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利用DNA技术为地层做“亲子鉴定”(下)

利用DNA技术为地层做“亲子鉴定”(下)

Biota Technology公司从200多口井的10000多个流体及岩屑样品中获取DNA信息,利用数据分析方法,指导作业者生产。

来自丨WorldOil
编译丨TOM 葡萄

提高对储层非均质性的认知

地质油藏性质的变化,会引起储层垂向与横向的非均质性,这都会体现在地层DNA标记信息中。在Wolfcamp页岩层,富含有机质的近海沉积层中,存在不同的微生物群落,这些微生物来自薄层钙质浊积岩与陆源沉积岩。地层中温度、有机物含量、矿化度、压力以及孔隙尺寸的不同会造成微生物群落的多样性。当研究Bone Spring与Wolfcamp地层中的微生物时,发现差别很大。因为在地质与后成岩作用的影响下,会产生了独特的地层DNA标记,因此该标记可作为识别地层的“指纹”。

在Delaware区块的一口直井中,获取了450多个高分辨率的岩屑样品。通过具有代表性的一组DNA测试分析,总结出该井DNA标记的变化情况。这些DNA标记信息能够揭示出亚层组的变化特征,如图4中的彩色条带所示。这些DNA数据还可与其它地层数据进行整合,例如:伽马射线、X射线荧光、X射线衍射以及其他岩石物理测量值。

利用DNA技术为地层做“亲子鉴定”(下)

图4 不同尺度下的垂直DNA地层层序,顶部的20个层组以彩色标记。

独一无二的地层特征,使那些DNA标记只有在某个特定深度或储层中才能观察到。因此,基于DNA标记就可实现对地层内部或地层之间的特征研究。此外,通过将DNA标记可视化处理后,可实现三维的地层识别,并能够将地层DNA数据与其他地层测量数据无缝整合。

利用岩屑来建立地层非均质性的高分辨率图像,是该种新型地层诊断工具的关键优势。它还能独立完成垂直泄油厚度的估算。而且该技术已成功应用于二叠纪盆地,包括从垂直试验井采集岩屑,并将垂直DNA标记基线应用于该平台其他井中。本项目的成功应用表明,从直井岩屑获取的地层端元组份可用于同层的其他井中。

扩展至油田

对于油田级别的研究,需要了解的一个重要因素,就是垂直DNA标记基线的空间分辨率。例如,距离垂直DNA标记基线多远的岩屑中获得的端元组份,可与产出流体相比较,而不会发生信息缺失。

Delaware区块的现场试验表明,地层的横向非均质性变化明显,并且产出流体的样品可利用同一油田的岩屑信息进行校正。例如:Wolfcamp B岩屑获得的地层DNA标记,可在位于该层的其它井内观察到,这说明若给予适当的校正与地层信息,就可将垂直DNA标记基线用于同平台的其他井。

利用地层DNA标记的方法,对二叠纪盆地12口井的岩屑实现了高分辨率的表征,观察到了局部的变化。这意味着,若是获得大量产出流体的端元组份,与用于校正的岩屑相结合,就能够获得更细化的泄油厚度模型。此外,地层DNA信息已经成功与油田数据库整合,例如生产数据、完井数据(水平段长度与支撑剂用量)、热成熟度以及盆地模型,从而更全面的了解地层。

检测Midland区块的压裂冲击问题

近期,业内评估了压裂冲击带来的经济影响,结果显示,压裂冲击会导致母井损失50%的产量。为此,作业者需要优化横向井距,并降低井间连通性。而且在油田开发过程中,更需要持续监测母井与加密井,以确定相对泄油面积与井间的连通性。

EP能源公司在Midland区块,利用地层DNA标记技术来判断哪口井造成了压裂冲击。该公司在完井与返排作业前后,收集了六口井的产出流体样品,并记录了它们的DNA标记。4、5、6井同时实施压裂作业时,在2井中监测到了压力响应。但作业者并不能确定究竟是哪口井造成的压力波动,而且随后5、6井又一次进行压裂作业时,也在2号井监测到了压力响应。

将压裂前后从2井中获取的地层DNA标记信息与临井进行对比,以探索它们之间的相似性。通过数据科学分析,发现2井压裂后,6井对其产量贡献率明显增大,如图5所示。这表明6井很有可能就是压力响应的罪魁祸首。该发现后来得到了作业者的证实,从而消除了5井的嫌疑。上述分析结果促使EP能源公司开始着手优化横向井距,以避免发生压裂冲击,并监测作业期间的井间连通性,从而增加井的最终采收量,将净现值提高数百万美元。

利用DNA技术为地层做“亲子鉴定”(下)

图5 在Midland区块监测的产出流体中,有6口井可能对2井产生了压裂冲击。

结论

Biota Technology公司已对二叠纪盆地200多口井的10000多个样品实施了DNA测序。通过该研究,已经证明地层DNA诊断是一种非侵入性与高分辨率的技术,可用于了解油藏特性以及监测流体产量。通过该技术,可以更好的理解Wolfcamp井的非目标层产量贡献率,并可以跟踪油田不同时段的生产情况,将研究对象从单个平台扩大至整个油田范围。

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