地質(zhì)錄井工作中PDC鉆頭的影響和應(yīng)對措施

馬東林

摘 要：本文主要對地質(zhì)錄井受到PDC鉆頭的影響以及PDC鉆頭自身的特點(diǎn)進(jìn)行了論述，分別從定量錄井以及定性錄方法著手對比分析，闡釋了在應(yīng)用PDC鉆頭的鉆井工作中，定量錄井法具有何種優(yōu)勢。并重點(diǎn)分析了巖屑錄井法。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)錄井；PDC鉆頭；鉆井參數(shù)

1 PDC鉆頭對錄井的影響及鉆頭特點(diǎn)分析

PDC鉆頭采用聚晶金剛石材質(zhì)，是美國上世紀(jì)七十年代發(fā)明的具有重大的進(jìn)步的技術(shù)之一，用于鉆井工作，我國該技術(shù)的使用起步較晚，上世紀(jì)八十年才開始引入，九十年代該技術(shù)在中國得到推廣使用，PDC鉆頭的應(yīng)用在鉆井工作中具有劃時(shí)代的意義。同牙輪鉆頭相比，PDC鉆頭具有高轉(zhuǎn)速、長壽命以及低成本的特點(diǎn)，并在防斜、糾斜功能上較強(qiáng)，使得鉆井液攜帶更加清潔，因此倍受好評。雖然PDC鉆頭能夠帶來經(jīng)濟(jì)效益，但是其鉆井過程中會使得巖屑更加細(xì)致，因此會對錄井工作造成極大的影響。

（1）由于鉆進(jìn)過程使用PDC鉆頭，使得巖屑變得更加細(xì)小，因此鉆井液內(nèi)會融進(jìn)一部分巖屑導(dǎo)致?lián)迫×康慕档?。并且若是巖屑的粒徑過小會造成巖屑清洗工作的困難程度加大，直接造成巖屑對于地層情況的反應(yīng)可靠性降低。

（2）由于能夠撈取巖屑量的減少，巖屑顆粒同鉆井液的充分接觸，并且在后期的巖屑清洗過程中巖屑上含有的油氣量流失，因此在造成了地質(zhì)錄井中顯示的油氣量會普遍下降。

（3）細(xì)小的巖屑導(dǎo)致了現(xiàn)場挑樣工作難度提高，導(dǎo)致有時(shí)挑樣工作無法完成，對地滑分析以及地質(zhì)油氣的取樣造成了影響，巖屑細(xì)小。

（4）鉆時(shí)較快以及色譜分析的周期時(shí)間較長，因此會造成薄油氣層的漏失，常常會為薄油氣層的發(fā)現(xiàn)帶來一些問題。

（5）細(xì)小的巖屑樣品，尤其由小復(fù)合片的鉆頭鉆井獲得的巖屑碎片近乎粉末狀，這種巖屑樣品很難被發(fā)現(xiàn)。

（6）泥沙巖鉆過程中差別過小會造成現(xiàn)場錄井的巖性歸位以及巖性界面的劃分困難。

2 靈活取樣

現(xiàn)場錄井工作中撈取巖屑是重要環(huán)節(jié)之一，同時(shí)也為其他錄井手段的應(yīng)用提供基礎(chǔ)條件。PDC鉆頭的應(yīng)用會使得巖屑粒徑過小，巖屑樣品會成粉末狀，根據(jù)振動篩的返砂變化相關(guān)情況，對接樣位置進(jìn)行靈活的調(diào)整，若是返砂量過少，振動篩的紗布應(yīng)當(dāng)調(diào)整使用，用以減少細(xì)小真巖屑的流失。在對巖屑樣品進(jìn)行清洗時(shí)，使用到清洗水流應(yīng)當(dāng)盡可能的小，輕輕的攪拌，經(jīng)過沉淀后將渾水倒去再進(jìn)行清洗，以此避免真巖屑過于細(xì)小而在樣品的清洗過程中流失。

3 PDC鉆頭使用時(shí)的錄井工作

在鉆井工作中使用PDC鉆頭，為錄井工作中檢測油氣工作帶來了較大的困擾，由于PDC鉆頭在進(jìn)行地層的鉆探時(shí)，巖屑粉碎的程度較大，而巖屑的粉碎，會使得油氣分散在鉆井液中，并且分散速度極快，這樣一來，巖屑顆粒中就極難發(fā)現(xiàn)油氣，即便是使用熒光檢查也較為困難，并且發(fā)現(xiàn)量也很小，這就使得檢測結(jié)果同實(shí)際的狀況出入很大。因此，在快速鉆井過程中使用PDC鉆頭，應(yīng)用傳統(tǒng)的熒光檢查其結(jié)果是無法真實(shí)反應(yīng)實(shí)際的油氣狀況，油氣在東海地區(qū)，主要的油氣藏為輕質(zhì)油以及凝析油氣，巖屑一旦返到地面，巖屑樣品中的油氣會很快揮發(fā)，因此需要及時(shí)的使用熒光檢測的方式對巖樣進(jìn)行觀察，為了更好的準(zhǔn)確進(jìn)行錄井工作，隨鉆檢查是最好的方式，采用熒光技術(shù)隨鉆檢測可以有效防止在快速鉆井過程中出現(xiàn)的油層漏失現(xiàn)象，以此可靠有效準(zhǔn)確的保證油氣層的發(fā)現(xiàn)，由于砂樣有時(shí)候會由于過為細(xì)小而導(dǎo)致無法挑樣，即便能夠挑樣量也很少，因此應(yīng)當(dāng)采用混樣分析的方式進(jìn)行檢測分析。若遇到無顯示的砂巖時(shí)，采用混合樣分析的烴濃度含量往往要高于挑樣檢測的方式。其含烴濃度值往往高于含油地層段，此時(shí)使用混合樣檢測手段效果要優(yōu)于挑樣檢測方式，優(yōu)質(zhì)的顯示層混合樣能夠?qū)⒃摰貙拥膶?shí)際狀況清晰的反應(yīng)，通過結(jié)合其他錄井方式對地層進(jìn)行解釋，能夠得到良好的顯示層分析效果。

4 巖性的描述以及歸位

在東海一些PDC鉆頭中，鉆井過程中傳統(tǒng)的描述已經(jīng)無法準(zhǔn)確的對巖性進(jìn)行描述，也無法建立完善的地層剖面。由于在鉆井中PDC鉆頭鉆井過程中容易產(chǎn)生混雜巖屑，在鉆探的過程中無法準(zhǔn)確的對巖性特征進(jìn)行反映，在進(jìn)行巖屑樣品的觀察時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合參考轉(zhuǎn)速、氣測值、鉆時(shí)、扭矩以及鉆壓等參數(shù)，通過綜合分析，初步確定后，再結(jié)合鉆井參數(shù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)對巖性進(jìn)行歸納總結(jié)，同時(shí)參照相關(guān)資料，對巖性進(jìn)行準(zhǔn)確校準(zhǔn)，對地層剖面予以建立。

4.1 鉆壓參數(shù)變化

描述巖屑的過程中，鉆井參數(shù)中發(fā)現(xiàn)鉆壓是一個(gè)不容忽視的重要數(shù)據(jù)，有時(shí)因?yàn)椴僮魅藛T的主觀因素，或者工程上的糾斜、造斜要求，造成鉆壓人為的增加或者減小，導(dǎo)致鉆井出現(xiàn)異常，但按照傳統(tǒng)的地層進(jìn)行，因此發(fā)生了錯(cuò)位，有時(shí)雖然會產(chǎn)生很大的變化，但是鉆壓的改變量較大，當(dāng)出現(xiàn)新巖屑時(shí)，鉆壓參數(shù)可以作為參考。

4.2 分層時(shí)扭矩曲線的作用

在實(shí)際的使用過程中，扭矩曲線的形態(tài)同巖性之間的關(guān)系較為密切，PDC鉆頭牙輪鉆頭的扭矩和曲線較為平順，一般泥巖扭矩值低，砂巖扭矩值高，只是鉆頭使用后期出現(xiàn)高頻高幅的振蕩曲線。而PDC 鉆頭則不同，一開始鉆遇砂巖時(shí)就出現(xiàn)高頻高幅的振蕩曲線，并且曲線的振蕩頻率、幅度與巖性有密切的關(guān)系。砂巖表現(xiàn)為高幅的振蕩曲線，并且隨著巖性的由細(xì)變粗，其扭矩曲線的振蕩頻率和幅度也有增大的趨勢。另外，PDC鉆頭使用后期，一般扭矩值升高，但曲線振蕩頻率和幅度減小。

4.3 氣測曲線的應(yīng)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(qū)域生儲蓋組合特征有關(guān)，表現(xiàn)在具體層段，巖層含氣性與巖石生、蓋、儲、孔、滲性有關(guān)，因此氣測值的變化在一定程度上反映了巖性的變化，地層含氣性越豐富，氣測值隨巖性變化越明顯。東海地區(qū)地層多屬正常壓力層系，氣測儀所測的氣含量多為巖屑的破碎氣體含量。PDC鉆頭產(chǎn)生的巖屑顆粒細(xì)小，有利于氣體的充分?jǐn)U散和釋放，有利于氣測錄井。

4.4 顯微鏡的應(yīng)用

借助顯微鏡有利于巖樣的描述。采用PDC鉆頭鉆井時(shí)，巖屑樣極細(xì)，有時(shí)用肉眼較難看出巖樣的變化及其成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有時(shí)雖然都是砂巖，但其鉆井參數(shù)有著相當(dāng)大的變化，原因是砂巖顆粒的膠結(jié)物及其膠結(jié)類型不同，有些砂巖其鉆時(shí)、鉆壓都較大，此時(shí)就得利用顯微鏡，觀察新出現(xiàn)的巖屑性質(zhì)及其膠結(jié)物和分析膠結(jié)類型。具體進(jìn)行描述過程中，在對鉆井參數(shù)進(jìn)行參考后，利用顯微鏡進(jìn)行觀察，通過分析準(zhǔn)確的對巖性的顏色、分選性以及成分和熒光顯色、油氣飽和性、含有物、磨圓度等進(jìn)行確定。

5 結(jié)束語

總之，鉆井技術(shù)的發(fā)展以及新技術(shù)的引進(jìn)，使得錄井工作的開展面臨了更大的挑戰(zhàn)，錄井工作應(yīng)當(dāng)努力研發(fā)新技術(shù)以及應(yīng)用新方法適應(yīng)新的環(huán)境，只有如此，錄井工作在鉆井工作中才能切實(shí)的反應(yīng)油氣藏以及地層的情況，才能得以發(fā)展生存。不同于傳統(tǒng)的鉆井鉆頭，PDC鉆頭在鉆井過程中需要對快速鉆井的特點(diǎn)予以考慮，采用綜合的手段方式，在實(shí)踐中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和對方式進(jìn)行創(chuàng)新，更好的對油氣層進(jìn)行精確及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和評價(jià)，最終完善地層剖面的建立。

參考文獻(xiàn)

[1]高居偉.PDC鉆頭條件下巖屑顏色描述方法的研究[D].中國海洋大學(xué)，2007.

[2]吳姬昊.PDC鉆頭底模成形技術(shù)的研究[J].西部探礦工程，1994，2.

[3]馬保松.PDC鉆頭的新發(fā)展及應(yīng)用[J].世界地質(zhì)，1996，4.