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環(huán)境現(xiàn)場同位素分析儀介紹
該儀器不僅可在實驗室中使用，也可以在鉆井現(xiàn)場、油氣生產現(xiàn)場使用，可實現(xiàn)野外實時碳同位素分析，尤其適用于天然氣、頁巖氣、煤層氣、非常規(guī)油氣等測量工作。大量、及時、準確的碳同位素數據對于判斷儲層潛力、垂直井和水平井甜點和物性、預測產量以及研究油氣來源、研究油氣運移規(guī)律、判斷成熟度有重要作用，對于油氣礦藏的勘探開發(fā)有重要意義。選配的自動進樣系統(tǒng)可以實現(xiàn)更高密度的采樣測量速度，并且可以大大降低由于人工注樣帶來的操作誤差，降低勞動負荷，對于井口現(xiàn)場測量有重要幫助。
環(huán)境現(xiàn)場同位素分析儀技術在油氣勘探中的應用
頁巖氣勘探
(1)分析頁巖氣富集規(guī)律與勘探潛力(詳參實例一)
同位素現(xiàn)場實時錄井能夠及時準確地獲得大量的連續(xù)同位素數據，用以分析非常規(guī)油氣的演化階段與富集規(guī)律。針對頁巖氣區(qū)塊，配合GOR-isotopes軟件可以進一步分析頁巖演化過程中殘余油與排出油比例，評估頁巖區(qū)勘探潛力。
(2)頁巖氣地質甜點判識(詳參實例二)
基于巖屑解析氣碳同位素變化特征，依據同位素分餾原理，通過我們的分析軟件可得出頁巖氣甜點區(qū)評價的兩個關鍵指標：
納米孔喉發(fā)育程度：頁巖中納米孔喉相對發(fā)育程度與區(qū)域頁巖氣儲存條件、微孔壓力、游離氣比例等密切相關。
相對含氣量：相對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含氣量，并且在水平井中也同樣適用。
(3)頁巖氣井產能預測與重復壓裂建議
頁巖氣在開采的過程中會發(fā)生同位素的分餾，連續(xù)監(jiān)測產出氣同位素的變化，可以判斷非常規(guī)氣井目前所處的放氣階段，預估氣井的產量。通過早期生產曲線進行產量預測困難的情況下，同位素提供了另一個維度的參考數據。
頁巖氣生產過程中的同位素分餾同樣也可以為重復壓裂方案的實施提供參考：同位素變重幅度大說明壓力衰竭，初次壓裂影響范圍內的氣已采出殆盡，可以采取轉向壓裂或壓裂新段；同位素變化相對較小，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)場測試可以用來進行水平井地質導向，可以對常用的GR、R等波形導向指標進行有效補充與校正。
應用案例：
實例一：頁巖氣富集規(guī)律分析(相關成功發(fā)表于石油學報)
在宜昌地區(qū)鄂陽頁2井的同位素現(xiàn)場測試過程中，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存在明顯的區(qū)別。將上、下段泥漿氣樣品的組分數據分別投影至ln(C1/C2)與 ln(C2/C3)交匯圖版中(圖4)，可以看出2950m-3000m頁巖氣當中干酪根裂解氣所占比例要明顯高于下段。
統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)乙烷相對含量與甲烷碳同位素的變化具有很好的對應關系：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C2/C1高值區(qū)，而在地層巖性上恰好對應的都是灰質粉砂巖段，在生油窗時都是有利的液態(tài)烴類滯留區(qū)域。
基于上述證據，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頁巖的排烴效率，而排烴效率與頁巖本身以及頂底板的物性條件有直接關系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，也導致其后期裂解產生的頁巖氣同位素偏輕。
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