提升岩屑录井质量的技术措施探讨

张磊

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：岩屑录井获取的第一手地质资料是建立地层剖面、评价储层含油气性的重要依据。但随着钻井提速，各种钻井新工艺、新技术的应用对岩屑录井带来了影响，使得岩屑录井质量难以保证。为此，需要采取相应技术措施，切实保证岩屑录井质量，发挥地质录井在油田勘探与开发过程中的重要作用。

关键词：岩屑录井；影响因素；质量保障措施

1前言

地质录井在油气田勘探与开发过程中发挥重要作用，岩屑录井是地质录井的重要工作内容之一，通过整理分析随钻井液返出的地层岩屑，得到地层剖面信息，储层含油气性信息等，对于储层解释评价意义重大。但随着钻井提速，PDC钻头的使用对传统的录井技术方法的应用带了较大的影响, 特别是对岩屑样品的捞取和对岩性的识别影响很大, 传统的岩屑录井技术方法难于适应现场生产的需要。针对钻井新技术新工艺，采取相应技术措施提速岩屑录井质量，对于发挥地质录井在油田勘探与开发中的作用具有重要意义。

2 钻井新工艺对岩屑录井的影响因素分析

（1）岩屑量少、岩屑细碎、采样困难。采用 PDC 钻头 + 螺杆动力钻具的复合钻井技术钻出的岩屑粒径大多在 0.5～2 mm 之间, 这就造成地质人员很难准确判断地层岩石的结构和矿物成分, 特别是在砂泥岩颜色接近的井段, 因砂泥混杂, 更难于进行地层分层, 使录井剖面符合率降低。岩屑细碎使现场挑样极为困难, 挑样任务难以完成, 影响着地球化学、荧光分析及化验工作。部分快速钻进井段, 极细岩屑在振动筛上很容易流失, 在振动筛上返出的岩屑量较少, 导致地质人员捞取到的岩屑采样不足甚至捞不到岩屑的现象时有发生。

（2）岩屑剖面符合率低。由于岩屑变得细小, 增大了岩屑的比表面, 降低了油气显示等级, 增加了油气显示发现和评价的难度, 使油气显示发现率和解释符合率降低。传统的捞砂方法是根据迟到时间算出岩屑到达时间, 通过振动筛滤去钻井液, 在振动筛后捞取岩屑、钻井液混合物,用清水搅拌冲洗后晾干。在复合钻井技术条件下泥岩为糊状, 疏松砂岩为分散的颗粒状, 致密砂岩的岩屑非常细碎, 部分细微颗粒混入钻井液中不能及时在振动筛处分离, 在除砂处直接混入钻井液池中。另外, 在清洗过程中随剧烈搅拌与冲洗使细碎颗粒容易漏失。因此, 录取的岩屑失真较严重, 不能真实反映地下地质信息。

（3）捞砂洗砂时间难以跟上钻井时间。PDC 钻头平均钻时为 1～4 min/m , 有时小于 1min/m , 而采集清洗一包岩屑样至少需要 3～5 min , 当钻时小于采样时间时, 不但会造成采样困难, 而且岩屑样的质量及代表性也变差。

3 提升岩屑录井的技术措施

（1）做好对储积层岩屑的挑样工作。在使用PD C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。

（2）对钻时造成的影响。钻时是地层可钻性的最直接反映，传统概念上正常的砂泥岩剖面，使用牙轮钻头应该是砂岩可钻性好，泥岩可钻性差，但使用PD C钻头则不尽然。钻头对岩石的破碎主要是靠钻头对地层的压力和牙齿的切削作用，对一般砂岩和泥岩地层来说，砂岩较硬、脆，泥岩经泥浆浸泡后软、但有弹性而且易包钻头，以前所用的牙轮钻头牙齿大，使用钻压大，转速较慢，砂岩易被压碎切削，而泥岩象橡皮层，易反弹和被泥包，所以砂岩钻时较小，泥岩钻时较大。而PD C钻头的使用其实就是牙齿变小、钻压变小、转速变快、水马力增大，前两者对砂岩不利，后两者对泥岩有利，所以其结果造成两种岩性钻时差别变小，幅度差减小。PDC加螺杆的使用使钻压进一步减小、转速进一步增大，更减小了砂、泥岩两种岩性的钻时幅度差。因此，在钻探的过程中，利用钻时的变化结合全烃来确定是否进行地质循环时，认识到上述这一点显得很重要。

（3）加强荧光录井，及时判断油气显示。常规录井过程中荧光发现和荧光级别的确定是采用PD C钻头钻进时最困难的问题之一。首先要明白我们所称的荧光显示应该是指岩屑被钻头破碎并被携带至井口，储集层孔隙内残余油气经过处理后或未经处理时在荧光灯下的具体表现。砂岩被破碎的程度越低，对应的岩屑含油级别越高；反之，砂岩被破碎的程度越高，对应的岩屑含油级别越低，甚至无显示。被PDC钻头破碎的岩屑明显偏小、偏细，相对而言发现油气显示的难度会增大，比如中砂岩或粗砂岩以上的松散储集层，在井下表现为含油层系，经过PDC钻头破碎，中途再经过高温钻井液浸泡冲洗，其中的胶结物和所含油气已经完全溶解于钻井液之内，返至地面会变成单个石英或长石小颗粒，不存在所谓的孔隙，此种情况下即使采用有机溶液浸泡对比也不会有明显的油气显示特征；只有那些组成颗粒较小，分选好，胶结较致密或者灰质胶结的储集层，它们返至地面仍然保持着片状或块状或团块状，换句话说仍然保持有一定的孔隙，经过压碎滴照、浸泡，会轻易地发现油气显示。

（4）加强分析技术的应用。采用PD C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及其颜色、成分、分选、磨圆形状、含有物，以及油气的含油饱和性，荧光显示色等。

（5）录井新技术的应用。针对岩屑细碎难以识别，特别是火山岩等复杂岩屑识别难度大等问题，除了常规的分析方法外，可以使用XRF元素分析技术。该技术从岩石的化学组成出发，通过分析岩屑样品中元素百分含量，换算成氧化物，得到岩石样品的元素组成特征，然后通过不同岩性元素分布规律，挑选特征元素，建立岩石矿物识别图版，实现对岩石的准确定名。目前元素分析技术可以同时分析三十多种元素，包括常量元素和部分微量元素，分析精度高、速度快，满足了录井对岩屑分析的要求，取得了较好的应用效果。

参考文献：

[1]张殿强, 李联玮.地质录井方法与技术[M].北京:石油工业出版社,2001.

[2] 西南石油学院钻井工艺教研室.钻进手册[M] .西南石油学院出版社, 2001, 7.

[3]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).

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