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　環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)同位素分析儀介紹
 

　　該儀器不僅可在實(shí)驗(yàn)室中使用，也可以在鉆井現(xiàn)場(chǎng)、油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用，可實(shí)現(xiàn)野外實(shí)時(shí)碳同位素分析，尤其適用于天然氣、頁巖氣、煤層氣、非常規(guī)油氣等測(cè)量工作。大量、及時(shí)、準(zhǔn)確的碳同位素?cái)?shù)據(jù)對(duì)于判斷儲(chǔ)層潛力、垂直井和水平井甜點(diǎn)和物性、預(yù)測(cè)產(chǎn)量以及研究油氣來源、研究油氣運(yùn)移規(guī)律、判斷成熟度有重要作用，對(duì)于油氣礦藏的勘探開發(fā)有重要意義。選配的自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更高密度的采樣測(cè)量速度，并且可以大大降低由于人工注樣帶來的操作誤差，降低勞動(dòng)負(fù)荷，對(duì)于井口現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量有重要幫助。
 

　環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)同位素分析儀技術(shù)在油氣勘探中的應(yīng)用
 

　　頁巖氣勘探
 

　　(1)分析頁巖氣富集規(guī)律與勘探潛力(詳參實(shí)例一)
 

　　同位素現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)錄井能夠及時(shí)準(zhǔn)確地獲得大量的連續(xù)同位素?cái)?shù)據(jù)，用以分析非常規(guī)油氣的演化階段與富集規(guī)律。針對(duì)頁巖氣區(qū)塊，配合GOR-isotopes軟件可以進(jìn)一步分析頁巖演化過程中殘余油與排出油比例，評(píng)估頁巖區(qū)勘探潛力。
 

　　(2)頁巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)判識(shí)(詳參實(shí)例二)
 

　　基于巖屑解析氣碳同位素變化特征，依據(jù)同位素分餾原理，通過我們的分析軟件可得出頁巖氣甜點(diǎn)區(qū)評(píng)價(jià)的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：
 

　　納米孔喉發(fā)育程度：頁巖中納米孔喉相對(duì)發(fā)育程度與區(qū)域頁巖氣儲(chǔ)存條件、微孔壓力、游離氣比例等密切相關(guān)。
 

　　相對(duì)含氣量：相對(duì)于高成本的巖心解析方法，同位素方法不依賴于巖心，能夠更加快速簡便的求算頁巖相對(duì)含氣量，并且在水平井中也同樣適用。
 

　　(3)頁巖氣井產(chǎn)能預(yù)測(cè)與重復(fù)壓裂建議
 

　　頁巖氣在開采的過程中會(huì)發(fā)生同位素的分餾，連續(xù)監(jiān)測(cè)產(chǎn)出氣同位素的變化，可以判斷非常規(guī)氣井目前所處的放氣階段，預(yù)估氣井的產(chǎn)量。通過早期生產(chǎn)曲線進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測(cè)困難的情況下，同位素提供了另一個(gè)維度的參考數(shù)據(jù)。
 

　　頁巖氣生產(chǎn)過程中的同位素分餾同樣也可以為重復(fù)壓裂方案的實(shí)施提供參考：同位素變重幅度大說明壓力衰竭，初次壓裂影響范圍內(nèi)的氣已采出殆盡，可以采取轉(zhuǎn)向壓裂或壓裂新段；同位素變化相對(duì)較小，可能是壓裂縫過早閉合失去作用，初次壓裂作用范圍內(nèi)的氣尚有大量殘留，原有裂縫改造即可。
 

　　(4)用于水平井隨鉆導(dǎo)向
 

　　在地層垂向上同位素值變化明顯的區(qū)域，同位素現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試可以用來進(jìn)行水平井地質(zhì)導(dǎo)向，可以對(duì)常用的GR、R等波形導(dǎo)向指標(biāo)進(jìn)行有效補(bǔ)充與校正。
 

　　應(yīng)用案例：
 

　　實(shí)例一：頁巖氣富集規(guī)律分析(相關(guān)成功發(fā)表于石油學(xué)報(bào))
 

　　在宜昌地區(qū)鄂陽頁2井的同位素現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)牛蹄塘段泥漿氣甲烷碳同位素值表現(xiàn)出來顯著的規(guī)律性變化特征(圖3)：這種甲烷碳同位素垂向上的變化特征不能單純地用成熟度因素進(jìn)行解釋。
 

　　同是牛蹄塘頁巖段，以深度3000m為界，其上下段泥漿氣甲烷碳同位素值及其變化趨勢(shì)存在明顯的區(qū)別。將上、下段泥漿氣樣品的組分?jǐn)?shù)據(jù)分別投影至ln(C1/C2)與 ln(C2/C3)交匯圖版中(圖4)，可以看出2950m-3000m頁巖氣當(dāng)中干酪根裂解氣所占比例要明顯高于下段。
 

　　統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)乙烷相對(duì)含量與甲烷碳同位素的變化具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系：甲烷碳同位素變輕，C2/C1隨之增大，亦步亦趨，二者的同步變化極有可能受控于同一關(guān)鍵因素——原油裂解氣的比例。并且，在頁巖層之上深度為2570m和2870m的上下區(qū)域，存在兩個(gè)C2/C1高值區(qū)，而在地層巖性上恰好對(duì)應(yīng)的都是灰質(zhì)粉砂巖段，在生油窗時(shí)都是有利的液態(tài)烴類滯留區(qū)域。
 

　　基于上述證據(jù)，分析牛蹄段頁巖氣富集規(guī)律：牛蹄塘段頁巖氣甲烷碳同位素垂向上的大幅度變化取決于原油裂解氣比例，原油裂解氣的比例取決于生油窗時(shí)頁巖的排烴效率，而排烴效率與頁巖本身以及頂?shù)装宓奈镄詶l件有直接關(guān)系3000m以上的頁巖段，TOC并不低，具一定生烴能力，但其上部緊鄰的灰質(zhì)砂巖為其提供了較好的排烴通道，越靠近上部排烴效率越高，殘留油量越少，頁巖氣中后期干酪根裂解氣比例越高，同位素越重；3000m以下的頁巖段，上有厚層頁巖阻礙，其下有致密灰?guī)r阻擋，排油效率較低，“憋住”了大量液態(tài)烴類，也導(dǎo)致其后期裂解產(chǎn)生的頁巖氣同位素偏輕。