淺析細碎巖屑錄井技術的應用

馬瑞

摘 要：由于受到鉆頭類型、地層性質以及工程參數等因素的影響會在地層中產生細碎巖屑，為地質錄井工作的開展帶來了不便，導致巖性辨別的困難以及歸位的困難，并且還會造成油氣的漏失等難題。文章主要對巖屑自然伽馬在巖屑歸為中的利用進行了描述，通過井字取樣以及雙層振動篩的利用解決采樣中遇到的難題，對描述程序進行了改進。通過論述提出工作應當對鉆井液以相應的關注，用以對油氣發現率予以提高，解決細碎巖屑錄井工作中遇到的難題。

關鍵詞：PDC鉆頭；細碎巖屑；錄井

1 形成因素分析

1.1 鉆頭類型

在現代鉆井過程中使用的鉆頭類型主要有刮刀鉆頭、三牙輪鉆頭以及金剛石鉆頭，其中前兩種對細碎巖屑的形成影響較小，而金剛鉆的使用較容易產生細碎巖屑，而人造金剛石鉆頭的影響最大。文章所提到的細碎巖屑主要指粒徑小于3mm的細碎巖屑。鉆頭的齒數以及密集程度會直接影響巖屑的粒徑，齒數愈多、愈密則粒徑越小。因此齒數較多較密集的天然金剛鉆、TSP鉆頭的巖屑禮金更小，本文所指細碎巖屑是指粒徑不足3mm的巖屑。細碎巖屑的粒徑越小，則越不利于錄井工作的開展。

1.2 地層性質

地層巖性屬于客觀影響因素。成巖作用越差的巖層，由于膠結松散，因此巖屑粒徑小；鉆井位置地層的巖性越密，巖屑的產生也較細小，一般該地層埋藏較深、儲層砂巖體致密，因此轉速較低，會返出較少的細小巖屑；金剛鉆頭在中地層以及軟地層中較為適用。

1.3 工程參數分析

通過現場的分析觀察，鉆壓、鉆盤轉速以及泵壓等工程參數會對巖屑顆粒的大小造成影響。鉆壓越大，鉆頭吃土深度越大，巖屑的粒徑便會越大；泵壓低那么破碎沖刷地層的作用力便會越小，鉆頭不會對巖屑進行作用，產生的粒徑也更大；轉盤轉速低，那么巖屑不會受到鉆頭的重復碾磨，并且在上返過程中巖屑不會受到鉆桿的攪拌，因此巖屑的粒徑也相對較大。在諸多的工程參數中，對巖屑粒徑影響最大的為轉盤的轉速。有些井使用了滿井眼的鉆進而并未使用PDC鉆頭，巖屑由于受到反復的研磨因此粒徑變小。到后期，巖石變得比較堅硬，鉆頭在后期基本靠研磨使巖屑粒徑變小。此外鉆井液也會對巖屑的粒徑大小造成影響，鉆井液密度越高、粘度越大則對巖屑能夠起到減緩的作用。

2 細碎巖屑影響錄井質量

2.1 增加歸位難度，增加巖性辨別難度

巖屑是一種巖石混雜體，肉眼無法對礦物成分以及粒徑大小予以準確判定，無法進行樣品挑選以及定名，目前使用較多的為混合樣，但是這種方式會降低樣品質量，導致地層跟蹤對比以及化驗分析工作受到影響。由于巖屑過細使得相鄰樣品中的眼形以及含量等變化不明顯，無法對新出現成分予以發現，不易分層。部分井段的泥沙巖鉆差異小時，其無法作為巖性歸為的參考，降低了錄井剖面的符合率。

2.2 巖屑量少，采樣困難

在上返的巖屑中，由于巖屑細碎，部分巖屑從振動篩上流走，留在振動篩前的大巖屑多數是假巖屑。取樣時，振動篩前沒有足夠的巖樣，造成所撈巖屑量不足。在清洗過程中，砂粒與鉆井液混雜，泥巖與水結合形成造漿，細小顆粒在水中呈懸浮狀，易隨倒水過程流走，造成巖屑總量減少，代表性變差。

2.3 烴類損失嚴重、油氣顯示容易漏掉

巖屑細小增加了巖屑的比表面，含油巖屑熒光顏色分散，強度減弱，油氣顯示等級降低，使油氣顯示發現和評價的難度增加，發現率和解釋符合率降低。同時由于巖屑細小，難于挑樣，熒光和非熒光巖屑混雜，既使挑出一顆樣，由于含油氣的量太少，熒光照射也不十分明顯。

3 主要應對措施

3.1 采用雙層振動篩

常規振動篩因未考慮細碎巖屑的特點，應用中或是因網目數太小而濾不到巖屑，或因網目太大使大小巖屑混雜在一起，可用巖屑量少，無法滿足行業標準1000g質量的最低要求，因此宜采用雙層振動篩。

3.2 巖屑采集方法的完善

巖屑采集是地質錄井的重要基礎工作，也是實施地化錄井的前提。在取樣之前，應在振動篩前觀察并取樣分析，與鉆井工程師一道研究選擇合適的振動篩布；采用/井字取樣法采集巖樣，這樣可以除掉一些假巖屑，保證所取巖屑真實可靠。如上返的巖屑呈稀糊狀，可采用盆接巖屑取樣后清洗；洗樣時應盡量采用小水流，輕攪拌，稍微沉淀后倒去混水再換清水的辦法，防止懸浮的砂粒和密度較小的巖屑被沖掉而流失；倒樣時，盡量將細小巖屑全部留下，將明顯的大塊巖屑掉塊去掉，保證巖屑具有代表性；每取一次巖屑要對接樣盆進行清理，以防混樣。

3.3 巖屑的描述

巖屑的描述主要包括巖性的歸為以及識別，由于使用了新型的鉆頭，改進了振動篩，使得巖屑粒徑大多小于3mm，這些巖屑往往無法完整的體現巖性特點，因此對地層的表現不具有完全性，如此一來對巖屑只能在同結構特點無關特征予以描述。細碎巖屑進行清洗過后表面清潔，能夠露出演示本色，對其巖性組合特征觀察較容易，適用于濕樣粗描。曬干后的巖屑要先進行粗描后再予以細描。若地層顏色差異較大，則可以通過對顏色的差異直接繼續擰判斷，用以對沙泥巖的百分比變化予以確定。

4 識別油氣顯示

4.1 氯仿噴灑法

粉末狀的細碎巖屑樣本很難予以分離，在進行油氣的識別、顯示過程中，首先應當對巖屑樣品進行聞嗅，若砂巖含有油氣，那么會有一些油氣味道。其次對其進行直接熒光照射，若無熒光顯示，那么可以對樣品進行氯仿的噴灑，以對油氣發現率予以提高。對于輕質油氣層，由于油氣較易會發，并且芳烴成分屬于弱顯示成分，通過該種方法能夠提高油氣發現幾率。

4.2 氣測錄井

針對常規的錄井工作，其資料質量會受到細碎巖屑的影響較大，但會正向影響氣測錄井質量。而對于細碎巖屑的錄井工作，要將原有的巖屑關注轉變為鉆井液關注，由于巖屑的破碎充分，因此鉆井液中進入的烴組分濃度便會越大，以此帶來的影響便是直接對氣測表現造成影響，氣測表現會呈現出全烴升高現象，并且絕對含量值在各組分中也會隨之升高，那么油氣的發現率便會更高。針對輕質油氣層，采用氣測錄井的方式更能夠準確及時的發現油氣層。

5 結束語

在鉆井技術中，使用金剛石鉆頭給巖屑錄井工作的開展帶來了諸多問題，并且隨著新型鉆井技術的應用，該類問題影響越來越大，因此若想要保證巖樣的準確性以及真實性，那么就必須綜合細碎巖屑特性，結合多種方式對巖性歸為以及巖屑描述問題繼續擰解決。錄井過程中應當按照規定步驟進行，用以保證及時準確發現油氣層。并且鉆井液中含有油氣量隨著巖屑的粒徑越小便會隨之增大，結合氣測方式能夠最大程度的發揮錄井工作的檢測功能。

參考文獻

[1]李愛民.金剛石鉆頭錄井效果分析及錄井方法探討[J].斷塊油氣田，1995，2（4）：13～17.

[2]張輝.PDC鉆頭鉆井時地層巖性的隨鉆評估方法[J].鉆井工藝，1999，22（1）：14～15.