地質(zhì)錄井技術(shù)在GX801長段取芯井施工中的應(yīng)用

范英海

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井二公司錄井分公司，吉林松原 138000）

1 概述

1.1 地質(zhì)構(gòu)造特征

XZ 油田構(gòu)造上位于松遼盆地中央坳陷區(qū)的Q-G凹陷南部，主體包括GL、MX 兩向斜及XZ、XH 等鼻狀構(gòu)造。各層構(gòu)造整體趨勢基本一致，始終是周邊高、中間洼的較穩(wěn)定構(gòu)造格局。本區(qū)正斷層發(fā)育，以近南北向、北北西向為主，少數(shù)呈北東、北西向，共解釋斷層1073條，延伸長度0.3～26km，一般為5km左右，斷距一般在15～60m。在工區(qū)范圍內(nèi)斷層主要發(fā)育在QT組-YJ組沉積時期，斷裂以斷穿T1-1-T2層為主，構(gòu)造活動期與烴源巖生排烴期相吻合，成為油氣向上運移至P油層的良好通道。斷裂發(fā)育在縱向上具有明顯的分層性，在T2 反射層上，斷裂的數(shù)量較多，特征一致；在T1-1反射層及其以上地層中斷裂的數(shù)量逐漸減少，斷裂特征相似。部分斷層早期形成，多期活動，是油氣運移的良好通道，為油氣富集創(chuàng)造了條件。

1.2 施工難點

（1）N二段、Q組脆性泥巖發(fā)育、裂縫發(fā)育；YJ組地層易縮徑；該區(qū)塊P 油層葡萄花油層裂縫頻率0.323條/m，在大慶油田西部外圍地區(qū)油藏類型中是裂縫頻率最高的，易發(fā)井壁失穩(wěn)、憋漏等復(fù)雜。

（2）根據(jù)設(shè)計提示和以往施工經(jīng)驗該井上部H 可能潛氣層發(fā)育。

（3）本井五段制井眼軌跡，后期施工中鉆機負荷壓力較大，重點預(yù)防阻卡。確保井眼軌跡平滑、井筒凈化水平、鉆井液潤滑保障能力。

（4）Q 組鉆井取芯，設(shè)計取芯長度300m，取芯段2138～2438m，施工周期長，井壁穩(wěn)定工作難度大。

（5）完井電測要求鉆開油層后，鉆井液電阻率應(yīng)達到3.5～4.5Ω·m（18℃），目前鉆井液能力，滿足不了要求。

2 錄井及取芯要求

為補充完善該區(qū)塊地質(zhì)資料數(shù)據(jù)，明確地層分層情況，在本井增加巖屑、氣測等錄井項目，具體內(nèi)容見表1。

表1 現(xiàn)場錄井項目表

2.1 取芯要求

（1）必須保證取芯質(zhì)量，巖芯收獲率要達到98%以上，如連續(xù)2 筒次收獲率低于90%，現(xiàn)場負責(zé)人有權(quán)要求鉆井隊停止取芯，待查清原因后方可繼續(xù)取芯。

（2）在鉆入取芯目的層之前必須進行對比電測，以保證取芯層位的準確，并在正式取芯前試取1～2筒。

（3）鉆井取芯過程中，取芯井鉆井液密度和鉆井液電阻率要與該區(qū)塊正常開發(fā)鉆井的鉆井液密度和鉆井液電阻率保持一致，即鉆井液電阻率應(yīng)符合3.5～4.5Ω·m（18℃）的要求。

（4）每次取芯前要嚴格檢查取芯工具，每筒取芯鉆進時間不得超過2h。

（5）現(xiàn)場錄井對巖芯進行精描，精度達到2cm，描述巖性精細變化、頁理發(fā)育情況、裂縫特征，特殊巖性進行拍照，錄全、錄準第一手資料。同時要求青一、二段巖芯進行熒光干照照相，滴氯仿熒光照相及全井段巖芯進行熒光掃描，并對深度進行歸位。此外，按頁巖油“四性”評價標(biāo)準在現(xiàn)場開展取樣分析。

（6）取芯井段及工具見表2。

表2 GX801井取芯井段及工具型號表

2.2 取芯技術(shù)要求

（1）起下鉆遇阻、遇卡井段必須劃眼處理正常。

上述分析表明車速為45 km/h時列車處于恒功轉(zhuǎn)折的狀態(tài)，此狀態(tài)下將電感L（單位：mH）分別取2、8、14和20，其他參數(shù)不變進行討論，對應(yīng)的阻抗比奈奎斯特圖與阻抗波特圖如圖5所示。

（2）井底如有金屬等落物必須處理干凈。

（3）取芯工具下井前，各部分絲扣連接要上緊，防止倒扣。

（4）下鉆做到操作平穩(wěn)、不猛剎、不猛放、不猛頓，井斜較大及井徑縮小處必須慢下，若遇阻嚴重，需用牙輪鉆頭劃眼，不允許用取芯鉆頭長段劃眼。

（5）取芯鉆頭接近沉砂（或坍塌物）時，轉(zhuǎn)動鉆具，開泵循環(huán)鉆井液清除沉砂及坍塌物，避免出現(xiàn)假巖芯或鉆屑進入內(nèi)筒造成堵芯磨芯現(xiàn)象，鉆頭接近井底，校對懸重。

3 錄井技術(shù)研究

GX801 井為本區(qū)塊的一口基礎(chǔ)資料井，為充分認識本井地質(zhì)地層構(gòu)造情況，建立巖性剖面，為鉆完井施工設(shè)計、儲層認識及評價、壓裂位置確定等提供精確數(shù)據(jù)支持，本井施工中運用了豐富的地質(zhì)錄井技術(shù)，全面采集地質(zhì)地層數(shù)據(jù)。除去常用的地質(zhì)錄井、氣測錄井、綜合錄井、地化錄井等技術(shù)外，還運用了定量熒光、核磁錄井、元素錄井、礦物錄井、成像錄井等特殊錄井技術(shù)。

3.1 定量熒光錄井

定量熒光錄井技術(shù)是一種物理方法，它是利用特定波長的光譜對樣品的萃取溶液進行激發(fā)，使溶液產(chǎn)生發(fā)射波，通過接受該發(fā)射波，進而得到反應(yīng)樣品特性的光譜譜圖及相關(guān)參數(shù)的錄井方法。

3.2 元素錄井

以巖石化學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過對隨鉆巖石樣品進行X 射線熒光光譜分析（XRF）獲取巖石化學(xué)組分，進而研究巖石化學(xué)特征及其應(yīng)用的一項錄井技術(shù)。技術(shù)原理：當(dāng)高能X射線轟擊樣品時，原子核外電子被釋放出來，出現(xiàn)電子空位。這時處于高能態(tài)電子會躍遷到低能態(tài)來填補電子的空位，并釋放出特征X射線（X射線熒光）。不同的元素產(chǎn)生的X 射線具有不同能量與波長，對這些X 射線的能量或波長進行分析就可以知道被分析物質(zhì)的元素種類。元素錄井具有以下作用：

（1）確定優(yōu)質(zhì)頁巖各小層地層的礦物質(zhì)特征參數(shù)；

（3）區(qū)分測井單伽馬曲線所不容易區(qū)分的地層，多項數(shù)據(jù)指導(dǎo)隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向；

（4）通過實時脆性曲線優(yōu)化井眼軌跡，預(yù)測壓裂位置，優(yōu)化壓裂分段方案，給壓裂優(yōu)化設(shè)計方案提供數(shù)據(jù)支持；

（5）建立元素及礦物模型，為制定勘探開發(fā)方案提供依據(jù)，優(yōu)化整體壓裂方案。

3.3 核磁錄井

利用氫核在磁場中的共振現(xiàn)象，測量弛豫過程中巖樣弛豫時間等參數(shù)來分析巖石物性的一種方法。均是以弛豫和弛豫時間為基礎(chǔ)進行分析的。能夠從巖屑樣品中獲得比較準確的孔隙度、滲透率、含油飽和度、可動流體等參數(shù)。

3.4 成像錄井

綜合應(yīng)用現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)、光學(xué)、圖像學(xué)和計算機技術(shù)，采集巖樣數(shù)字圖像并進行圖像處理和分析來評價儲層巖石、沉積成巖、含油性等特征的錄井技術(shù)。主要包括巖芯掃描、顯微放大、熒光圖像等。對巖芯進行高清晰的數(shù)字掃描，掃描圖片有序排列，形成巖芯綜合柱狀圖，大大方便巖芯資料的保存和應(yīng)用。

4 錄井技術(shù)綜合應(yīng)用

取芯鉆進過程中進尺較慢，且絕大部分巖芯在巖芯桶內(nèi)，導(dǎo)致取芯鉆進時巖屑細碎、量少，給巖屑錄井帶來很大麻煩，不利于地質(zhì)地層的清晰認識和儲層的評價，現(xiàn)場通過以下錄井技術(shù)措施，彌補巖屑錄井?dāng)?shù)據(jù)不足的缺陷，補充完善相關(guān)地質(zhì)地層數(shù)據(jù)資料。

（1）以常規(guī)地質(zhì)錄井為基礎(chǔ)，通過巖屑錄井，遠觀顏色、近觀巖性，追蹤巖屑百分含量的變化，進行分層、區(qū)分巖類和初步定名，然后選取代表性樣品在雙目鏡下細致觀察，描述其成分、結(jié)構(gòu)、粒度、分選、膠結(jié)類型、含有物等，同時結(jié)合熒光、氣測錄井直接捕獲地層中的油氣信息，初步建立起地層剖面；穿插巖芯錄井，深入認識重點層位的巖性、物性、含油性、沉積特征等；加強井壁取芯工作，由于其不受鉆頭類型的影響，不僅可以校正巖屑錄井的偏差，而且還可以獲取大量的重點層、可能層、可疑層的巖性、物性及油氣信息，為地化錄井、定量熒光分析、PK及核磁共振錄井提供較為客觀反映地層地質(zhì)情況的巖石樣品，實現(xiàn)準確分析、評價儲層的目的。

（2）以綜合錄井為主導(dǎo)，通過其所獲得的各種參數(shù)，監(jiān)測鉆進過程、發(fā)現(xiàn)氣測異常、識別流體性質(zhì)、輔助識別巖性、進行剖面歸位。通過對松遼盆地的QA、CL、DA、HG、YT 等地區(qū)PDC 鉆頭條件下的實鉆錄井資料的研究發(fā)現(xiàn)：在明水組至姚家組地層鉆進時其鉆時在砂泥巖層中無明顯差異，主要受鉆壓、轉(zhuǎn)速等影響，與其呈正比關(guān)系，因此在巖性識別與剖面歸位時要綜合參考鉆時、氣測、dc 指數(shù)、鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩等因素。例如：泥巖層鉆時微升，全烴、組分降低，dc指數(shù)進入非滲透區(qū)，正常情況下扭矩曲線變化幅度低，曲線平直，基值較砂巖地層低；砂巖層鉆時微降，全烴、組分升高，dc指數(shù)進入滲透區(qū)，正常情況下扭矩曲線變化幅度大，基值較泥巖地層高，砂礫巖最高；油頁巖層鉆時微升，全烴、組分大幅升高，重組份齊全，dc指數(shù)進入非滲透區(qū)，正常情況下扭矩曲線變化幅度低，曲線平直，基值較砂巖地層低。在Q 組地層鉆進時，呈現(xiàn)的是反鉆時特征，即泥巖快，砂巖慢，特別是Q 二段含鈣砂巖表現(xiàn)的尤為明顯，此特征在鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量等工程參數(shù)相對平穩(wěn)下可作為該組段巖性識別的重要參考依據(jù)。

（3）利用dc 指數(shù)曲線與氣測全烴曲線異常幅度交匯法劃分巖性界面區(qū)分儲層與非儲層，輔助識別巖性的同時進行剖面歸位。利用氣測組份參數(shù)異常與電導(dǎo)率參數(shù)異常識別地下流體性質(zhì)，如氣測全烴值在水層呈現(xiàn)低幅度基線狀波動，組份參數(shù)值低或缺失，而電導(dǎo)率呈現(xiàn)高幅度異常；在油氣層氣測全烴值呈現(xiàn)高幅度，組份參數(shù)齊全，電導(dǎo)率呈現(xiàn)低幅度異常。

5 結(jié)論

（1）運用豐富的錄井技術(shù)可以全面精準地獲得所鉆區(qū)塊地質(zhì)地層資料，為區(qū)塊鉆井施工設(shè)計、儲層認識及評價、壓裂位置選擇等提供數(shù)據(jù)支持。

（2）長井段取芯井錄井技術(shù)應(yīng)用可以解決取芯井錄井施工中巖屑錄井資料不全的缺陷。

（3）長井段取芯井錄井技術(shù)研究為公司今后施工同井型井積累了經(jīng)驗，提供了技術(shù)保障。