快速钻井条件下岩屑录井技术对策

快速钻井条件下岩屑录井技术对策

张铮

大庆钻探地质录井一公司资料采集一分公司

摘要：随着油田勘探目标由常规油气资源变为页岩气、页岩油、致密气等非常规油气资源，为了降低钻井施工成本、提速勘探开发效益，钻井施工速度得到了极大的提升，PDC钻头结合扭力冲击器等组合钻具的使用，造成了岩屑细碎、识别描述困难大等难题，为了提速岩屑录井质量，必须加强快速钻井条件下岩屑录井技术研究。

关键词：快速钻井；岩屑录井；难题；对策

1前言

随着社会经济的发展，对石油资源的需求越来越多，勘探开发也渐渐由浅井到深井，

甚至超深井，勘探目标由常规油气资源变为页岩气、页岩油、致密气等非常规油气资源，勘探成本不断提速，效益降低，为了提速勘探开发效益，需要缩减钻井投资，钻井提速是压缩钻井投资的最有效手段。为此，PDC钻头结合扭力冲击器等组合钻具得到了广泛应用，大大提高了钻进速度，但同时由于破岩方式不同于常规破岩，特别是PDC钻头结构特殊，破碎的岩屑颗粒细小，给岩屑识别带来了困难，使得岩屑录井质量难以保证。因此，加强在快速钻进条件下的岩屑录井技术研究，采取响应技术措施，保障岩屑录井质量，对于油田勘探具有重要意义。

2 钻井提速对岩屑录井的影响

2.1 PDC钻头破岩特点

PDC 钻头的特点是，耐磨性高，抗冲击性强，所以可以替代传统的硬质合金钻头，

广泛的应用在硬地层钻进。钻头破碎岩石主要是依靠切削齿的切削作用所以 PDC 钻头

的性能优劣主要依赖于切削齿的参数特点，下面做具体说明：

（1）硬度高、耐磨性好。PDC 钻头在破碎岩石过程中，复合片的切削作用直接作用

在地层上，而且因为复合片的硬度高，耐磨性好，所以 PDC 钻头的切削齿同样硬度高、

耐磨性好。

（2）强度高。金刚石本身是脆性的，但是因为它的衬底是碳化钨材料，因此其承压

能力和抗冲击性能都很强，因而切削齿的强度也很高，承压力强。

（3）自锐性好。在 PDC 钻头的很多性质中，自锐性是最重要的性质，而且这种性质

最有助于钻头的钻进，由于与金刚石层磨损速度相比，碳化钨基体的磨损要快许多，所

以当切削齿渐渐出现磨损的时候，金刚石层仍然具有很小的出刃量，这就是的切削齿较

为锋利，由于钻压大部分作用在切削齿上，因而容易钻进地层。钻头钻进一段时间后，

虽然会有磨损，但钻井速度却没有下降很多，因而可以始终以相对高的速度钻进。

2.2 钻井提速对岩屑录井的影响

　PDC 钻头一般要求低钻压, 高转速, 大排量, 加上本身独特的结构, 使破碎后的地层岩屑呈极细的粉末状, 这对传统的岩屑录井方法—即凭肉眼观察等来判断真假岩屑造成困难。

对岩屑描述内容的影响PDC 钻头所钻岩屑极为细小, 它的一些物理特征, 诸如纯度、硬度等以及一些结构、构造特征、含矿物分布情况均不能明显表现出来, 甚至造成假象。尤其是对一些含油气储层, 因为好的含油气储层一般都较疏松, 极易被PDC 钻头所破坏, 加上钻井液的冲击一般会呈极小的岩屑出现, 如果我们不仔细观察, 将造成漏失油气层的不良后果。PDC 钻头所钻岩屑的描述一般常有的问题是描述内容不全面、不准确。

3 技术对策

3.1 使用正确的捞、洗岩屑方式

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，且应依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份的情况下，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。

3.2 使用正确的岩屑描述方法

细小岩屑描述应采用干、湿结合的方法进行。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。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、CCl 浸泡照射。由于细小岩屑的含油气数量在洗样、烤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。

3.3 做好对储积层岩屑的挑样工作

在使用PDC钻头钻进时，要注意做好对储积层岩屑的挑样工作。由于PDC钻头的作用及岩屑在井内上返时受到种种因素的影响，捞出的岩样细小且砂、泥岩混杂，要想挑出细碎的含油岩屑是比较困难的。在进行岩屑描述时，我们可先左右摆动描样盘，然后拨去上面大块的岩屑（一般为泥岩），反复数次，直到下面露出真实的呈分散状的砂岩，把这些砂岩在荧光灯下直照，就可以挑出含油的岩屑。另外，做好岩屑挑样工作，对地化录井与定量荧光分析都有很大的帮助。

3.4 加强岩屑分析技术应用

采用PDC钻头钻井时，岩屑样极细，有时用肉眼较难看出岩样的变化率及其成分与结构构造，有时虽然都是砂岩，其钻井参数有着相当大的变化，其原因是砂岩颗粒的胶结物及其胶结类型的不同，有些砂岩其钻时、钻压都较大，其钻井参数又无明显的指示，此时就得利用显微镜，观察新出现的岩屑性质及其胶结物和分析胶结类型。一般情况下，灰质、硅质胶结的岩性，很硬，可钻性差，泥质胶结的，可钻性好。基底式胶结、镶嵌式胶结的可钻性差，而空隙式胶结、接触式胶结的可钻性较好。具体描述时，在结合钻井参数的基础上，利用显微镜观察分析，才能准确的确定地层的岩性。

参考文献：

[1]曾义金,刘建立.深井超深井钻井技术现状和发展趋势[J].石油钻探技术, 2005.

[2] 沈晓燕,凡刚,张胜,等. PDC钻头钻井岩屑录井技术探讨.

[3]陈玉辉. 如何确保细小岩屑的录井资料质量.

[ 4]王佑宁, 等.PDC 钻头条件下岩性识别新技术探讨[ J] .录井技术,2003 ,(4).

[5] 贾世亮, 等.PDC 钻头地质录井方法探讨[ J] .录井技术, 2002 ,(4).