［作者：錢書紅轉貼自：中石化上海海洋石油局安捷石油技術服務公司點選數：910更新時
摘要：本文主要講述了pdc鑽頭的特點以及對地質錄井的影響，定性、定量油氣錄井方法的對比，定量油氣錄井方法在pdc鑽頭使用時的優勢。同時介紹了特殊的岩屑錄井地層歸位法：
除利用鑽時歸位岩性外，同時借助鑽井引數中的鑽壓引數、扭矩、頂驅轉速、以及氣測分析值與岩性的關係判斷歸位岩性，並借助顯微鏡綜合判斷岩性的方法。
關鍵詞：pdc鑽頭定量螢光分析週期geoservice reservaltm鑽井引數振幅膠結型別
一、前言
隨著東海平湖油氣田
一、二期工程開工，必須鑽探大量的評價井和開發井，為了縮短工期，節約成本，盡快使油氣田投入生產，必須使用高效率pdc鑽頭鑽井，特別是在海上，一口井耗資幾千萬，提前一天完鑽就要節省幾十萬的費用，效率顯得尤為可貴，而原來的錄井方法有些已不適應新的鑽探要求，我們必須研究新的技術來適應鑽井技術的發展。二、pdc鑽頭鑽井特點及對地質錄井影響
pdc鑽頭是聚晶金剛石切削鑽頭(polycrystallinediamondcompactbit)的簡稱，是美國石油鑽井工作七十年代末八十年代初的一項重大技術成就，我國從80年代中後期開始引進、生產pdc鑽頭，90年代得到推廣應用，它給鑽井技術帶來劃時代的進步。pdc鑽頭與牙輪鑽頭相比，具有機械鑽速高，壽命長，成本低，並具有防斜、糾斜及岩屑便於泥漿攜帶保持井底清潔的特點，因而倍受青睞，近年來，在國內鑽井中得到廣泛的推廣應用。
pdc鑽頭給甲方帶來巨大的經濟效益，但是，由於pdc鑽頭鑽井時岩屑非常細碎，加之鑽井速度極快，它給常規地質錄井帶來了很大的影響：
1．pdc鑽頭鑽進時岩屑特別細小，一部分融入泥漿內造成岩屑撈取量很少。同時過細的岩屑給清洗工作帶來較大的困難，較難獲得可靠的能真觀反映地層情況的岩屑。
2．撈取岩屑量少，再加上砂岩岩屑顆粒與泥漿接觸充分和岩屑清洗時油氣逸失嚴重，造成常規地質錄井油氣顯示普遍降低。3．岩屑細小，現場挑樣極為困難，有時挑樣任務無法完成，影響地化分析和地質油氣取樣。
4．由於鑽時較快，傳統的色譜分析周期長，常常漏失薄層油氣層，給薄層油氣層的發現和解釋帶來困難。5．由於岩屑樣細小，特別用小復合片鑽頭時岩屑幾乎呈粉沫狀，給岩屑描述增加了困難。6．砂泥岩鑽時差別不大，造成現場錄井劃分岩性介面及岩性歸位困難.
針對上述幾點的影響，總結了以下幾種補救辦法：三、取樣要求
岩屑撈取是地質現場錄井的重要工作，也是其他錄井手段的基礎。在pdc鑽頭下岩屑細如粉末，應據震動篩返砂樣的變化情況，靈活調整接樣盆的位置，如果震動篩返砂量太少，震動篩應改用80目以上的篩布，儘量減少細小真岩屑從震動篩上的流失。洗樣時應盡量採用小水流，輕攪拌，稍微沉澱後倒去混水再換清水漂洗的辦法，防止細小的真岩屑在洗樣過程中流失。
四、pdc鑽頭鑽井時油氣定量錄井法
在pdc鑽頭鑽井過程中，為地質錄井中的油氣錄井帶來了相當大的困難，因為pdc鑽頭鑽地層時，岩屑的粉碎程度相當大，隨著岩屑的粉碎，油氣迅速分散在井內泥漿中，岩屑顆粒很難找到，即使找到也是很微小，螢光檢查時很難發現，即使檢查到螢光，其結果跟實際情況大相徑庭。所以，採用pdc鑽頭快速鑽井過程中，傳統的油氣螢光檢查結果很難反映實際情況，特別在東海地區，以輕質油和凝析油氣藏為主，岩屑一上返到地面，油氣很快揮發，所以，螢光檢查要及時觀察，隨鑽檢查。為了更準確地做好油氣錄井工作，在東海地區配合採用了定量螢光技術，實踐證明取得了很好的效果。
螢光定量技術也就是採用了螢光定量檢測儀(qft)，它突破了傳統的肉眼識別的侷限，其凝析、輕質油及中質油的大部分，不在肉眼可視範圍內，用定量螢光檢測儀(qft)，他排除了人的螢光描述的主觀性，定量分析螢光，是檢測油氣層的可靠準確手段。其理論根據是：螢光強度與巖樣中石油濃度成正比，其工作原理是用紫外線螢光燈、光波選擇器及初級濾波器共同組合起來，選擇最佳波長的激發光，激發光被樣品溶解散射後，再經初濾器送到鑑定器測定其螢光強度。
所以，採用了qft技術，就可以在快速鑽井中防止油層的漏失，為及時準確的發現油氣層起到了可靠的保證作用。
由於砂樣細小，有時無法挑樣，或是能挑樣量很少，所以，我們採用混樣分析與挑樣相結合，鑽遇無顯示砂岩時，混合樣含烴濃度值往往比挑樣高。當上部緊鄰生油巖或好的顯示層時，含烴濃度值通常十分高。
對於含油地層井段，可以用混合樣代替挑樣，好的顯示層混合樣可以清晰的反映出來，解釋時與其它錄井方法共同識別顯示層效果較好。東海ph-b3井pdc鑽頭鑽進井段的混樣定量螢光錄井，齊全準確地發現了油氣顯示。
一般鑽井過程中，採用一般色譜儀進行油氣錄井分析，分析週期在180秒以上，而採用pdc鑽頭鑽井時，有時鑽時很快，一公尺厚地層只用50秒左右時間，當鑽遇薄層油氣層時很可能採不到氣樣，從而漏失油氣層，為此，我們在東海西湖凹陷幾個構造帶上鑽井時，在油氣層段採用了二套色譜儀同時進行分析對比，一套是定性分析儀，週期180秒，另一套是定量色譜分析儀，週期為30秒，對地層的解析度大大提高，從而防止了薄層油氣層的漏失，以及為薄層油氣層解釋提供了可靠的資料。在東海我們採用的是geoservicereservaltm定量色譜分析儀，採用定量色譜分析儀的另乙個優點是它不受泥漿液面的高低、脫氣機裡泥漿多少的影響，每30秒取一定量的泥漿液進行脫氣分析，排除了外界因數的干擾。如圖一，在2415公尺，2432公尺井深，定量色譜儀能及時採到氣樣進行了分析，而常規色譜儀未能採取到樣。
正常情況下，，在圖三中在2653到2660公尺段，由於單幫浦迴圈鑽進，未能及時調整脫氣器的高度，fid的氣體全量值比reservaltm分析值還要底。
圖一、東海dq-2井定性、定量色譜分析結果對比五、pdc鑽頭鑽井過程中的岩性描述歸位
在東海特別是平湖一些井用pdc鑽頭鑽井中的岩性描述，僅僅採用傳統的岩性描述法已經不能準確地描述好岩性，建立地層剖面，因為，pdc鑽頭鑽井中岩屑容易混雜，鑽時有時不能很好反映岩性的特性，描述時必須在觀察岩屑樣品的同時，考慮鑽壓、鑽速、扭矩、鑽時、氣測值，幾個引數一起考慮，綜合分析，在岩屑觀察初步確定大套岩性後，再參考鑽井引數、及氣測資料進行岩性歸位，參照區域地質和臨近井的地質資料，才能較準確地描述好岩性，建好地層剖面。
在東海地區我們發現使用pdc鑽頭鑽井有時速度相當快，使岩屑錄井難以跟上鑽頭，岩屑顆粒細小，使岩性定名困難。鑽時相對岩性反應有時很不明顯，砂泥岩區別不大，甚至出現砂泥岩鑽時相反的現象，使利用鑽時曲線劃分、歸位岩性及分層不再準確。因此，傳統的以岩屑實物定名、鑽時分層歸位方法難以滿足地質錄井需要，必須找出更多、更直觀、快捷的錄井引數應用於地質錄井中，快速建立地層剖面，以適應現代錄井需要。
通過東海平湖油氣田及其它構造帶的數口井的實踐，發現扭矩、頂驅轉速、氣測值等錄井引數的變化有時能直觀、及時地反映地下岩層的變化，有時同時考慮鑽時、鑽壓值，防止岩性歸位的錯位，這些引數的綜合利用，填補了傳統地質錄井方法的不足，有效地提高了岩屑錄井質量，對及時發現油氣層、卡準取芯層位起到了重要作用。（一）、參考鑽壓引數
在岩屑描述時，我們發現鑽壓有時是乙個不可忽視的鑽井引數，有時由於司鑽人為因素，或工程上造斜、糾斜的要求，人為增加或減少鑽壓，造成鑽時相對於地層而異常，造成傳統地層按鑽時歸位而發生錯位，有時鑽時沒有大的變化，但鑽壓卻有很大的變化，而有新岩屑出現時，可以參考鑽壓引數。如表一所示，岩屑樣**現了粉砂岩，1979公尺，1980公尺鑽時基本無大的變化，鑽壓降低了很多，岩性反映為粉砂岩，所以參照鑽壓的變化也能幫助岩性歸位。有時鑽壓大小與岩性也能成很好的對應關係。
如圖三所示。
表一、ph-b2井鑽壓、鑽時與岩性的關係對比（二）扭矩的作用
實踐中發現，使用pdc鑽頭時，扭矩曲線形態與岩性有著密切的關係。牙輪鑽頭扭距曲線較平直，一般泥岩扭矩值低，砂岩扭矩值高，只是鑽頭使用後期出現高頻高幅的振盪曲線。
而pdc鑽頭則不同，一開始鑽遇砂岩時就出現高頻高幅的振盪曲線，並且曲線的**頻率與幅度與岩性有密切的關係。泥岩表現為曲線
平直或小幅度、低頻率**，砂岩表現為高幅的振盪曲線，並且隨著岩性的由細變粗，其扭矩曲線的**頻率和幅度也有增大的趨勢。另外，pdc鑽頭使用後期，一般扭矩值公升高，但曲線**頻率和幅度減小。見圖二，展現了扭矩與岩性的關係，鑽遇泥岩時，扭矩值小，振幅小；鑽遇砂岩時扭矩值大，振幅大。
圖二、cx-3井實時鑽井引數對比（三）頂驅轉速的應用
雖然司鑽給定的是額定頂驅轉速，但表現在頂驅轉速感測器上的瞬時轉速卻千變萬化。頂驅轉速曲線振幅頻率與扭矩曲線振幅頻率變化有著一定的一致性，因此與扭矩一樣，頂驅轉速變化也反映了岩性變化。
與扭矩曲線不同的是，頂驅轉速曲線是圍繞較固定值左右對稱**，鑽遇砂岩時**幅度變大，遇泥岩時**幅度變小。扭矩曲線的**軸是彎曲的，其軸值隨岩性的變化而變化，頂驅轉速**軸是一條垂直線。（見圖二）（四）氣測曲線的應用
氣測錄井是利用色譜儀直接測量地層含氣性的錄井方法。地層含氣性與區域生儲蓋組合特徵有關，表現在具體層段，岩性含氣性與岩石生、蓋、儲、孔、滲性有關，不同岩性具有不同的孔、滲性，因此氣測值的變化在一定程度上反映了岩性的變化，地層含氣性越豐富，氣測值隨岩性變化越明顯。東海地區地層多屬正常壓力層系，氣測儀所測的氣含量多為岩屑的破碎氣體含量。
pdc鑽頭產生的岩屑顆粒細小，有利於氣體的充分擴散和釋放，有利於氣測錄井。東海下第三系龍井組下段、花港組、平湖組，為區域含油氣層段，地層含氣性好，氣測值變化較好地反映了岩性的變化，為岩屑錄井提供了良好的參考依據。（見圖三）所示，在鑽穿泥岩層段，進入砂岩層段時，其氣體全量值明顯公升高，鑽進泥岩層段時，其全量值明顯降低。
圖三、ph-b3井電測氣測曲線對比（五）顯微鏡的應用
在東海地區，我們發現，有時借助顯微鏡有利於巖的描述。採用pdc鑽頭鑽井時，岩屑樣及細，有時用肉眼較難看出巖樣的變化率及其成分與結構構造，有時雖然都是砂岩，其鑽井引數有著相當大的變化，其原因是砂岩顆粒的膠結物及其膠結型別的不同，有些砂岩其鑽時、鑽壓都較大，其鑽井引數又無明顯的指示，此時就得利用顯微鏡，觀察新出現的岩屑性質及其膠結物和分析膠結型別。一般情況下，灰質、
矽質膠結的岩性，性很硬，可鑽性差，泥質膠結的，可鑽性好。基底式膠結、鑲嵌式膠結的可鑽性差，而空隙式膠結、接觸式膠結的可鑽性較好。具體描述時，在結合鑽井引數的基礎上，再利用顯微鏡觀察分析，才能準確的確定地層的岩性及其顏色、成分、分選、磨圓、形狀、含有物，以及油氣的含油飽和性，螢光顯示色等。
六、結論及建議
總之，隨著鑽井技術的引進及發展，綜合錄井面臨著許多新的挑戰，錄
井應研究新的技術及方法以適應挑戰，只有這樣，錄井才能適應新的環境及要求，得以生存和發展。而利用pdc鑽頭鑽井不同於傳統的牙輪鑽頭鑽井，必須考慮到快速鑽井的特點，採用多種手段，在實踐中探索和積累經驗，才能及時準確發現和評價油氣層，最終建立好地層剖面。建議如下：
1．在重要油氣層井段，在結合岩屑、氣測、螢光資料對油氣層做出準確的評價時要結合地化分析，才能做到分析結果更準確。2.建議選用pdc鑽頭鑽井時，應考慮使用較大復合片的鑽頭，以產生較大的岩屑，最大限度減少過細岩屑給地質錄井造成的影響。
3.對重要井段採用隨鑽測量系統(lwd)，實現現場實時及時反映地下地層電性特徵。
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