然氣的數(shù)量取決于石油的含量與質(zhì)量）。 3)天然氣溶解于地層水中與鉆井液混合 溶解于地層水中的天然氣進入鉆井液后與之混合，一般而言地層水量比鉆井液量少得多，因而會被鉆井液所沖淡，這時地層水中的天然氣將以溶解狀態(tài)存在于鉆井液中，而且鉆井液中的天然氣濃度不會太大。隨著鉆井液的上返，壓力降低，天然氣將不會游離出來而變成氣泡。只有在地層水較大情況下，水被鉆井液沖淡不大當?shù)貙铀腥芙鈿饬枯^大時，才會天然氣游離成氣泡狀態(tài)。 二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 4)油氣被鉆碎的巖屑吸附著與鉆井液混合 當油氣被鉆碎的巖屑所吸附與鉆井液混合后，隨著鉆井液的上返，壓力降低，巖

8、屑孔隙中所含的游離氣或吸附氣體積將會膨脹而脫離巖屑進入鉆井液。巖屑返出后，孔隙中以重質(zhì)油為主。 上述的這些過程在某種程度上可能相互重疊。在地層的孔隙中，可能有游離氣和凝析油同時存在， 或者游離氣與石油同時存在，但總體認為：進入鉆井液中的油氣，隨著鉆井液由井底返至井口過程中，在井底部主要是游離氣溶解在鉆井液中，而隨著鉆井液的上返壓力降低，鉆井液中所溶解的天然氣已達飽和，此時溶解氣可從鉆井液中分離出來形成氣泡。二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 根據(jù)以上分析可將石油、天然氣進入鉆井液的方式歸納為： 破碎氣 在鉆井過程中，鉆頭機械破碎巖石而釋放到鉆井液中的氣體稱之為破碎氣。 壓差氣 接單根氣

9、 接單根作業(yè)時刻在延遲一個鉆井液上返時間和管路延遲時間后檢測到的一個假異常。 后效氣 在鉆開上部油氣層后工程進行起下鉆作業(yè)，由于鉆井液在井筒中的靜止時間較長和鉆具的抽汲作用，使地層中的油氣在壓差的作用下，不斷地往鉆井液中滲透。下鉆到底鉆井液循環(huán)后，會出現(xiàn)后效氣假異常。 擴散氣 在富含氣的地層中，地層流體的濃度高于鉆井液成分的濃度時，將產(chǎn)生擴散氣。二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 再循環(huán)氣 產(chǎn)生再循環(huán)氣的原因其一是鉆井液中所攜帶的天然氣不可能經(jīng)過脫氣器而全部脫出，一般情況下現(xiàn)用的脫氣器的脫氣效率只有3070。其二循環(huán)的鉆井液只有一小部分流經(jīng)脫氣器，大部分流入鉆井液池內(nèi)。當這種脫氣不完全

10、的鉆井液再次入井后，將會出現(xiàn)假異常。 再循環(huán)氣的特征 時間上比首次出現(xiàn)氣測顯示晚一個鉆井液循環(huán)周期。曲線的峰型較寬，幅值平緩。烴組分以重烴為主，烴組分結構多呈反順序排列。 二、石油、天然氣進入鉆井液的方式與分布狀態(tài) 在錄井過程中，氣測錄井資料受到來自地層因素的影響、來自鉆井技術條件的影響和錄井技術自身條件的影響。在進行氣測錄井資料油氣層解釋評價時，首先要分析影響錄井資料的因素。1、儲集層特性及地層油氣性質(zhì)的影響 氣測錄井是直接分析鉆井液中油氣含量的一種錄井方法。在鉆井過程中，鉆井液中的油氣主要來自被鉆碎的巖石中的油氣和被鉆穿油氣層中的油氣經(jīng)過滲濾和擴散作用而進入鉆井液的油氣。當油氣層的厚度越大

11、，地層孔隙度和滲透率越大，地層壓力越大，則在鉆穿油氣層時，進入鉆井液中的油氣含量多，氣測錄井異常顯示值高。 三、氣測錄井資料的影響因素 對于儲層滲透性的影響可分為兩種情況：其一是當鉆井液柱壓力大于地層壓力時，鉆井液發(fā)生超前滲濾。由于鉆井液濾液的沖洗作用，向地層深處擠跑了一部分油氣，使進入鉆井液的油氣含量減少氣測錄井異常顯示值降低。其二是當鉆井液柱壓力小于地層壓力時，儲集層的滲透濾越高，進入鉆井液中的油氣含量越多，氣測錄井異常顯示值越高。 三、氣測錄井資料的影響因素氣油比 每噸原油中含有多少立方米的天然氣稱為氣油比。氣油比越高、含氣濃度就會愈高，一般氣油比大于50m3/噸的儲集層，氣測異常明顯；

12、對于低氣油比的儲集層，提高脫氣效率或進行巖屑、巖心、鉆井液脫氣分析將會見到好的效果。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 鉆頭直徑的影響 進入鉆井液中的油氣，其中一部分是來自被鉆碎的巖屑中，由于鉆頭直徑的不同，破碎巖石的體積和速度不同，單位時間破碎巖石體積與鉆頭直徑成正比。因此，當其它條件一定時，鉆頭直徑越大，破碎巖石體積越多，進入鉆井液中的油氣含量越多，氣測錄井異常顯示值越高。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 鉆井速度的影響 在相同的地質(zhì)條件下，鉆速越大，單位時間破碎巖石體積越大，進入鉆井液中的油氣含量越多。同時當鉆速越大時，使單位時間破碎巖石的表面增大，因在

13、較短的時間內(nèi)，鉆井液未能在剛鉆開的井壁表面上全部生成泥餅，所以鉆速的增加，鉆井液滲濾的速度也在增加，在一定程度上影響了進入鉆井液中的油氣的含量，呈現(xiàn)出在較低鉆時的錄井井段，氣測錄井異常顯示值不是很高的情況。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 鉆井液排量的影響 氣測錄井異常顯示值的高低與鉆井液排量有著密切關系，鉆井液排量越大，鉆井液在井底停留的時間越短，通過擴散和滲濾方式進入鉆井液中的油氣含量相對減少，氣測錄井異常顯示值降低。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 鉆井液密度的影響 在相同的地質(zhì)條件下，鉆井液密度增大，氣測錄井異常顯示相應降低。一般情況下，為了保證鉆井

14、施工正常進行，總要使鉆井液柱壓力略大于地層壓力。由于鉆井液密度增大，壓差隨之而增大，地層中的油氣不易進入鉆井液，使氣測錄井異常顯示值較低。若鉆井液密度較小，鉆井液柱壓力低于地層壓力，在壓差的作用下，地層中的油氣易進入到鉆井液中，使氣測錄井異常顯示值增高。同時由于鉆井液柱壓力的降低，地層上部已鉆穿的油氣層中的油氣，可能會因泥餅的剝落而進入鉆井液中，會產(chǎn)生后效影響。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 鉆井液粘度的影響 鉆井液粘度大，降低了氣測錄井的脫氣效率，使氣測錄井異常顯示值較低。但由于油氣長時間保留在鉆井液中，氣測錄井的基值會有不同程度的增加。鉆井液粘度大，油氣的上竄現(xiàn)象不明顯

15、。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 后效錄井的影響 當鉆開油氣層后，鉆井工程進行起下鉆作業(yè)時，由于鉆井液在井內(nèi)靜止時間較長，油氣層中的油氣受地層壓力的影響，同時起鉆過程的抽汲作用，使地層中的油氣不斷地進入鉆井液中。下鉆到底后，當鉆井液返至井口時，氣測錄井會出現(xiàn)假異常。 三、氣測錄井資料的影響因素2、鉆井技術條件的影響 接單根的影響 接單根的影響一般出現(xiàn)在較淺的井段。接單根時，在高壓管線和方鉆桿內(nèi)充滿了空氣，開泵后由于壓力的改變，空氣段會急劇地從鉆井液中分離出來，分離過程在井底的油氣層段較為強烈，帶出了地層中的烴類氣體，形成氣測錄井假異常。而在較深的井段，鉆井液循環(huán)時間加長，接單根時鉆具內(nèi)的空氣被分散在大段的鉆井液中，當鉆井液返至井口時，鉆井液中烴類氣體的濃度相對降低，形成的氣測錄井假異常較小。在接單根的過程中，由于鉆具的上提