PDC鉆頭施工條件下錄井方法探討

張大偉

(大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司資料采集一大隊(duì),黑龍江大慶 163411)

隨著鉆井工藝不斷地進(jìn)步和機(jī)械加工技術(shù)不斷地發(fā)展，PDC鉆頭已經(jīng)成為石油鉆井施工中不可或缺的工具，在直井、定向井、水平井和大位移井中的應(yīng)用也相當(dāng)普遍。由于PDC鉆頭在使用過(guò)程中具有機(jī)械鉆速高、鉆井速度快的特點(diǎn)，造成錄井現(xiàn)場(chǎng)人員巖屑采集量不夠，甚至難以采集到巖屑，給地層的準(zhǔn)確劃分和儲(chǔ)集層的確定帶來(lái)了相對(duì)大的困難。為了提高巖屑錄井的準(zhǔn)確率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確確定油氣儲(chǔ)層有必要對(duì)PDC鉆頭施工條件下的錄井進(jìn)行深入、細(xì)致地研究與探討，這樣才能夠滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下的勘探開(kāi)發(fā)需求。

1 PDC鉆頭施工條件下對(duì)錄井的影響分析

雖然PDC鉆頭在鉆井工程施工中的優(yōu)勢(shì)是牙輪鉆頭無(wú)法比擬的，施工效率也非常高，但是卻給現(xiàn)場(chǎng)錄井帶來(lái)了比較大的困難，通過(guò)多年的現(xiàn)場(chǎng)錄井實(shí)踐可以讓我們知道，PDC鉆頭施工條件下對(duì)錄井的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巖屑錄井的影響分析

巖屑錄井是根據(jù)鉆井施工中的巖屑返出順序進(jìn)行連續(xù)收集的，通過(guò)對(duì)收集的巖屑進(jìn)行全方位的觀察與描述后，能夠有效恢復(fù)地層的巖性剖面，具有低成本、高效率的特點(diǎn)，是現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井中不可或缺的手段，但是在應(yīng)用PDC鉆頭施工的條件下卻對(duì)巖屑錄井產(chǎn)生了影響，一是采集巖屑量難以達(dá)到巖屑錄井需求。PDC鉆頭的破巖機(jī)理為剪切破碎，施工中采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速的施工參數(shù)，因此會(huì)使破碎的巖屑非常細(xì)小，再加之巖屑上返過(guò)程中的鉆井液對(duì)巖屑的沖刷，更加劇了巖屑細(xì)小的程度，因此給地質(zhì)錄井人員的巖屑采集帶來(lái)困難，甚至采集不到巖屑。二是巖屑識(shí)別困難。PDC鉆頭破碎的巖屑細(xì)小就直接導(dǎo)致了巖屑的識(shí)別困難，給巖屑的正確觀察、準(zhǔn)確挑樣與分析、以及命名都帶來(lái)了非常大的困難，甚至難以分清楚巖屑的組成礦物成分，不能夠及時(shí)準(zhǔn)確地劃分地層。三是巖屑描述困難。由于巖屑細(xì)碎，會(huì)有不同的層位巖屑混雜在一起，給現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井技術(shù)人員的巖屑描述帶來(lái)困難。四是對(duì)油氣顯示級(jí)別判斷不準(zhǔn)。當(dāng)PDC鉆頭破碎的巖屑中含有油氣的時(shí)候就會(huì)進(jìn)入到鉆井液中，由于PDC鉆頭的機(jī)械鉆速非常高，會(huì)使破碎巖屑中進(jìn)入鉆井液的油氣減少，特別是一些顯示不是很明顯的比較微若的油氣就很難被發(fā)現(xiàn)，甚至發(fā)現(xiàn)了對(duì)油氣定級(jí)也困難。

1.2 對(duì)鉆時(shí)錄井的影響發(fā)現(xiàn)

眾所周知，鉆井施工中的鉆時(shí)是最能直觀表現(xiàn)地層可鉆性大小的，在應(yīng)用牙輪鉆頭施工的時(shí)候，由于牙輪鉆頭的破巖機(jī)理為高鉆壓的碾壓破碎，在砂巖地層中會(huì)表現(xiàn)出機(jī)械鉆速較低，在泥巖地層中機(jī)械鉆速較低，在鉆時(shí)錄井中表現(xiàn)比較明顯，但是在應(yīng)用PDC鉆頭施工的時(shí)候，由于PDC鉆頭為剪切破碎，因此無(wú)論是施工砂巖地層，還是施工泥巖地層，從鉆時(shí)錄井上來(lái)看都相差不大，甚至有的泥巖地層鉆時(shí)還會(huì)好于砂巖地層，因此這樣就給應(yīng)用鉆時(shí)錄井來(lái)判斷巖屑帶來(lái)了困難，這個(gè)時(shí)候的鉆時(shí)對(duì)于準(zhǔn)確劃分地層巖性已經(jīng)不具有準(zhǔn)確的指導(dǎo)意義了。

1.3 對(duì)熒光錄井的影響分析

熒光錄井相比巖屑錄井而言，能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別和發(fā)現(xiàn)輕微的油氣顯示，但是熒光錄井卻使建立在巖屑錄井基礎(chǔ)上，正如前面我們提到的，PDC鉆頭鉆井施工條件下的巖屑特別細(xì)小，有的甚至成為了粉末狀，這個(gè)時(shí)候巖屑孔隙中的油氣在破壞后會(huì)迅速地進(jìn)入到鉆井液中，巖屑在上返過(guò)程中經(jīng)過(guò)鉆井液的多次沖刷，僅存的一點(diǎn)孔隙也會(huì)被破壞，因此這樣的巖屑在應(yīng)用有機(jī)溶劑后也很難獲得很好的油氣特征，這樣也就使熒光錄井失去了本來(lái)的目的與準(zhǔn)確性。

2 PDC鉆頭施工條件下的錄井方法

PDC鉆頭的大規(guī)模應(yīng)用雖然提高了鉆井施工效率，但是卻給現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井采集人員帶來(lái)了不小的困難與挑戰(zhàn)，使現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井人員難以對(duì)地質(zhì)資料采集全、采集準(zhǔn)確，因此在有些油田通常的做法是在目的層段會(huì)限制PDC鉆頭的應(yīng)用，但是這樣又會(huì)影響鉆井效率，不能滿足低成本勘探開(kāi)發(fā)的需要，因此現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井采集人員必須要克服困難，不斷探索與實(shí)踐，以適應(yīng)PDC鉆頭施工條件下的地質(zhì)資料采集工作。

2.1 巖屑采集與識(shí)別改進(jìn)方法

首先在巖屑的采集方面，應(yīng)該與鉆井隊(duì)積極溝通，調(diào)整鉆井液的流變性能，使用振動(dòng)篩篩布的目數(shù)在80目以上，以減少細(xì)小巖屑顆粒在振動(dòng)篩上的漏失。在對(duì)采集到的巖屑進(jìn)行清洗的時(shí)候，切記不要在巖屑清洗槽中猛沖、快洗和大幅度翻動(dòng)，而是要準(zhǔn)備專門的小盆進(jìn)行盆內(nèi)清洗，清洗人員在清洗過(guò)程中要小水流沖洗，慢慢攪動(dòng)，待巖屑稍有沉淀后將渾水倒出，繼續(xù)換清水進(jìn)行慢慢清洗。將清洗后的巖屑在烘干過(guò)程中不要去翻動(dòng)，以免引起巖屑表面模糊，影響巖屑識(shí)別判斷。對(duì)于一些有條件的錄井施工現(xiàn)場(chǎng)，可以結(jié)合自身?xiàng)l件使用巖屑自動(dòng)收集裝置，提高巖屑的采集效率。

其次在巖屑的識(shí)別方面，對(duì)于PDC鉆頭破碎的細(xì)小的巖屑如果采用傳統(tǒng)的烘干后進(jìn)行描述，往往結(jié)果是不夠準(zhǔn)確的，因此要應(yīng)用干濕相結(jié)合的方式來(lái)對(duì)巖屑進(jìn)行描述。第一步是在巖屑清洗過(guò)后在濕的狀態(tài)下進(jìn)行粗略描述，待巖屑烘干后再進(jìn)行細(xì)致描述，這樣就可以使巖屑描述結(jié)果更為準(zhǔn)確，同時(shí)對(duì)于那些細(xì)小的砂巖巖屑，由于孔隙度遭到很大的破壞，會(huì)使含油氣降低很多，因此在對(duì)巖屑含油氣等級(jí)進(jìn)行評(píng)定的時(shí)候就盡量上提一個(gè)等級(jí)，以此來(lái)保證地層油氣含量的準(zhǔn)確性。

2.2 鉆時(shí)錄井方法改進(jìn)措施

針對(duì)PDC鉆頭施工條件下砂巖與泥巖地層鉆時(shí)相差不大的實(shí)際，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井人員就要改變鉆時(shí)錄井方式，將鉆時(shí)錄井比例進(jìn)行放大，將1mm刻度代替10min/m鉆時(shí)的比例放大到1mm刻度代替5min/m鉆時(shí)，這樣就使砂巖與泥巖地層的鉆時(shí)相差變得明顯，為準(zhǔn)確掐準(zhǔn)層位打下基礎(chǔ)。

2.3 熒光錄井及其它輔助方法改進(jìn)

在進(jìn)行熒光錄井時(shí)采用相鄰井段3～5包中各自取等量巖屑放在熒光燈下進(jìn)行觀察，如果發(fā)光顏色與上部井段有著明顯的區(qū)別，那么就可以判斷為新顯示。除此以外還可以借助其它錄井參數(shù)來(lái)判斷地層和顯示情況，比較常用的為氣測(cè)錄井、地化錄井和巖屑分析伽馬等參數(shù)，這些錄井方式綜合應(yīng)用都可以很好地解決PDC鉆頭施工條件下的錄井卡層難題。

3 結(jié)束語(yǔ)

地質(zhì)錄井是發(fā)現(xiàn)油氣藏的重要手段之一，因此在油田勘探開(kāi)發(fā)中具有非常重要的作用，在PDC鉆頭施工條件下，針對(duì)PDC鉆頭破碎巖屑的特點(diǎn)，在巖屑采集、巖屑識(shí)別、鉆時(shí)錄井、熒光錄井和其它錄井方法綜合運(yùn)行的情況下，是可以準(zhǔn)確判斷油氣層深度和等級(jí)的，是能夠滿足勘探開(kāi)發(fā)需求的。