浅析水平井岩屑录井技术措施

浅析水平井岩屑录井技术措施

李杨

大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一分公司

摘要：岩屑录井能够获取第一手的地质信息，在油气显示识别、地层剖面建立及储层含油气性评价方面发挥重要作用。水平井钻井给现场岩屑录井工作带来了很大的困难, 油气显示落实和归位难度增加，钻时不能准确反映地层岩性和物性，而且水平井钻井为减少钻具磨阻，往往要使用油基钻井液，这又会影响荧光录井、气测录井的效果。针对水平井岩屑录井难题，采取相应的技术措施提升岩屑录井质量，对于发挥地质录井在油气勘探中的作用具有重要意义。

1 前言

岩屑录井是地质录井的重要工作内容之一，岩屑录井通过分析随钻井液返出的地层岩屑，建立岩屑剖面，监测油气显示情况，达到及时发现油气层、评价储层含油气性的目的，在油田勘探与开发中发挥重要的作用。水平井钻井给现场地质录井工作带来了很大的困难, 油气显示落实和归位难度增加, 钻时不能准确反映地层岩性和物性, 而且水平井钻井为减少钻具磨阻, 往往要使用油基钻井液,这又会影响荧光录井、气测录井的效果。所有这些因素都会在降低录井资料的采集品质、岩性和油气层符合率的同时, 削弱现场录井对钻井施工的地质导向作用。

2 水平井钻井对岩屑录井的影响

2.1 岩屑录井难点

大位移井、水平井由于自身的特点, 岩屑的搬运形式与直井迥然不同, 在水平段和斜井段, 岩屑以悬浮、滚动以及跳跃方式搬运。为保证水平井的钻进速度, 在水平井的大斜度段和水平段钻井中通常使用P D C 钻头, 该钻头齿头小且密, 破碎岩石的方式主要依靠井下水动力钻具带动钻头高速旋转而切割或研磨岩石, 同时岩屑在上返过程中不断受到钻头与井壁、套管壁的碰撞、研磨而多次破碎, 变得更加细小, 甚至呈粉末状,钻杆的反复研磨使细小的岩屑呈粉末状悬浮在环空。这些因素的综合作用使录井中的岩屑细小, 甚至捞不到真岩屑, 进而增加了岩屑描述的难度, 直接影响了岩屑描述的准确性。

2.2 气测、荧光录井难点

在大位移定向井中, 钻柱与井壁摩阻大, 钻具负荷大, 为了减小磨阻, 往往在钻井液中加人原油、润滑剂、磺化沥青等有机物, 对气测录井的影响很大。大量油基钻井液的注人使得气测全烃曲线基线升高, 掩盖了地层中的油气显示, 全烃曲线也将失去连续测量地层油气显示的优势, 井下情况的复杂化使得综合录井仪的气测异常预报难度加大。这些因素的共同影响使气测录井的解释复杂且困难。对荧光录井的影响也是显而易见的, 特别是对于一些轻质油油气藏, 细小的岩屑在井眼中经过长时间的冲刷和浸泡, 油气散失严重, 用常规的荧光录井方法已经较难发现和落实油气显示, 给目的层油气显示观察及其级别的确定增加了难度。

2.3 迟到时间判断困难

岩屑迟到时间不仅与钻井液排量、钻井液性能、泵压、井眼尺寸、地层因素、井身结构、钻具旋转、岩屑尺寸、密度、几何形态等有密切的关系, 同时受控于井斜角和岩屑的运行方式, 因此水平井中岩屑的迟到时间较普通定向井更难确定, 岩屑返出往往滞后于实际井深数米。在水平段, 岩屑运行以滚动、跳跃式搬运为主, 一部分岩屑要沿下井壁沉淀而形成岩屑床, 通过提拉钻具、大排量冲洗破坏岩屑床, 新老岩屑一起返出井口, 故岩屑混杂、新老难辨, 迟到时间延长。

3 水平井岩屑录井技术措施

3.1 岩屑录井技术对策

首先, 熟悉工区构造、地层及岩性特征, 结合设计要求做到心中有数。通过收集工区的实钻资料,熟悉地层岩性特征, 及时进行分析对比, 保证资料的录取质量, 描述应结合工区的地层岩性特征, 细小岩屑多是经二次破碎造成, 岩屑粒级一般比邻井砂粒要细, 特别在砾岩层段往往见不到砾石颗粒, 在显微镜下观察时应注意认识岩屑的磨光面和破裂面, 进行必要的恢复估计, 提高岩屑剖面的符合率。其次, 描述应结合工程情况, 由于大位移超深井的井况复杂, 使常规井的岩屑描述原则不再适用, 实践往往表明: 钻遇新岩层, 其岩屑并不一定在相应的井段中返出; 持续在该岩层中钻进, 其岩屑百分含量在相应的井段内不一定明显增加; 该层结束时, 其岩屑百分含量不一定在对应的深度减少。因此, 在描述岩屑时, 应参考工程参数的变化, 分析岩屑的变化是由于地层变化引起的, 还是由于工程因素引起的。

3.2 气测、荧光录井

气测录井是通过检测分析钻井液从井底返至井口所携带的气体及其组分进行录井的方法。大位移井、水平井钻井中为了减小磨阻, 往往在钻井液中加人原油、润滑剂、磺化沥青等有机物, 对气测录井产生严重影响, 这时要通过分析真假气测显示的不同特征准确评价油气层。钻井液中无论加人何种有机物, 在充分循环均匀后, 组分中的甲烷、乙烷等轻组分将降低或基本消失。在水平钻进中, 一旦甲烷、乙烷等轻组分出现或升高, 则可判断钻头进人油气层。气测录井应与岩屑荧光录井互补, 进行油气显示综合解释。气测录井是发现、评价油气层的直接有效手段, 理论上讲, 岩屑细小, 浸泡时间长更有利于气测录井对油气异常的发现, 这要求录井人员要对气体检测系统进行细致准确的刻度校验、维护保养、巡回检查等, 以降低气体检测系统造成的误差。在综合分析过程中, 气测异常需要岩屑荧光来证实, 同时岩屑荧光因气测异常而更有针对性,两者综合分析可落实油气显示情况。对于落实岩屑油气显示, 只要能从显微镜下观察到含油岩屑便可确定。事实上对轻质油油气藏,由于岩屑长时间在井眼中浸泡, 油气散失严重, 肉眼很难发现含油岩屑。定量荧光录井恰好弥补了这一缺点, 与普通荧光录井相比, 其优点为: 固定波长、定量取样可确保检测数据准确; 定量评价油层含油特性, 特别是对轻质油层和低电阻率油层的判断较有成效; 可以独立成图, 便于综合分析参考; 能很好地区分矿物荧光和石油荧光; 通过石油荧光具有不同波长这一性质, 可以区分是混人的原油还是地层的原油。当然定量荧光录井的优点远远不止这些, 通过分析可以看出, 定量荧光录井可以克服普通荧光录井的欠缺, 从而提高录井质量。

4 结束语

油田勘探和开发中探井和水平井都必须依靠系统的岩屑录井来建立钻遇地层的岩性剖面,以便为钻探过程中目的层位的判断、井身轨迹和中靶情况的监控、油气水层的解释等方面提供地质依据。但由于水平井钻井工艺的特殊性,给岩屑录井工作带来了很多困难,使得直井的岩屑录井方法在水平井钻探中不能完全适用,须做进一步完善和改进。

参考文献：

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