应用录井资料分析喇萨杏油田套损井岩芯进水程度

马德华

（大庆钻探工程公司录井一公司，黑龙江大庆163411）

应用录井资料分析喇萨杏油田套损井岩芯进水程度

马德华*

（大庆钻探工程公司录井一公司，黑龙江大庆163411）

大庆喇萨杏油田经多年的注水开发，油水井套变现象越来越严重，全油田套损率超过25%，部分区块嫩二段发生了成片套损现象。为研究套损原因，在嫩二段进行井壁取芯，对1251块油页岩样品进行荧光显微图像及地化色谱分析，通过荧光显微图像镜下裂缝识别方法，建立了裂缝进水程度分类标准。通过实物观察及地化色谱分析资料，确定样品的岩性与套损井段地层是否相符，进行辅助分析判断进水情况，为油水井套损原因分析提供参考依据，对开发新钻井提高固井质量提供依据。

嫩二段；油页岩；井壁取芯资料；裂缝；进水程度

大庆喇萨杏油田随着开发程度的深入，油水井生产过程中，受多种因素的影响，套管发生径向凹陷、弯曲、破裂变形等套变现象越来越严重，甚至出现活性错断、多点变形、大段弯曲，断口与鱼头同步、无通道等复杂的套损情况。目前全油田每年新增套损井700口左右，套损井与正常生产井的比也就是套损率超过25%，而修复率为70%左右，部分井修复成功率低，破坏了原注采关系，严重影响油田开发效果。因此迫切需要研究套损井成因，为套损井修复提供技术支撑，保证注水油田开发效果和稳产目标的实现。大庆喇萨杏油田嫩二段底部发育一套厚度为6～10m左右黑褐色油页岩，为腐殖—腐泥型，按层理可分裂成薄片，可直接点燃。油页岩夹少量泥岩和页岩，呈互层分布。该层位由于固井质量原因注水开发后造成地层进水，部分地区发生了成片套损现象。录井每年为油田水淹层解释服务150口井左右，自2003年以来，有587口井在嫩二段底部位置进行了井壁取芯，目前油页岩、页岩、泥岩样品共1251块，油页岩样品1143块，页岩、泥岩样品108块，对所有样品进行了荧光显微图像及地化色谱分析，研究该井段套损与岩性特性的相关性，为油页岩井段套损防治及下一步修井工作提供依据。

1　套损原因与机理分析

套变因素分为天然因素和人为因素，天然因素主要是注采引发地应力、重力、断层活动和地下流体腐蚀等造成套管损坏；人为因素分为人为工程因素和地质因素。工程因素为固井质量、作业次数、注水水质、套管强度等方面的影响；人为地质因素主要是注水后断层活化、注水后泥岩的膨胀、高压注入地层破裂等。本地区主要是以注水后油页岩、页岩、泥岩发生变化的套管损坏为主。其机理为：当注入水进入岩层，破坏了其原始的含水状态，使岩层出现浸水软化，产生了蠕变变形，从而在套管周围形成了随时间而增大的类似椭圆型的径向分布非均匀外载，对套管长期挤压造成损坏。页岩或油页岩或多或少有软弱夹层，软弱夹层一般具有较强的吸水能力，在油田注水开发过程中，当注入压力达到一定值后，注入水通过裂缝窜到软弱夹层，使它吸水，强度降低，页岩水浸后会加速发生岩体滑移，从而造成套损，甚至发生成片套损。

2　荧光显微图像资料判断裂缝进水程度方法

纯泥岩、页岩在镜下不发光，富含有机质的生油泥岩、页岩镜下发光为黄色，缝内进水的泥岩、页岩发光同样为灰绿、绿色。

油页岩中的石油主要为沥青质沥青，因此发光颜色以暗黄、褐、黄褐色等为主，发光亮度一般较弱，通常以吸附状态存在缝内，水本身不具备发光特性，但由于芳烃类化合物及其衍生物具有微弱的亲水性，作为分散的载体的水，把芳系化合物展布在缝内，溶有微量芳烃类化合物的水就显示出了特殊的荧光颜色，在蓝光的激发下，芳烃类化合物为灰绿、绿色［3］。

油页岩具有层理构造，相对泥岩来说更容易遭受注入水的侵蚀，更容易产生次生裂缝，其裂缝的成因、类型及新老裂缝的相互切割关系前人已经总结过［2］。本文通过大庆喇萨杏油田嫩二段1251块油页岩样品镜下荧光显微图像观察与分析，把油页岩、页岩、泥岩裂缝进水情况分为3级：未进水、微进水、进水。

①未进水：一般为页理不发育—欠发育，致密，未发育缝隙。荧光颜色暗黄—黄褐色。

②微进水：一般为页理发育。发育两—三期缝，缝内有少量水进，呈灰绿色。页理荧光暗黄—黄褐色。

③进水：一般为页理发育。发育两期以上缝，缝内均有水进，呈灰绿、黄绿色，缝壁附着溶解烃。局部页理荧光暗黄—黄褐色。

统计嫩二段底部油页岩位置井壁取芯587口井，经过多年注水开发目前发生套损62口井，井壁取芯样品356块，经荧光显微图像分析进水样品237块，占样品总数66.5%，微进水样品74块，占样品总数20.8%，未进水样品45块，占样品总数12.7%。未套损525口井，井壁取芯样品895块，经荧光显微图像分析进水样品131块，占样品总数14.6%，微进水样品156块，占样品总数17.5%，未进水样品608块，占样品总数67.9%。

3　地化色谱分析资料辅助判断

烃源岩通常习惯叫做生油岩，指已经生成或具有生成油气潜力的岩石。泥岩、页岩均属于生油岩，页岩分为油页岩、泥页岩。泥页岩是泥岩与页岩之间过渡的岩性，是具有纹层及有页理构造的泥质岩，油页岩为含有一定数量干酪根（＞10%）的页岩［4］。油页岩又称油母页岩，含有少量可溶性的液态烃类、沥青类及不溶性的油母质，油母质是一种不溶性的焦性沥青质。大庆喇萨杏嫩二段生油岩为成熟生油岩，边生成油气边运移，岩石热解分析是评价生油岩有机质丰度的指标，分析统计情况见表1。

表1　大庆喇萨杏嫩二段烃源岩岩石地化色谱分析情况

岩石热解及饱和烃气相色谱分析可以辅助判断岩性，如果嫩二段油页岩样品岩石热解分析S1值及饱和烃气相色谱分析正构烷烃响应值高于典型样品分析范围值，荧光显微图像分析具裂隙见水浸特征，说明样品中有可动油，水中含有轻质组份，样品进水可能为生产过程中油层水窜造成的；岩石热解分析S1值及饱和烃气相色谱分析正构烷烃响应值极低，说明样品中无可动油，荧光显微图像分析具裂隙见水浸特征，应为注水造成的样品进水。嫩二段油页岩未水浸，自然电位无异常，如果发生水浸，部分区块如杏树岗油田自然电位出现异常。生产井生产一段时间后，结合生产动态资料，综合判断套损情况，及时修井。

生油岩岩石热解分析参数意义：

①S0：90℃时检测的单位质量生油岩中气态烃的含量，mg/g；

②S1：300℃时检测的单位质量生油岩中液态烃的含量，mg/g；

③S2：300℃～600℃时检测的单位质量生油岩中裂解的干酪根含量，mg/g；

④Pg：Pg=S0+S1+S2，产烃潜量，mg/g。

4　应用实例

实例1：杏2-丁1-P60井嫩二段885.4～886.8m井壁取芯4颗，均为油页岩，岩样质纯，性脆，页理较发育。荧光显微图像分析样品（885.8m、886.8m）具层间收缩缝，顺层成组出现，局部见溶蚀扩大，缝内含水发光，晚期缝正交或斜交切割早期缝，并具动力作用形成的网状，部分基质切割成块，已溶蚀扩大，图像解释进水。岩石热解分析S1值1.05～2.18mg/g，S2值49.35～70.23mg/g，Pg值50.39～72.34mg/g。饱和烃色谱分析响应值低于0.2mV。岩石热解及饱和烃色谱分析均为正常油页岩特征，说明无可动油。微电极曲线上对应嫩二段底部油页岩为6组尖峰，荧光显微图像油页岩样品发生水浸的位置集中在第二到第四个尖峰之间，自然电位曲线也出现正异常，综合判断该部位（嫩二段885.4～886.8m）出现了水浸现象。相邻的同井组井距300m的两口2004年的老井在嫩二段油页岩位置已发生套损，本井荧光显微图像分析具水浸特征，岩石热解分析S1值及饱和烃色谱分析值均低，说明无可动油，本井为注水开发嫩二段地层油页岩进水造成的，为此本井提出了固井质量措施，截止2014年12月未套损。本井为查找套损原因、套损机理分析及防治成片套损提供了可靠依据。

实例2：杏5-1-侧斜341井（原井杏5-1-341因套损报废）嫩二段796.8～816.2m井壁取芯44颗，其中34颗油页岩，10颗泥岩。油页岩岩样质纯，性脆，页理较发育；泥岩岩样质纯，性脆，无页理。荧光显微图像分析油页岩样品11颗进水，具层间收缩缝，顺层成组出现，缝内含水发光，二期缝切割一期缝，局部形成网状并溶蚀扩大，缝宽0.01～0.03mm，缝内有溶蚀水进入，灰绿色，缝壁附着溶解烃。油页岩岩石热解分析S1值0.76～2.28mg/g，S2值 32.15～112.31mg/g，Pg值34.54～113.77mg/g。泥岩岩石热解分析S1值0.12～0.56mg/g，S2值 1.20～4.23mg/g，Pg值为 1.34～4.86mg/g，S1值低，S2值略高，分析认为泥岩中含有有机质。饱和烃色谱分析油页岩、泥岩响应值均低于0.2mV。岩石热解及饱和烃色谱分析均为正常油页岩、泥岩特征，说明无可动油。11颗进水样品集中在802～810m之间，发育Ⅱ期缝样品9颗，占进水样品81.8%，判断该井段为套损位置，因岩石热解分析S1值及饱和烃色谱分析值均低，未见异常，判断套损为嫩二段油页岩地层存在裂缝通过注入水人为因素造成的套损。后经修井确认该井段为错断位置。本为通过录井资料分析为修井提供了准确位置。

5　结束语

本文对大庆喇萨杏油田油水井套损机理进行了分析，研究了套损与岩性特性及岩样进水关系。通过实物观察及地化色谱分析，可以准确判断岩性，通过荧光显微图像资料分析，判断样品的进水程度，分析判断岩性与套损井段地层是否相符，并且通过饱和烃色谱分析确定裂缝中是否进入可动油，分析水浸的原因，为开发新钻井套损防治、提高固井质量及下步修井工作提供地质依据。

［1］郎东升，张文生，岳兴举，等.油田开发录井水淹层评价技术［M］.北京：石油工业出版社，2006：1-149.

［2］刘丽萍，殷建平.油页岩进水识别方法研究［J］.录井工程，2005（2）：17-20.

［3］郭瞬铃，孙玉善，尚李平，等.荧光显微镜技术［M］.北京：石油工业出版社，1994.

［4］曾允孚，夏文杰.沉积岩石学［M］.北京：地质出版社，1986.

［5］郎东升，金成志，郭冀义，等.储集层流体的热解及气相色谱评价技术［M］.北京：石油工业出版社，1999.

［6］马德华，耿长喜，左铁秋，等.荧光图像技术在水淹程度评价中的应用研究［J］.录井工程，2005，16（1）：17-20.

TE2

A

1004-5716（2016）07-0030-03

2015-07-22

2015-08-12

马德华（1972-），女（汉族），黑龙江巴彦人，高级工程师，现从事解释评价工作。