复合钻进(PDC螺杆)情况下如何确保录井资料质量.docx

复合钻进（PDC+螺杆）情况下如何确保录井资料质量
昆明工作部 沈伟东
一、引言
众所周知，复合钻进（PDC钻头+螺杆）是随着钻井工艺的不断提高而开发出来的针对中软地层的一种快速钻进方法。PDC全称为Polycrystalline Diamond Compact（聚晶金刚合金片），与传统的牙轮钻头相比，PDC钻头有着机械钻速高、适应地层广、使用寿命长、安全系数大、辅助时间少等优势。但PDC钻头钻进时，砂、泥岩的钻时差异变小，出现复杂的钻时组合特征，给钻时卡层带来较大的困难。并且PDC钻头的钻屑细小，导致岩屑采集困难、量不足，甚至有时还采不到岩屑，造成岩屑识别困难，难以有效地划分储集层和非储集层，给现场录井人员挑选样品带来了困难，严重影响了地质、地化、定量荧光、核磁等分析项目的准确度，给现场油气识别和综合解释增加了难度，导致岩屑录井剖面符合率降低，使传统的岩屑录井面临着严峻挑战。因此，如何提高复合钻进条件下录井资料的质量成为了一个新的课题。下面将从钻时、岩屑、油气层（储层）判别等三个方面来探讨复合钻进情况下如何确保录井资料的质量。
二、复合钻进条件下的钻时录井
通常情况下牙轮钻头钻进泥岩钻时高、钻进砂岩钻时低，通过钻时高低可区分泥岩与砂岩，达到初步划分岩性、卡准油气层的目的。而PDC钻头钻进时，其泥岩与砂岩之间的钻时差异减小，并出现三种不同的钻时组合特征：
① 砂岩钻时高于泥岩。
坤8-2井那读组油层综合图
钻时曲线

②砂岩钻时低于泥岩。
坤26-3井那读组油层综合图

钻时曲线

③泥岩与砂岩钻时接近。
坤26-3井百岗组储层综合图

钻时曲线

　　复合钻进（PDC+螺杆）条件下不同区块的钻时组合特征不一样，在百岗组地层中钻时的差异不明显，泥岩、砂岩的钻时都差不多，这与地层的岩性特征也有很大的关系。进入那读组后，不同区块钻时的特征又不同，在坤8块那读组油气层段基本是砂岩钻时偏高而泥岩钻时偏低，坤26块则比较正常，属于泥岩钻时高而砂岩钻时低的特征。因此，在复合钻进条件下不同区块利用钻时录井判断岩性时要加与区别。当然，这与钻井参数有很大的关系，但是在坤8块那读组储仍然可以发现不同钻井队在钻遇相同地层时，钻时有共同的特征，都是在钻入砂岩地层时钻时有所偏高。所以，现在场录井人员要关于总结经验，结合邻井资料进行岩屑的识别。
三、复合钻进条件下的岩屑录井
地质录井工作主要是通过采集钻井所钻岩屑建立岩性剖面、发现油气水层及划分地层，采用复合钻进后，钻井岩屑细小，无疑会对钻井地质录井工作及资料质量带来极大的影响。
１、加大了岩屑采集捞取洗样的难度。由于所钻岩屑细小，甚至部分岩屑呈粉沫状，在钻井液中无法通过震动筛从钻井液中分离出来，采集不到真岩屑或采集、捞取到的真岩屑数量较少。另外因岩屑细小，与钻井液一起成浆糊状，捞取满满一盆岩屑冼净后的净岩屑还达不到要求捞取的岩屑数量。
２、加大了岩屑观察、描述、分层定名、百分比估计、判断储层胶结物、油气显示的难度。由于岩屑细小，有的真岩屑比芝麻粒还小，给正确的岩屑描述观察、挑样定名、荧光照射，岩屑含油性判定带来了相当大的难度，也加大了资料整理的工作量，进而影响岩性剖面符合率。
那么如何在复合钻进（PDC+螺杆）的录井技术条件下，确保细小岩屑的录井资料的质量，将因岩屑细小对录井资料质量的影响减少到最低限度呢？
   　１、强化细小岩屑采集捞取的准确性。细小岩屑的接样、采集捞取、洗样应严格按岩屑录井操作规程进行，接样盆放置位置应合适，以能连续接到从震动筛上滤出的新鲜细小真岩屑为宜，且应据震动筛返砂变化情况，灵活调整接样盆的位置，如果震动筛返砂太少，筛布筛眼较粗，少于80目，应尽快与钻井队协调，使用80目以上的筛布，尽量减少细小真岩屑从震动筛上的流失数量。接样盆接满后应尽快取样，岩屑采集、取样应严格采用二分法或四分法均匀采集，确保岩屑样品的代表性，并将取样后多余的岩屑清理干净。如果接到的岩屑样品呈稀泥浆糊状，应尽量将整盆岩屑取出清洗，洗样时应尽量采用小水流，轻搅拌，稍微沉淀后倒去混水再换清水的办法，防止细小的真岩屑在洗样过程中流失；在倒样时，尽量将细小岩屑全部留下，将明显的大块岩屑掉块去掉。在晒样、烤样时，切忌在岩屑未滤干水分的情况下，过多地翻动，以免造成岩屑表面模糊；在岩屑收样装袋时，应尽量将细小真岩屑装入袋中，细小岩屑中真岩屑占的比例较大，要尽量减少在各个环节的流失。当然，要严、细、认真地做好这些工作，给地质采集工增加了较大的工作量，特别是使用PDC钻头采用螺杆加转盘复合钻进时，钻时快，一个采集工既要记录钻时，又要按要求取准岩屑，就需要增加人员，进行双岗作业，才能确保细小岩屑录井工作的准确性。
   　２、细小岩屑描述应采用干、湿结合的方法并借助于放大镜、显微镜等工具进行。刚洗净未晒干的细小岩屑因其表面清洁，容易观察其岩性组合特征，晒干后，由于砂岩胶结疏松，一些未破碎的细小砂岩颗粒在晒样过程中因翻动又进一步破碎，且砂岩岩屑表面变得模糊而难以观察，因此对于细小岩屑描述，要进行湿样粗描，晒干后再细描。由于岩屑细小，一般呈芝麻粒状，个别更细小，粉砂岩呈白色粉沫状，一般肉眼难以观察，但如果岩屑样品取样准，洗样干净，即使粉沫状的细小岩屑，在岩屑中从岩屑的颜色也可判断砂泥岩百分比数量的变化，但粉砂岩的胶结程度，含油性只能通过放大镜、显微镜进行观察，在镜下挑出样品，再作胶结物试验。对于细小粉沫状岩屑的含油气性试验，挑样确实无法进行的，就取混合样逐包荧光滴照、氯仿浸泡照射。由于细小岩屑的含油气数量在洗样、晒样的过程中绝大部分被挥发、冲洗掉，残留下来的较少，就要求对于细小岩屑的含油气试验要及时在洗净后还未烤晒干的状态下进行，油气显示定级应适当上提一个级别。一般洗净的岩样，在盆底大多数为粉沫状细砂，将细砂取出少量进行荧光湿、滴照、氯仿浸泡照射，也能及时发现油气显示。对于钻井液中混有影响荧光滴照的井，对细小岩屑有一定程度的污染，采用细小岩屑混样滴照可能都有一点浅黄色荧光光环，但这是基值，如果地层岩屑含油气，同样是混样，含油气的砂岩混样荧光滴照的颜色产状和氯仿浸泡后的颜色会明显与不含油气的砂岩混样不同，通过对比观察岩屑混样荧光颜色产状的变化，区分是否含油。另外，细小岩屑的含油气性判定应结合槽面油气显示进行，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？这就严格要求采集工取样时要随时观察钻井液槽面有无油气显示？震动筛上有无油花、气泡？钻井液蒸汽气味是否有异常？有无油气味？这些也是综合判定是否进入油气层的依据。细小岩屑样品如能挑出有代表性的样品当然好，如太细小，岩屑成粉沫状，也可实事求是地取一小包混样，备完井讨论时用。
３、建议广泛而又尽可能多地进行气测录井。对于细小岩屑来说，对岩屑等常规录井资料质量的影响较大，这是现场客观存在的事实，但对气测录井则影响不大，相反，因为岩屑破碎充分，混入钻井液中的烃类组分浓度相对增大，更进一步增强了气测录井发现油气显示层的灵敏性，对于一些探井和含气井，气测录井对于及时准确地发现油气层，特别是干气层（岩屑及时湿、滴照均无荧光显示的层），显得独具优越性。复合钻进（PDC+螺杆）时钻头将储层岩石破碎成散粒状后，再加上井内高温泥浆的淘洗，其含油级别会大大降低，甚至在岩屑上看不到油显示。在这种情况下，现场录井技术人员应该紧紧抓住气测录井这个关键环节，以气测异常为导向，对气测异常段进行重点荧光复查，不放过任何可疑的荧光显示，尤其是低级别荧光显示，对比级别只有1~2级的荧光显示也可能就是油气层的显示。如坤8-3井那读组油层段由于岩屑细小含量少从而影响了现场定名，井深2196.4-2198.5米现场定名为浅灰色油斑粉砂岩，但实际试油结果却很好。所以针对复合钻进（PDC+螺杆）条件下油气级别的定名可以考虑提高一个级别。

坤8-3井那三段油层段综合录井图

四、复合钻进条件下的油气层（储层）判别
前面已经提到复合钻进（PDC+螺杆）钻头将储层岩石破碎成散粒状后，再加上井内高温泥浆的淘洗，其含油级别会大大降低，甚至在岩屑上看不到油显示。给现场录井人员对油气层（储层）的判别带来了相当大的困难，PDC钻头的岩屑颗粒细小，不同岩性的钻时变化不明显，往往利用捞取岩屑难以做出正确判别和分层定名，使传统的以岩屑实物定名，钻时分层归位的方法难以达到最佳效果。因此，要运用一些新的录井技术、方法并结合传统录井经验进行综合分析判断，解决现场录井中油气层（储层）的判别问题。
１、PDC钻头钻屑相对细小，常规的捞砂方法所捞取的砂样中真岩屑的比例较低，因而在砂样采集过程中，应采取多点、多次取样法，即在高架槽的不同位置和振动筛前分别多次捞取岩屑，集合成样，砂样清洗应以淘洗为主，以免颗粒细小的真岩屑的流失，确保砂样中真岩屑的比例。在区分出真假岩屑的基础上，采用双目镜、偏光显微镜现场鉴定岩屑，可以大大提高岩屑鉴定的准确性。在确保捞取岩屑的同时传统直观的鉴定方法仍然是最直观的方法，尽量利用嗜闻、细观、远望、近查、切感、钻时等手段先对捞取出来的细小岩屑进行初步判别，以便于直接发现油气层（储层）。还要坚持干、湿结合的方法，湿样观察不到油气层（储层）时，岩样晒干后再进行复查。
２利用钻时来判别油气层（储层）的时候，要大段观察，如果在大套泥岩段里钻时大，那么在钻时小的时候极有可能是砂岩，相反，在大段泥岩层里钻时都很小，那么钻时增大的岩层可能就是储集层。钻时不明显的时候就要注意钻时的细小变化。现在我们知道复合钻进条件下钻时的差异性往往很小，但在工程参数变化不大的情况下，不同地层的钻时也有一定的规律可寻，因此在钻入不同的地层的时候对钻时的分析不能只用一种方法。
３、当钻时不明显，岩屑又很混杂的时候要尽量利用气测资料进行判别。气测录井测量的是钻井液中油气相对量，其值取决于单位时间地层渗入钻井液中的油气量，从而间接地反映地层岩性。气测值发生变化或异常时，要对岩屑进行反复地查看，当岩屑细小甚至无岩屑的时候，利用气测异常变化来差别油气层（储层）。
  ４、利用区域标志层进行判别油气层（储层）。采用区域标志层和岩性组合对比法，对重要层位进行重点描述。在百色盆地坤字区块等大多区块，可以利用标志层来判别，如那三段的煤层就是一个很好的标志层，煤层的夹层之间以及煤层下往往就是油气层（储层），当见到煤层时，就要对其它岩性进行细心观察和描述，并结合其它手段来判别油气层（储层）。如坤8块、坤26块等井那三段储层上面就有煤层标志。

坤8-2井那三段储层段综合录井图

坤8-3井那三段储层段综合录井图

坤26-3井那三段储层段综合录井图

结束语
   　影响油气层判别的因素还有如钻井液性能，PDC钻头的类型以及钻井参数等等， 当然在现场工作中，不能应用单一的识别方法，否则可带来片面性，导致油气层的漏失，剖面符合率低。应认真熟悉钻井地质设计，掌握区域特征，对下部可能钻遇的地层要做到心中有数，对所有录取的资料进行综合分析，运用各种技术，找出共性，才能更准确的识别岩性。通过应用上述识别方法，对PDC钻头录取的资料进行分析，可大大提高复合钻进（PDC+螺杆）条件下录井资料的质量，以满足工作的需求。