PDC鉆頭鉆井過(guò)程中的巖性描述歸位

【摘要】在巖屑觀察初步確定大套巖性后，再參考鉆井參數(shù)、及氣測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行巖性歸位，參照區(qū)域地質(zhì)和臨近井的地質(zhì)資料，才能較準(zhǔn)確地描述好巖性，建好地層剖面。

【關(guān)鍵詞】巖性描述? 地層剖面? 歸位? PDC鉆頭鉆井

用PDC鉆頭鉆井中的巖性描述，僅僅采用傳統(tǒng)的巖性描述法已經(jīng)不能準(zhǔn)確地描述好巖性，建立地層剖面，因?yàn)?，PDC鉆頭鉆井中巖屑容易混雜，鉆時(shí)有時(shí)不能很好反映巖性的特性，描述時(shí)必須在觀察巖屑樣品的同時(shí)，考慮鉆壓、鉆速、扭矩、鉆時(shí)、氣測(cè)值，幾個(gè)參數(shù)一起考慮，綜合分析，在巖屑觀察初步確定大套巖性后，再參考鉆井參數(shù)、及氣測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行巖性歸位，參照區(qū)域地質(zhì)和臨近井的地質(zhì)資料，才能較準(zhǔn)確地描述好巖性，建好地層剖面。

我們發(fā)現(xiàn)使用PDC鉆頭鉆井有時(shí)速度相當(dāng)快，使巖屑錄井難以跟上鉆頭，巖屑顆粒細(xì)小，使巖性定名困難。鉆時(shí)相對(duì)巖性反應(yīng)有時(shí)很不明顯，砂泥巖區(qū)別不大，甚至出現(xiàn)砂泥巖鉆時(shí)相反的現(xiàn)象，使利用鉆時(shí)曲線劃分、歸位巖性及分層不再準(zhǔn)確。因此，傳統(tǒng)的以巖屑實(shí)物定名、鉆時(shí)分層歸位方法難以滿足地質(zhì)錄井需要，必須找出更多、更直觀、快捷的錄井參數(shù)應(yīng)用于地質(zhì)錄井中，快速建立地層剖面，以適應(yīng)現(xiàn)代錄井需要。

通過(guò)油氣田及其它構(gòu)造帶的數(shù)口井的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)扭矩、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速、氣測(cè)值等錄井參數(shù)的變化有時(shí)能直觀、及時(shí)地反映地下巖層的變化，有時(shí)同時(shí)考慮鉆時(shí)、鉆壓值，防止巖性歸位的錯(cuò)位，這些參數(shù)的綜合利用，填補(bǔ)了傳統(tǒng)地質(zhì)錄井方法的不足，有效地提高了巖屑錄井質(zhì)量，對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣層、卡準(zhǔn)取芯層位起到了重要作用。

一、參考鉆壓參數(shù)

在巖屑描述時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)鉆壓有時(shí)是一個(gè)不可忽視的鉆井參數(shù)，有時(shí)由于司鉆人為因素，或工程上造斜、糾斜的要求，人為增加或減少鉆壓，造成鉆時(shí)相對(duì)于地層而異常，造成傳統(tǒng)地層按鉆時(shí)歸位而發(fā)生錯(cuò)位，有時(shí)鉆時(shí)沒(méi)有大的變化，但鉆壓卻有很大的變化，而有新巖屑出現(xiàn)時(shí)，可以參考鉆壓參數(shù)。如表1所示，巖屑樣中出現(xiàn)了粉砂巖，1979米，1980米鉆時(shí)基本無(wú)大的變化，鉆壓降低了很多，巖性反映為粉砂巖，所以參照鉆壓的變化也能幫助巖性歸位。有時(shí)鉆壓大小與巖性也能成很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系（見表1）。

二、扭矩的作用

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，使用PDC鉆頭時(shí)，扭矩曲線形態(tài)與巖性有著密切的關(guān)系。牙輪鉆頭扭距曲線較平直，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，并且曲線的震蕩頻率與幅度與巖性有密切的關(guān)系。泥巖表現(xiàn)為曲線平直或小幅度、低頻率震蕩，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，其扭矩曲線的震蕩頻率和幅度也有增大的趨勢(shì)。另外，PDC鉆頭使用后期，一般扭矩值升高，但曲線震蕩頻率和幅度減小。展現(xiàn)了扭矩與巖性的關(guān)系，鉆遇泥巖時(shí)，扭矩值小，振幅小;鉆遇砂巖時(shí)扭矩值大，振幅大。

三、頂驅(qū)轉(zhuǎn)速的應(yīng)用

雖然司鉆給定的是額定頂驅(qū)轉(zhuǎn)速，但表現(xiàn)在頂驅(qū)轉(zhuǎn)速傳感器上的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速卻千變?nèi)f化。頂驅(qū)轉(zhuǎn)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(qū)轉(zhuǎn)速變化也反映了巖性變化。

與扭矩曲線不同的是，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速曲線是圍繞較固定值左右對(duì)稱震蕩，鉆遇砂巖時(shí)震蕩幅度變大，遇泥巖時(shí)震蕩幅度變小。扭矩曲線的震蕩軸是彎曲的，其軸值隨巖性的變化而變化，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速震蕩軸是一條垂直線。（見圖1）

四、氣測(cè)曲線的應(yīng)用

氣測(cè)錄井是利用色譜儀直接測(cè)量地層含氣性的錄井方法。地層含氣性與區(qū)域生儲(chǔ)蓋組合特征有關(guān)，表現(xiàn)在具體層段，巖性含氣性與巖石生、蓋、儲(chǔ)、孔、滲性有關(guān)，不同巖性具有不同的孔、滲性，因此氣測(cè)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(cè)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(cè)儀所測(cè)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(cè)錄井。東海下第三系龍井組下段、花港組、平湖組，為區(qū)域含油氣層段，地層含氣性好，氣測(cè)值變化較好地反映了巖性的變化，為巖屑錄井提供了良好的參考依據(jù)。在鉆穿泥巖層段，進(jìn)入砂巖層段時(shí)，其氣體全量值明顯升高，鉆進(jìn)泥巖層段時(shí)，其全量值明顯降低。

五、顯微鏡的應(yīng)用

有時(shí)借助顯微鏡有利于巖性的描述。采用PDC鉆頭鉆井時(shí)，巖屑樣及細(xì)，有時(shí)用肉眼較難看出巖樣的變化率及其成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有時(shí)雖然都是砂巖，其鉆井參數(shù)有著相當(dāng)大的變化，其原因是砂巖顆粒的膠結(jié)物及其膠結(jié)類型的不同，有些砂巖其鉆時(shí)、鉆壓都較大，其鉆井參數(shù)又無(wú)明顯的指示，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。一般情況下，灰質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)的巖性，性很硬，可鉆性差，泥質(zhì)膠結(jié)的，可鉆性好?；资侥z結(jié)、鑲嵌式膠結(jié)的可鉆性差，而空隙式膠結(jié)、接觸式膠結(jié)的可鉆性較好。具體描述時(shí)，在結(jié)合鉆井參數(shù)的基礎(chǔ)上，再利用顯微鏡觀察分析，才能準(zhǔn)確的確定地層的巖性及其顏色、成分、分選、磨圓、形狀、含有物，以及油氣的含油飽和性，熒光顯示色等。

作者簡(jiǎn)介：張海鎮(zhèn)（1980-），江蘇省豐縣人，大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)主要從事地質(zhì)錄井技術(shù)與管理工作。