第七节 勘探实验技术 勘探实验是指在实验室内针对岩石、油气水等样品所做的分析化验工作。大庆勘探开发研究院设有四个实验研究室分别承担不同类型的勘探实验工作。2000年以后,实验技术快速发展,业已形成6大分析测试系列、108项分析技术,可以完成145项分析,提供500个评价指标。其中6项获国家发明专利,9项实验技术居国内领先水平。
一、有机地球化学实验 有机地球化学实验是指围绕生油基础理论及其相关指标所进行的检测和研究。大庆从会战初期就开始了生油岩化学指标的分析检测。1985年后,从国外陆续引进了新的检测仪器,增加了检测指标,提高了精确度。从而开拓了研究领域。主要使用的检测分析仪器有13种。
有机地化分析化验使用仪器及项目表 表1-23
序号 | 重点仪器名称 | 主要检测项目 | 投产年月 | 1 | 气相色谱仪 | 油气色谱、同位素、三角碳、吸附烃、酸解烃 | 1985.9 | 2 | 同位素质谱仪 | 检测同位素 | 1992.12 | 3 | 紫外光度仪 | 测有机物结构 | 1995.8 | 4 | 生油岩分析仪 | 检测岩石中有机质含量 | 1996.5 | 5 | 元素分析仪 | 检测油、干酪根有机元素 | 1997.12 | 6 | 硫碳测定仪 | 检测岩石中有机碳 | 1997.12 | 7 | 色质谱仪 | 检测有机物色质 | 1997.12 | 8 | 生油岩热解仪 | 检测岩石中有机质含量 | 1999.12 | 9 | 高温气相色谱仪 | 检测冷溶烃 | 1999.12 | 10 | 色谱红外显微仪 | 检测有机物结构 | 1999.12 | 11 | 棒状薄层色谱仪 | 检测原油族组分 | 1999.12 | 12 | 显微光度仪 | 检测镜煤反射率 | 1999.12 | 13 | 干酪根分析仪 | 检测干酪根 | 1999.12 |
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各类监测、计量、标本制备等仪器设备,大多为1997年以后陆续新增和更新的。利用这些实验仪器设备,开展有关生油基础理论研究,包括大庆探区各盆地、各地区、各层位的生油母质类型、油气生成模式、排烃聚集机理、原油成熟度、油气资源量等系列课题,有助于科学地提出油气勘探方向。
二、油气储层和地层学实验 1985年前,主要进行常规性储层分析,检测油层、油气水各项物理、化学指标。1986年以后,实验仪器陆续更新,开展了4个系列样品检测与专题研究:一是通过检测古生物、岩石矿物及其组合、同位素等,分析研究层序、构造发育史、地层演变史,进而深入到古地磁、古气候等多个地层学分支学科的探讨;二是开展储层评价与研究,对生油层、储油层、盖层特点及其组合特征进行评价,提出对油气勘探的指导意见;三是进行油气层保护方面的检测与研究,通过对储层中黏土矿物鉴定、研究,以及油气层敏感性试验、钻井液对储层伤害模拟试验,提出减轻对储层伤害的技术措施;四是通过无机地球化学检测与研究,为发现油气藏提供依据。油气储层和地层学实验,需借助一系列性能良好的精密仪器。近年来,针对火山岩储层勘探需要,研发应用多种分析鉴定技术,进而对非常见火山碎屑岩新品种取得新认识,发现由火山熔岩参与的火山碎屑熔岩类储层和有水流搬运参与的火山———沉积碎屑岩类储层,并将其划分为具有不同构造特征和储集性能的6种类型加以研究。这些对储层的研究与改造,具有十分重要的指导意义。
储层和地层学分析化验使用仪器及项目 表1-24
序号 | 主要仪器设备名称 | 检测项目或用途 | 投产年月 | 1 | 立体显微镜 | 检测微体古生物 | 1983.1 | 2 | X射线衍射仪 | 检测黏土矿物组分 | 1997.12 | 3 | X射线能谱仪 | 检测固体组分 | 1997.12 | 4 | 阴极发光仪 | 鉴定岩石矿物 | 1997.12 | 5 | 扫描电镜 | 检测微观形貌 | 1997.12 | 6 | 酸化流动试验仪 | 检测油气储层敏感性 | 1998.06 | 7 | 激光扫描鉴定仪 | 鉴定岩石矿物 | 1999.12 | 8 | 万能矿物鉴定仪 | 鉴定岩石矿物 | 1999.12 | 9 | 偏光矿物鉴定仪 | 鉴定岩石矿物 | 1999.12 | 10 | 实体生物鉴定仪 | 鉴定化石 | 1999.12 | 11 | 荧光矿物鉴定仪 | 鉴定岩石矿物 | 1999.12 | 12 | X射线荧光谱仪 | 检测元素含量 | 1999.12 | 13 | 流动试验仪 | 检测油气储层敏感性 | 1999.12 | 14 | 泥浆动失水仪 | 泥浆对储层伤害模拟试验 | 2001.12 | 15 | 流量控制仪 | 进行敏感性试验 | 2001.12 |
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三、储层物性和油气水实验 1985年前,储层物性和油气水实验包括孔隙度、渗透率、饱和度、碳酸盐、粒度等指标检测与研究;油气水分析,包括组合成分、物理性质、化学性质、油田水中各种离子等检测与研究。1986年以后,增加了化学和放射性示踪剂检测,包括液态氚、溴、碘、氢硫酸根等离子检测与研究;油气化探中的土壤酸解烃、微量碘等检测与研究。储层物性和油气水实验,需借助各种样品制备与精密计量仪器设备,还要根据生产需要不断研发新的试验工具和检测方法,如为研究油田地下真实油气水状态,研发密闭取心检测技术,以及密闭保压、低温冷冻方法,以使岩石储层样品保持原始状态;研发泥岩、疏松砂岩、致密砂岩、碳酸盐岩、砂砾岩、火山岩等特殊样品的制备及其检测方法,使分析技术形成系列化并得以完善。
储层物性和油气水分析化验使用仪器及项目用途表 表1-25
序号 | 仪器名称 | 用途 | 投产年月 | 1 | 液闪仪 | 检测示踪剂含量 | 1985.02 | 2 | 气相色谱仪(日本岛津) | 检测天然气组分 | 1987.11 | 3 | 粒度分析仪、激光粒度分析仪 | 检测岩石颗粒粒度 | 1987.11 | 4 | 分子量测定仪 | 检测分子量 | 1996.03 | 5 | 原子吸收光谱仪 | 检测金属离子含量 | 1996.05 | 6 | 岩石物理特性分析仪 | 检测岩石孔隙度、渗透率 | 1996.05 | 7 | 气相色谱仪(美国HP) | 检测岩石饱和度 | 1996.12 | 8 | 碳酸盐分析仪 | 检测岩石中碳酸盐含量 | 1998.06 | 9 | 高温高压孔渗仪 | 检测地层条件下孔隙度、渗透率 | 1998.06 | 10 | 电阻率测定仪 | 检测岩石电阻率 | 1998.06 | 11 | 紫外分光光度仪 | 检测元素含量 | 1998.10 | 12 | 渗透率测定仪 | 检测岩石渗透率 | 1998.12 | 13 | 微量硫测定仪 | 检测原油含硫量 | 1999.12 | 14 | 岩石比表面仪 | 检测岩石比表面 | 1999.12 | 15 | 岩石压缩系数仪 | 检测岩石力学中的压缩系数 | 1999.12 | 16 | 离子色谱仪 | 检测水中离子 | 1999.12 | 17 | 液相色谱仪 | 检测示踪剂 | 1999.12 | 18 | 显微定量图像分析仪 | 检测岩石中各种矿物比例 | 1999.12 | 19 | 分子量测定仪 | 检测原油分子量 | 1999.12 | 20 | 原油黏度测定仪 | 检测原油黏度 | 1999.12 | 21 | 气液色谱联用仪 | 检测原油精细馏分 | 2001.12 |
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四、渗流力学实验 1986年前,主要是通过对地层条件下油气样品的分析化验,检测原油地下黏度、密度、储层饱和度,测量储层岩石样品孔隙度、渗透率及孔隙结构参数。1986年以后,开始采用专用仪器设备,扩大了渗流力学试验指标体系,可以为勘探研究提供一系列新的数据。其主要仪器有:(一)1996年5月投用的高压物性分析仪,用于检测地层条件下原油物性;(二)1997年12月投用的压汞仪、超高速离心泵,用于测定孔隙结构参数;(三)1998年2月投用的高压驱替泵,用于测定相渗透率曲线;(四)1999年12月投用的自动渗透测定仪,用于测量储层样品孔隙度、渗透率;(五)1999年12月投用的毛细管粘度计,用于测量高压原油粘度。