便携式离子分析技术指导南海西部非常规油气藏评价

张明杰 夏竹君 张兰江 李国军 杨红君

(1.中海石油有限公司湛江分公司 广东 湛江 524057；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司 广东 湛江 524057；3. 中海油田服务股份有限公司 河北 燕郊 101149)



·仪器设备与应用·

便携式离子分析技术指导南海西部非常规油气藏评价

张明杰1夏竹君2张兰江2李国军3杨红君1

(1.中海石油有限公司湛江分公司 广东 湛江 524057；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司 广东 湛江 524057；3. 中海油田服务股份有限公司 河北 燕郊 101149)

便携式离子分析技术在南海西部试验时，研究出了计算泥浆混入量及估算纯地层水矿化度的方法，将现场分析结果与实验分析结果进行对比，误差很小。该技术的主要特点是时效性强，精度符合要求，在南海西部油田得到推广应用，在非常规油气藏中，为实时测井解释及油藏评价提供了重要依据。

离子分析 ；油藏评价；非常规油气藏；矿化度

0 引 言

南海西部油田常规的地层流体样品离子分析技术是在实验室内进行的，样品分析周期在一个月以上，对海上油气识别及油藏评价难以发挥重要作用。本文提出的便携式现场离子分析技术，只需一个带水分析设备的小型集装箱和一名现场分析人员，在现场就能提供分析结果，大大提高了时效，在南海西部非常规油气藏评价方面发挥了重要作用。

1 便携式离子分析技术

1.1 离子分析原理

离子分析技术是利用离子色谱方法快速测定样品中常见阴阳离子的含量，研究工区地层水和泥浆滤液离子含量，优选纯地层水和泥浆滤液中的特定离子，估算样品中的泥浆滤液含量，同时推算纯地层水的总矿化度，为研究工区水动力作用、地球化学特征、油藏沉积环境、油气藏评价等提供重要的基础数据[1～4]。

1.2 离子分析仪器

引进的是瑞士Metrohm公司792型通用离子色谱仪， 6.1006.520 Metrosep A Supp5型阴离子柱和6.1050.4×0 Metrosep C 4型阳离子柱、保护柱、抑制器、电导检测器、20 μL进样环及其配套软件，使用的化学试剂均为分析纯。由于现场条件的限制，用蒸馏水代替去离子水进行配液。

2 工区试验及改进创新

2.1 工区特点

经过南海西部多口井电缆地层测试取样样品分析发现，地层取样样品中主要含有Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-，其中Mg2+、Ca2+、NH4+、SO42-、HCO3-、CO32-在取样到测试过程中，容易受到温度、 压力、PH值、溶解气等因素影响，离子易发生化学反应。Na+、K+、Cl-离子不易与其它物质反应，但是Na+、Cl-在地层样品和泥浆滤液中含量一般都很高，不易定量计算。而K+在样品中含量变化较大，是区分地层水和泥浆滤液的最佳离子。

2.2 改进分析方法

由于样品中各种离子的浓度很高，远远超过了色谱柱的线性分析范围，因而需要进行稀释，通常稀释100～1 000倍。稀释的样品经过0.22 μm的滤膜过滤，阴离子中的CO32-、HCO3-使用电位滴定仪的方法测定,其它离子用离子色谱法测定。

2.3 研究计算方法

取某地区中水分析资料K+含量的平均值作为该地层水的背景值，对同一口井的泥浆滤液和地层取样样品进行K+的实验测量，根据该工区的特点，研究出了计算地层取样样品中泥浆滤液的混入量和估算纯地层水的总矿化度的方法，这种创新方法为离子分析技术提出更广阔的应用前景。

计算样品中泥浆滤液混入量的公式如下：

式中：M为样品中泥浆滤液的含量，%；R0为地区地层水中K+含量的背景值，mg/L；R1为泥浆中K+的含量，mg/L；R2为样品中K+的含量，mg/L。

估算纯地层水矿化度的公式如下：

式中：S0为纯地层水总矿化度，mg/L；S1为泥浆滤液总矿化度 ，mg/L；S2为地层取样样品总矿化度，mg/L。

2.4 分析结果对比

表1为南海西部北部湾某口井的实验室分析与现场离子分析技术结果对比情况，两者离子分析结果基本一致，可见现场离子分析技术可以替代实验室分离技术。

表1 现场离子分析与实验室结果分析对比

3 应用分析

实例1：如图1所示，某气井A在2 860m～2 868m电阻率比下部水层略高，受取心影响气测曲线降低，难以确认是否为纯气层。因此选在2 862m处进行泵抽取样(泵抽613min，泵出体积76 305cc)，另外在取样过程中，第1个样品中没有气体只有水，而第3个样品中有水和气体，将两种样品中的液体进行离子分析，并与泥浆滤液对比，见表2，两种样品中各离子浓度与泥浆滤液中的离子浓度差别很小。分析认为这两种样品中的水均为泥浆滤液，说明泥浆侵入程度较深，由于样品3中见到了气体，综合解释为气层。

图1 某地区气井A 综合测井解释成果图

实例2 ：如图2所示，某气井B在3 235m处电阻率为3.5Ω·m，与上部气层相比电阻率较低，气测值有明显下降趋势，为了求证此处流体性质，进行泵抽流体取样，泵抽300min，放样结果液体为水，含少量气。现场做了离子分析,见表3。可以看出，两种样品各种离子与泥浆滤液相比差别较大，尤其是钾离子浓度只有泥浆滤液的五分之一左右，估算的泥浆混入量约为9%，说明已经取到近似纯的地层流体，综合解释为含气水层。

表2 气井A现场样品(2 862 m)离子分析结果

图2 某地区气井B综合测井解释成果图

表3 气井B现场样品(3 235 m)离子分析结果

4 结 论

便携式离子分析技术通过分析泥浆滤液和地层取样获得水样的离子含量，可计算地层取样样品中泥浆滤液的混入量和估算纯地层水的总矿化度，为测井解释及油藏评价提供了精确的参数，在南海西部非常规油藏评价中发挥了重要作用。

[1] 王向荣,周灿灿,王昌学.电缆地层测试器测井应用综述[J].地球物理学进展，2008,23(5):1579-1585.

[2].关翠林,王尚芝,孟双明. 离子色谱法进展.光谱实验室[J].2004,21(2):355-358.

[3].邹艳萍. 油田水离子色谱分析技术在辽河油田的应用.录井工程[J].2008,19(1):9-13.

[4].孔昭柯,崔 岚,王 琦.离子色谱法用于分析油田地层水.油田化学[J],1997,14(3):261-264.

Portable Ion Analyzing Technique Guiding the Evaluation of Unconventional Reservoirs in the West of South China Sea

ZHANG Mingjie1XIA Zhujun2ZHANG Lanjiang2LI Guojun3YANG Hongjun1

(1.CNOOCCo.,LTD.Zhanjiangbranch,zhanjiang，guangdong524057,China；2.CNOOCenergydevelopmentco.,LTD.Engineeringofzhanjiangbranch,zhanjiang,guangdong524057，China;3.OilfieldServicesLimited,CNOOC，Yanjiao,Hebei101149,China)

On the experiment of portable ion analyzing technique in the west of south China sea, we worked out the methods for calculating the amount of mud mixing and estimating the salinity of pure formation water. The error is negligible through comparing the results of analysis on well site with the experimentation. The main characteristics of this technique are its high efficiency and accuracy. It is widely applied in the west of south China sea, and supplied important reference for real-time well logging interpretation and reservoir evaluation in unconventional reservoirs.

ion analyzing， reservoir evaluation， unconventional reservoir， salinity of formation water

张明杰，男，1972年生，测井总监，1996年毕业于中国石油大学(华东)石油地质专业，现在中海石油有限公司湛江分公司勘探开发部从事测井、录井现场技术管理及研究工作。E-mail:Zhangmj@cnooc.com.cn

TE372

B

2096-0077(2015)01-0058-03

2014-06-12 编辑：韩德林)