[摘 要]本文就苏里格气田气测录井过程中认识上存在的三个难点:全烃和组分的关系,气测分析中有时候全烃高于100%,组分中有时候甲烷高于全烃,从理论上加以分析和研究,旨在提高对气田气测录井的认识,解决认识上的障碍。
[关键词]全烃 组分 鉴定器 标定
中图分类号:TE243 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0350-01
苏里格气田是一个大型整装气田,气田一个最显著的特征就是全烃含量中甲烷的含量一般达到70%以上,甚至90%以上,在该工区施工对于气测录井认识上有以下几点误区,结合自己现场的工作,谈一下自己的看法和认识。
1 全烃非组分相加之和
在给甲方提供的完井资料中,按照要求对于全烃的处理是组分的相加之和,这种处理方式虽然对油气的解释评价基本上不产生影响,但是全烃并不是组分的简单相加之和。
首先我们来分析一下快速色谱分析的工作原理〔1〕, 样品气通过电磁泵,从脱气器处吸入到气路中来,然后进入色谱,在氢火焰离子室与空气相遇,引燃后燃烧,在氢火焰高温能源作用下,样品气的分子被电离,形成正离子和电子,经直流电场的作用,电子流形成电信号,输送至记录仪记录。厂家在设计和生产这类仪器时,对全烃、烃组分分别使用了鉴定器,其中全烃鉴定器是半定量的,它受到的影响因素较多,如电压、电磁泵泵排量、样品气流速等等,这些因素都影响着全烃的检测含量,它本身也只是一个参考数据,在录井中用于连续监测发现油气异常层;而烃组分鉴定器的鉴定分析只能周期进行,基本不受外界条件影响。
目前胜利地质录井全烃的标定方式是利用单一烃组分甲烷的不同浓度进行标定,但是相等浓度的乙烷,丙烷,异丁烷,正丁烷等要比等浓度的甲烷产生的电流信号大,如果气测过程重烃(除甲烷外)的含量达到20%,全烃的响应值比标定的时候要大,这时,一般测出来的全烃值大于烃组分值之和。
全烃氢火焰鉴定器(FID)特有的局限性有可能造成高浓度时全烃值小于烃组份值之和的现象。氢火焰鉴定器(FID)低浓度时比较敏感,高浓度时敏感程度降低,浓度达到50%以上,甚至可能饱和。而此时样口气经色谱柱分离成单一的烃组分并没有发生饱和,就可能发生全烃值小于烃组分值之和。
2 全烃分析有高于100%的可能。
目前进行色谱分析所采用的均是氢火焰离子化鉴定器。它是以氢气在空气中燃烧所生成的火焰为能源,使被分析的含碳有机物中的碳元素离子化,产生了数目相等的正离子和负离子(电子)。在离子室的收集极和发射极的电场作用下,正负离子各往相反的方向移动,产生微电流,经放大后进行输出。电离电流的大小与有机物的含碳量和浓度有关。有机物的含碳量和浓度越大,产生的电离电流越大。
由于气体的不同形态,大于C6的组分液化点很低,在常温下(30℃)一般只能检测出C6以前的气体。检测到的气体是包含了C元素的烃类并能够燃烧产生电离的气体,这就包括了C元素的同分异构体(如C2H2,C5的三种同分异构体等),这些同分异构体在色谱组分中我们不能全部检测出来,检测到的全烃总的来说是上述烃类的总和,但并不是单纯的“+”的关系,如异丁烷(iC4),可能是小于4倍的关系(具体是多少倍目前尚无专业定论,此处以4倍表示)。可以粗略地得到下述计算式:全烃=C1+2*C2+3*C3+4*(iC4+nC4)+5*(iC5+nC5)+其它同分异构体含量从上式可以看出,由于全烃的含量是由100%C1进行标定,若在现场全烃全由纯C1组成,则最高为100%;但实际情况下,它是由烃类化全物组成的,由于其它组分(尤其是重烃组分)的倍数关系的存在,全烃完全可能超过100%,并可能达到一个比较高的值。
3 甲烷的含量存在高于全烃的可能。
随着烷烃分子碳原子数目的增加,检测的电信号也增大,即相同浓度的重烃气体产生的电信号比甲烷气高〔2〕。正常录井过程中,如果井下地层气体中重烃达到一定的含量,气体在全烃鉴定器上所产生的响应值比标准气的响应值大,而苏里格气田该地区甲烷的含量一般达到70%以上,全烃的标定方式是利用单一烃组分甲烷的不同浓度进行标定,这种情况下不易发生甲烷的含量高于全烃的可能,但是由于气测录井的全烃是监测分析井下所有气体的总含量,烃类和非烃类气体在全烃鉴定器中都会产生响应,例如,如果井下气体中的CO2含量达到一定的浓度,会使全烃的响应值降低,而烃组分分析则不受非烃气体浓度的影响。这种情况也有可能造成出现C1?含量大于全烃含量的现象发生。
4 结束语
全烃分析是连续性的,组分分析是周期性的,两者采用不同的检测方式,全烃分析用于连续监测钻进过程中的油气显示变化,是一个定性的分析过程,而组分分析是在确定了利用全烃确定了油气显示后,进一步的分析其中的甲烷,乙烷,丙烷等的含量,是一个定量的分析过程,两者相互配合,取长补短。
参考文献
[1] 杨占山,对气测录井全烃检测值的进一步认识[J].录井工程,2006年第四期
[2] 吴龙斌.对气测录井技术的几点认识[J].录井技术,2000年第二期
作者简介:
罗伯青 1979,6,24,2003年毕业于江汉石油学院电子与信息工程系 中级工程师 中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司 现从事长庆苏里格气田现场录井工作