Investigación sobre el método de identificación de yacimientos de gas de arenisca estrechos durante la perforación, tomando como ejemplo la depresión de Jiyang

(1. Facultad de Ciencias y Tecnología de la Tierra, Universidad China Youshi, Qingdao, Shandong 266555; 2. Sinopec Shengli Petroleum Administration Geological Logging Company, Dongying, Shandong 257064; 3. Instituto de Registro del Instituto de Investigación de Tecnología de Ingeniería del Petróleo de Sinopec, Beijing 100101)

Proyecto de financiación: Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China "Deformación estructural y heterogeneidad estructural de la diagénesis de arenisca" (No.41002034 ).

Acerca del autor: Xu, mujer, ingeniera sénior, actualmente dedicada a la investigación de tecnología de registro de pozos, correo electrónico: slljxxq @ 163.com

Resumen: La identificación oportuna de los yacimientos de gas es el principal tarea de exploración de gas natural. El gas de arenisca de zonas compactas en la depresión de Jiyang se distribuye principalmente en la depresión de Dongying y el área de Gubei-Bonan, con dos tipos: gas de tipo petróleo y gas de tipo carbón. Debido a que el yacimiento tiene propiedades físicas pobres, una fuerte heterogeneidad y un origen complejo, la identificación de las perforaciones es mucho más difícil que los yacimientos de gas de arenisca convencionales. Con base en las características geológicas de las principales áreas de producción de gas de arenisca compacta, se analizaron y estudiaron las características de respuesta y los métodos de identificación del registro de cromatografía de gases y los datos de registro de cromatografía de hidrocarburos ligeros de gas en tanques en diferentes tipos de yacimientos de gas. Los resultados muestran que el registro por cromatografía de gases y el registro por cromatografía de hidrocarburos ligeros con gases en tanques tienen buenas respuestas al gas de arenisca compacta. Se complementan entre sí y son los dos métodos de registro geoquímico más efectivos para identificar directamente las capas de gas durante la perforación. Al perforar una capa de gas obvia, el contenido total de hidrocarburos del cromatógrafo de gases es significativamente mayor que el valor de fondo, el coeficiente de contraste total de hidrocarburos es generalmente mayor que 3, el gas de la parte superior del tanque es rico en componentes de hidrocarburos ligeros y la abundancia de Los compuestos de hidrocarburos ligeros C1-C4 son generalmente superiores al 1000%. A medida que aumenta el grado de desprendimiento, el contenido de metano en los componentes del gas aumenta gradualmente y el contenido de hidrocarburos pesados ​​disminuye gradualmente. En el diagrama de proporción de componentes de hidrocarburos de Pixler, hay un área de gas seco, un área de gas húmedo, un área de gas derivado del carbón y un área de gas condensado de arriba a abajo. El gas tipo carbón se ubica mayoritariamente en la parte media y superior del diagrama triangular del grupo de hidrocarburos alifáticos C5-C7 de hidrocarburos ligeros en la parte superior del tanque, mientras que el gas tipo petróleo se ubica en la parte inferior, con una amplia Distribución horizontal, que se puede utilizar para distinguir el gas tipo petróleo y el gas tipo carbón. El método anterior se utilizó para identificar yacimientos de gas de arenisca en la depresión de Jiyang, y la tasa de coincidencia alcanzó el 91,6%, lo que mejoró la precisión de la identificación durante la perforación.

Palabras clave: gas de arenisca hermética; identificación durante la perforación; gas de lodo; precisión del gas de la parte superior del tanque

Identificación del gas de arenisca hermética durante la perforación, tomando como ejemplo la depresión de Jiyang.

Xu Xiaoqiong 1, 2 Wang Zhizhan 3 Cixinghua 2 Liu Caixia 2 Niu Qiang 2

(1. Facultad de Ciencias de la Tierra, Universidad del Petróleo de China, Qingdao, Shandong 266555; 2. Sinopec Li Sheng Petroleum Administration Geological Logging Company, Dongying, Shandong 257064; 3. Logging Technology Department, Sinopec Petroleum Engineering Research Institute, Beijing 100101, China)

Resumen: La identificación del gas durante la perforación es una de las principales tareas de la exploración de gas natural. . El gas de arenisca compacta en la Depresión de Jiyang se distribuye en la Depresión de Dongying y el área de Gubei-Bonan, incluyendo gas de tipo petróleo y gas de carbón. Debido a las características de las malas propiedades físicas del yacimiento, la fuerte anisotropía y el origen complejo, las capas de gas de arenisca compactas son más difíciles de identificar que las capas de gas de arenisca ordinarias. De acuerdo con las características geológicas del gas de arenisca compacta en la depresión de Jiyang, se analizaron en profundidad las características de respuesta al registro de gas de lodo y gas superior de varios tipos diferentes de gas de arenisca compacta y se resumieron los estándares de evaluación y los métodos de identificación durante la perforación. Se cree que el registro de gas de lodo y el registro del espacio de cabeza tienen una capacidad de respuesta y una complementariedad evidentes, y son dos métodos de registro geoquímico eficaces durante la perforación. Al perforar una capa de gas típica, el contenido total de gas es mucho mayor que el valor de fondo y el coeficiente de contraste es mayor que 3. Normalmente la composición de hidrocarburos ligeros es muy rica y el contenido de hidrocarburos ligeros C1-C4 es superior al 1000%. A medida que aumenta el grado de desprendimiento, la composición del gas metano aumenta gradualmente y los hidrocarburos pesados ​​disminuyen gradualmente. En el diagrama de Pixler, las proporciones de los componentes de hidrocarburos del gas natural de arriba a abajo son gas seco, gas húmedo, gas derivado del carbón y condensado. En el diagrama triangular de la composición de hidrocarburos alifáticos C5-C7 del espacio de cabeza, el gas tipo carbón está en la parte superior y el gas tipo petróleo cae en la parte inferior, y la distribución horizontal es amplia, lo que puede usarse para identificar el tipo petróleo. gas o gas tipo carbón. Utilizando el método anterior para identificar capas de gas de arenisca compacta, la precisión alcanzó 965438 ± 0,6%, mejorando así la precisión de la identificación de gas de arenisca compacta durante la perforación en la depresión de Jiyang.

Palabras clave: gas de arenisca compacto; identificación durante la perforación; gas de lodo; precisión del gas de espacio de cabeza

El gas de arenisca compacto se refiere a baja porosidad (< 12%) y baja permeabilidad. capas de arenisca con alto contenido de gas (< 1× 10-3 μ m2), baja saturación de gas (< 60%), alta saturación de agua (> 40%) y lento flujo de gas natural [65438], debido al entierro. La profundidad es generalmente es más grande y habitualmente también se le llama gas de arenisca de aguas profundas y compactas [2]. El gas de arenisca compacta en la depresión de Jiyang es rico en tipos. Se puede dividir en gas de tipo petróleo y gas derivado del carbón según el tipo de material base. Se puede dividir en gas de degradación térmica y gas de craqueo a alta temperatura. al grado de evolución de la materia orgánica. Según los resultados de las pruebas, existen tres tipos principales de fases: gas seco, gas húmedo y gas condensado [5 ~ 7].

Debido al entierro profundo (generalmente por debajo de los 4000 metros), el depósito tiene una fuerte evolución diagenética, propiedades físicas deficientes y un mecanismo de acumulación complejo [8 ~ 11]. La fluorescencia de los esquejes es débil o nula, lo que es mucho menos fácil de detectar. detectar que los recortes que contienen petróleo Según el análisis económico de las características geológicas y las características de respuesta del área de producción de gas de arenisca compacta en la depresión de Yang, es difícil de identificar durante la perforación [12, 18]

1 Características geológicas del área de estudio

Figura 1 Depresión de Jiyang Esquema estructural de la depresión

El gas de arenisca compacta en la Depresión de Jiyang se distribuye principalmente en la zona norte de la Depresión de Dongying, el cuarto miembro del Shahejie en la Depresión de Bonan y del Carbonífero-Pérmico en el área de Gubei [7, 8, 15 ~ 17] (Figura 1). El cuarto miembro de Sha4 en Dongying Sag y Bonan Sag es un depósito de facies de lago salado y lago de agua dulce. Las rocas fuente de gas son principalmente lutitas oscuras y lutitas que contienen yeso, con buenos tipos de materia orgánica y alta abundancia. La roca madre en la parte central de la depresión se encuentra en la etapa de evolución de madura a alta madurez. Los embalses son principalmente abanicos submarinos cercanos a la costa, cuerpos de arena del frente del delta en forma de abanico y cuerpos de arena de barra de playa de lagos poco profundos costeros. El espacio de almacenamiento está formado principalmente por poros intergranulares y la presión de formación es de baja presión positiva. El Carbonífero-Pérmico en el área de Gubei es un conjunto de estratos carboníferos. Se desarrolla carbón negro, lutita carbonosa y lutita de color gris oscuro y gris-negro. Es rico en materia orgánica y está dominado por material parental de tipo III. un alto grado de evolución y es el principal mineral de la zona. El yacimiento es arenisca sedimentaria fluvial y deltaica, el tipo de poro es principalmente poros disueltos secundarios y la presión de la formación es de baja presión a alta presión débil (Tabla 1, Figura 2).

Tabla 1 Características geológicas de las principales áreas productoras de gas de arenisca compacta en la depresión de Jiyang

Figura 2 Histograma completo de las áreas productoras de gas de arenisca compacta

Desde la perspectiva de Propiedades físicas del yacimiento Se puede observar que todas las cementaciones de yacimientos no convencionales son apretadas-muy apretadas, y las propiedades físicas del yacimiento se evalúan como yacimientos buenos-medios [18]. La zona norte de Dongying Sag está dominada por gas de tipo petróleo, y las características geoquímicas del gas natural profundo en el área de Gubei-Bonan cambian regularmente, cambiando gradualmente de gas de tipo petróleo a gas derivado del carbón de oeste a este [16, 17].

2 Características de respuesta de los datos de registro de yacimientos de gas de arenisca compacta

La tarea principal del registro de gas natural es identificar capas de gas a tiempo durante el proceso de perforación. Al perforar la formación, el petróleo y el gas de la formación ingresan al pozo a través de dos formas: una es ingresada por los recortes rotos mecánicamente por la broca de perforación y la otra es el petróleo y el gas de la formación encontrados durante la perforación en la forma; de filtración o difusión bajo la acción de la diferencia de presión. Ingrese directamente. El registro por cromatografía de gases detecta principalmente gas (gas de lodo) que existe en estado libre (burbujas) y en estado disuelto (disuelto en agua o petróleo) en el fluido de perforación. Es el método de registro geoquímico más eficaz para identificar directamente las capas de petróleo y gas. perforación. El registro cromatográfico de hidrocarburos ligeros con gas en la parte superior del tanque sirve para detectar hidrocarburos ligeros (compuestos con un número de carbonos moleculares de C1-C7 [19, 20]) desorbidos naturalmente de cortes o núcleos de roca. La formación y evolución de los hidrocarburos ligeros están estrechamente relacionadas con el gas natural y. son la fuente de gas Indicadores importantes para la identificación y comparación de fuentes de gas [16, 65438+]. Ambos se complementan y pueden detectar de forma integral yacimientos de gas subterráneos durante la perforación.

2.1 Características de los datos de cromatografía de gases

El gas arenisca compacto en el área de estudio tiene una fuerte respuesta a los datos de cromatografía de gases. Cuando la perforación encuentra capas de gas obvias, el contenido total de hidrocarburos (TGAS/%) es significativamente mayor que el valor de fondo, por lo que se puede detectar la visualización de la capa de gas durante la perforación. Ya sea gas tipo petróleo o gas tipo carbón, el metano tiene una ventaja absoluta en la composición del gas, con un contenido del 64,0% al 96,0%. Entre los gases de hidrocarburos pesados, el etano y el propano son los más comunes, y los hidrocarburos con un número de carbonos superior a 4 están presentes en cantidades menores (Tabla 2). El rango de distribución del metano en el gas tipo petróleo es amplio, generalmente de gas condensado – gas húmedo – gas seco. A medida que aumenta la etapa de evolución, el contenido relativo de metano (C1/%) aumenta gradualmente y el coeficiente de secado η aumenta gradualmente. Para el mismo tipo de gas, las características de composición del gas también son diferentes debido a diferencias en las condiciones geológicas. La composición del gas del tipo carbón es relativamente completa y tiene características de visualización similares a la humedad y el gas seco del gas tipo petróleo. Es difícil identificar el tipo de capa de gas basándose únicamente en el contenido del componente gaseoso.

Tabla 2 Características de los componentes típicos de hidrocarburos y gas de arenisca compacta en la depresión de Jiyang

2.2 Características de los datos cromatográficos de hidrocarburos ligeros del gas de tapa del tanque

Se puede observar En la Tabla 3 se puede ver que el gas arenisca compacta es rico en componentes de hidrocarburos ligeros. Excepto por el predominio absoluto del gas metano seco y la falta de compuestos de hidrocarburos ligeros C6-C7, otros tipos de hidrocarburos ligeros tienen un amplio rango de distribución. La abundancia de compuestos de hidrocarburos ligeros C1-C4 es generalmente superior a 1000 y el número de componentes está entre 6 y 27, pero en isopentano/n-pentano (iC5/nC5).

Tabla 3 Composición de hidrocarburos ligeros del gas típico de arenisca compacta en la depresión de Jiyang

3 Método de identificación de registro de la capa de gas de arenisca compacta

3.1 Identificación cualitativa del yacimiento de gas

La presión de formación en el área de estudio es relativamente consistente. En condiciones de perforación similares, cuanto mayor sea el contenido de petróleo y gas, mejores serán las propiedades físicas de la formación, más petróleo y gas se pueden perforar en el fluido de perforación a través del volumen unitario de las capas de petróleo y gas, y el contenido total de hidrocarburos de el cromatógrafo de gases es significativamente mayor que el valor de fondo. El coeficiente de contraste total de hidrocarburos (valor anormal/valor de fondo) se utiliza a menudo para medir la magnitud de la visualización anormal. En consecuencia, la abundancia de hidrocarburos ligeros en el gas del tanque es mayor. En la misma capa, la amplitud aparente de la capa de gas es mayor que la de la capa de agua que contiene gas y la de la capa seca. Según la composición del gas, la abundancia y las características de composición de los hidrocarburos ligeros, la capa de gas se puede identificar rápida y cualitativamente (Tabla 4).

Tabla 4 Criterios de evaluación de parámetros de registro para yacimientos de gas de arenisca compacta en la Depresión de Jiyang

3.2 Identificación de tipos de yacimientos de gas

Figura 3 Composición de hidrocarburos Pixler del gas natural de la Depresión de Jiyang mapa de proporciones

Debido a que las características de la composición del gas y de la composición de los hidrocarburos ligeros varían con el tipo de material parental orgánico y el grado de evolución de la generación de hidrocarburos, se puede utilizar para clasificar los tipos genéticos del gas natural, comparar la fuente de gas y su madurez. evaluación[15 ~ 17].

A medida que aumenta el grado de desprendimiento, el contenido de metano en los componentes del gas aumenta gradualmente y el contenido de hidrocarburos pesados ​​disminuye gradualmente [16, 19, 20. Las proporciones de los componentes son C1/C2, C1/C3, C1/C4 y C1/]. C5 respectivamente. El gas derivado del carbón cae en la intersección de la zona de gas húmedo y la zona de gas condensado, pero la tendencia de la línea de ruptura es obviamente diferente de la del gas de tipo petróleo. Las proporciones de C1/C3, C1/C4 y C1/C5 disminuyen gradualmente y se pueden distinguir bien.

Los hidrocarburos ligeros con diferentes estructuras (alcanos normales, isoparafinas y cicloalcanos) tienen diferentes contenidos en diferentes tipos de materiales originales. Los hidrocarburos ligeros del material parental de tipo sapropel son ricos en n-alcanos y naftenos, y los hidrocarburos ligeros del material parental de tipo húmico son ricos en isoparafinas [15 ~ 17]. La composición de los hidrocarburos alifáticos C5, C6 y C7 en el gas de arenisca compacta en la depresión de Jiyang muestra claramente las características anteriores (Fig. 4). El gas de tipo carbón se encuentra principalmente en la parte media y superior del triángulo, y el gas de tipo petróleo se encuentra en la parte inferior. Su distribución lateral es amplia y se puede utilizar para distinguir el gas de tipo petróleo y el gas de tipo carbón.

El método anterior se utilizó para identificar 54 capas que contienen gas en 16 pozos exploratorios en la depresión de Jiyang, con una tasa de coincidencia del 91,6%, lo que demuestra la viabilidad del método.

Figura 4 Diagrama triangular de la composición de hidrocarburos alifáticos C5-C7 del gas natural en la depresión de Jiyang

4 Conclusiones

Registro de cromatografía de gases y cromatografía de hidrocarburos ligeros de gases en tanques La tecnología de registro es un método de análisis eficaz para detectar rápidamente capas estrechas de gas de arenisca durante la perforación. Según la composición del gas natural y las características de abundancia y distribución de los hidrocarburos ligeros, se pueden identificar cualitativamente los yacimientos de gas y se pueden distinguir los tipos de yacimientos de gas. Sin embargo, cualquier método de análisis se verá inevitablemente afectado por condiciones complejas de perforación y condiciones geológicas, por lo que el método de identificación siempre tiene algunas deficiencias. En el proceso de solicitud real, bajo la premisa de comprender completamente las características geológicas, se deben utilizar de manera integral varios métodos para aprender unos de otros y verificarse entre sí para mejorar la precisión de la identificación.

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