细碎岩屑地质录井方法研究.doc

细 碎 岩 屑 地 质 录 井 方 法 研 究

摘要: 细碎岩屑形成受钻头类型, 工程参数和地层性质等原因影响, 同时常规地质录井带来了岩性难辨, 不易归位, 轻易漏失油气显示层等很多难题。经过利用岩屑自然伽马进行岩屑归位, 采取双层振动筛和“井”字取样法处理岩屑采样难题 , 改善了岩屑描述程序, 提出了用氟仿喷洒及逐包浸泡方法发觉油气显示和细碎岩屑录井必需从关注岩屑转为关注钻井液方法, 提升了油气显示发觉率, 基础处理了细碎岩屑录井相关问题。

.关键词: 细碎岩屑; 录井; PDC钻头; 方法

多年来,伴随钻井技术进步和钻井速度提升形成细碎岩屑给录井油气显示发觉,岩性描述及地层认识带来了很大困难,直接影响利用录井资料进行油气层评价。所以,研究细碎岩屑录井方法,对油气勘探开发相关键现实意义。

1 细碎岩屑形成影响原因
1.1 钻 头 类 型 和 结 构 .
钻井现场所用钻头中, 刮刀钻头和三牙轮钻头对形成细碎岩屑影响较小, 金刚石钻头影响最大。据统计, 人造金刚石钻头(TSP) 所钻细碎岩屑含量最大, 其次是PDC钻头中B35、 B37和B486钻头, 影响较小是, B9、 B22、 R482、 R435钻头和试验PC钻头。即使TSP钻头和金刚石钻头所钻岩屑从1～9mm都有, 但总体来讲, 与三牙轮钻头相比, 仍要细一点 (表1)。本文所指细碎岩屑是指粒径不足3mm岩屑。
钻头齿数越多, 越密, 对应岩屑越细小。TSP钻头和天然金刚石钻头齿数比PDC钻头多, 所钻岩屑也细碎多, 对岩屑录井也越不利。

1.2 地 层 性 质 .
地层岩性是造成岩屑细碎客观原因。①岩层成岩作用越差,胶结越松散,形成 岩屑越细小;②所钻地层岩性尤其致密 , 返出岩屑也比较细小 , 这种地层通常埋藏比较深 , 层位比较老 , 储层砂岩体尤其致密 , 钻速相对较慢 , 上返岩屑量少 , 返出岩屑尤其细小 ; ③中、 软地层最适合金刚石钻头使用 , 表现在钻速高 , 岩屑粒径适中。
1.3 工 程 参 数 .
现场观察分析发觉 , 影响岩屑颗粒大小工程参数关键有钻压 , 泵压和钻盘转速 .钻压大 , 钻头牙齿吃入地层深度大 , 破碎得到岩屑颗粒大; 泵压低, 对地层冲刷破碎力小 , 钻头破碎岩屑未被深入破碎 , 其岩屑颗粒也较大 ; 钻盘转速低 , 采取 I档车钻 进 , 未造成钻头对岩屑反复性碾磨及岩屑在上返过程中未受钻杆高速旋转猛烈搅拌 , 使返出岩屑颗粒相对较大 .相反, 钻压较低 , 泵压高 , 转速高 , 均会造成岩屑细小 .而很多钻井参数中 , 转盘转速高低 对所钻岩屑颗粒影响最大 .有些井虽未使用PDC钻头 , 而采取满井眼钻进 , 岩屑上返过程中反复研磨 , 也使岩屑变得细碎 .钻头使 用到后期 , 岩石比较坚硬 , 钻头靠研磨使岩屑变得比较细碎 .另外 , 钻井液密度高、 粘度高, 能够渐缓岩屑深入破碎变小。

2 细碎岩屑对录井资料质量影响
2.1 岩性难辨, 不易归位。

岩屑是上覆相邻层段岩石混杂体。对于细碎岩屑 , 肉眼无法正确判定矿物成份及颗粒大 小, 不易进行岩石定名和样品挑选 , 现在现场多用混合样替换油砂代表样 , 使样品质量下降, 影响下步地层跟踪对比和分析化验 .因岩屑太细 , 相邻样不一样岩性岩屑含量改变不 显著 , 不易发觉新成份出现点 , 难于进行岩屑分层 .部分井段砂、 泥岩钻时差异消失 , 用其进行岩性归位参考性不大 , 使录井剖面符合率降低 .

2.2 岩屑量少, 采样困难
在上返岩屑中 , 因为岩屑细碎 , 部分岩屑从振动筛上流走 , 留在振动筛前大岩屑多数是假岩屑 . 取样时 , 振动筛前没有足够岩样 , 造成所捞岩屑量不足 .在清洗过程 中 , 砂粒与钻井液混杂, 泥岩与水结合形成造浆 , 细小颗粒在水中呈悬浮状 , 易随倒水过程流走 , 造成岩屑总量降低 , 代表性变差 .有时采集到岩屑呈糊状 , 无法进行地化分析选 样和油砂代表样挑取 .

2 .3 烃类损失严重 、 油气显示轻易遗漏
岩屑细小增加了岩屑比表面 , 含油岩屑荧光颜色分散 , 强度减弱 ,油气显示等级降低 , 使油气显示发觉和评价难度增加 , 发觉率和解释符合率降低 .同时因为岩屑细小 , 难于挑样 , 荧光和非荧光岩屑混杂 , 既使挑出一颗样 , 因为含油气量太少 , 荧光照射也不十分显著 .

3 关键应对方法
3.1 采取双层振动筛 .
常规振动筛因未考虑细碎岩屑特点 , 应用中或是因网目数太小而滤不到岩屑 , 或因网目太大使大小岩屑混杂在一起 , 可用岩屑量少 , 无法满足行业标准 1000g质量最低要求 , 所以宜采取双层振动筛 .具体方法是上边一层网目较小,以 50~80目为主 , 关键分离井壁垮塌物 , 掉块以及残留岩屑等假岩屑下边一层网目较大 ,以80～100 目为主 , 用以分离真岩屑 .

3.2岩屑采集方法完善 .
岩屑采集是地质录井关键基础工作, 也是实施地化录井前提 .① 在取样之前 , 应在振动筛前观察并取样分析, 与钻井工程师一道研究选择适宜振动筛布 ; ②采取“井” 字取样法采集岩样, 这么能够除掉部分假岩屑 , 确保所取岩屑真实可靠 .如上返岩屑呈稀糊状 , 可采取盆接岩屑取样后清洗 ; ③洗样时应尽可能采取小水流 , 轻搅拌, 稍微沉淀后倒去混水再换清水措施 , 预防悬浮砂粒和密度较小岩屑被冲掉而流失 ; 倒样时, 尽可能将细小岩屑全部留下 , 将显著大块岩屑掉块去掉 , 确保岩屑含有代表性 ; ④每取一次岩屑要对接样盆进行清理 , 以防混样 .

3.3 岩屑描述 .
岩屑描述包含已采集岩屑岩性识别及其层段归位 .因为新型钻头使用 , 振动筛改善 , 使岩屑中极少有大于3mm岩屑 , 而不足3 mm岩屑往往不能完整表现地层全部岩 性特点 , 所以岩屑分析描述只能局限于与岩石结构特点无关特征上 , 如颜色 , 自然伽 马放射性等 .
刚洗细碎湿岩屑表面清洁 , 岩石本色易露 , 轻易观察其岩性组合特征 , 适于进行湿样粗描 . 在晒样 , 烤样时 , 切忌在岩屑未滤干水份情况下过多地翻动 , 以免造成岩屑表面模糊难于描述 . 岩屑晒干后要结合岩屑湿描再进行细描 .颜色差异较大地层 , 能够直接经过颜色改变来判定岩性, 确定砂泥岩百分比改变 .对胶结程度差 岩石 , 其矿物组合特征只能经过放大镜 , 显微镜进行观察 , 在镜下挑出样品 , 并再作胶结物试验 .岩屑含油性检验不仅要进行岩屑荧光干湿照 , 而且应取混合样逐包荧光滴照、 氯仿浸泡照射。油气显示等级确定应依据现场情况提升一至二级才能靠近真实含油等级 .另外, 要正确描述岩屑含油气性还应结合槽面油气显示 , 洗样时水面是否有油花 , 油膜, 钻井液槽面蒸汽和岩屑是否有油气味等相关统计进行 .
假如岩屑深度不准 , 由岩屑取得相关信息意义不大 .为了使岩屑能够正确地进行归位, 利用岩屑自然伽马放射性随岩性不一样及含量改变而改变特征 , 华东石油地质 录井企业研制了一套连续测量岩屑自然伽马放射性仪器 , 以此进行岩屑深度归位 (图1 ) .依据现场5口井实践 , 其剖面归位符合率达 87%, 效果良好。

图1 泌283井岩屑自然伽马岩性归位图

4 油气显示识别
4.1 岩屑混合样氯仿喷洒法 .
针对呈粉末状 , 砂泥岩湿样时难分离细碎岩屑 , 油气显示识别时 , 首先是抓一把岩屑嗅一下 .通常来讲 , 含油气砂岩油气味要浓部分 .其次是进行荧光直照观察 , 若仍没有荧光显示 , 可在岩屑混合样上喷洒氯仿后再行观察, 可提升油气显示发觉率。对轻质油气层, 因油质轻易挥发, 芳烃成份低荧光显示弱, 利用氯仿喷洒方法能很好发觉油气层。

4.2 岩屑逐包滴照、 浸泡法
荧光检验时 , 不管荧光普照有没有显示 , 均要取出纯净砂岩进行荧光滴照分析 .如在G103井录井中 , 深2689.0～2693.0m 气测显示有井异常, 而砂岩 、 泥岩钻时均在3～6 min/m之间, 不易分层 .砂岩含量极少 , 呈分散状细小颗粒 , 荧光直照无显示 , 滴照呈黄色不均匀斑点 , 系列对比达9级 .经过对该段每米砂岩进行荧光滴照分析 , 正确地证实了该段油气显示。
若荧光滴照无显示 , 不应放弃对岩屑深入检验.应逐包取5g样在试管中浸泡10min后观察 , 能够发觉低孔低渗轻质油气层 .

4.3 使用气测录井 .
细碎岩屑对常规录井资料质量影响较大 , 但对气测录井却有正效应。细碎岩屑录井要从关注岩屑转为关注钻井液 , 因为岩屑破碎越充足 , 进入钻井液中烃组分浓度越大, 气测表现为全烃升高 , 各组分绝对含量值伴随升高 , 油气显示越易被发觉 .对于轻质油、 气层 , 气测录井能立刻正确地检测发觉 .

5 结论与提议
(1) 钻井技术进步 , 尤其是金刚石钻头使用给岩屑录井带来问题是多方面 , 必需结合细碎岩屑特点 , 确保岩样采集正确真实 , 并综合利用多种方法处理岩屑描述 , 岩性归位问题 .
(2)录井根据嗅 , 普照 , 氯仿喷洒 , 滴照 , 逐包浸泡步骤基础能够确保不遗漏油气显示层 .

(3) 岩屑越小 ,进入钻井液中油气信息越多, 尽可能地发挥气测录井实时监测功效是 确保轻质油气发觉关键路径 .

参 考 文件:
1 李爱民. 《金刚石钻头录井效果分析及录井方法探讨》
2 张辉. 《P D C钻头钻井时地层岩性随钻评定方法》