氣測錄井影響因素及對策分析

董柏聞

（大慶油田鉆探工程公司地質錄井一公司，黑龍江 大慶 163000）

地質錄井工作在油氣勘探與開發過程中發揮重要作用。地質錄井工作內容主要包括巖屑錄井、氣測錄井、地化錄井等，其中氣測錄井數據是監測油氣顯示及評價儲層含油氣性的重要依據。在石油鉆井的過程中，井下的油氣層中會包含著較多的烴類氣體，這些烴類氣體往往會形成較為明顯的氣體壓力。在這種氣體壓力的作用下，當鉆井深度達到油氣層時，其中的烴類氣體就會進入泥漿中，隨著泥漿的循環被帶到地面上，到達泥漿池出口。在泥漿池出口安裝有脫氣器，脫氣器中高速旋轉的攪拌棒能夠將鉆井液中烴類氣體分離出來。脫氣器與氣測管路相連，烴類氣體會通過氣測管路到達烴類氣體檢測裝置，經過氣相色譜分析后，得到全烴及組分含量數據，這些數據對于監測油氣顯示，評價儲層含油氣性具有重要的指導意義[1-3]。由于氣相色譜分析精度高，對檢測環境要求較為苛刻，錄井現場多處于野外，環境較為惡劣，對氣測錄井分析結果影響較大，因此，加強對氣測錄井影響因素分析，采取必要措施，提升氣測錄井結果準確性，對于發揮錄井在油氣勘探中的作用具有重要意義。

1 氣測錄井的作用及方法分析

首先，從氣測錄井的實際作用角度分析，現階段，氣測錄井的應用作用已經得到了較為廣泛的拓展，其一方面得益于有效的氣液循環系統，另一方面也有石油鉆井的工藝創新相關。一般而言，通過開展氣測錄井工作，可以直接對油氣層的位置和深度進行定位，從而完成油氣層的勘測工作。在此基礎上，可對油氣水層進行前提的預估和評價，進而為后續的石油鉆探工作提供有效的參考數據。另外，現階段，氣體分析儀已經可以在這個過程中對油層的性質進行初步判斷，即可將油層的物理屬性分為重質油層和輕質油層。需要注意的是，氣測值本身在氣測錄井的過程中會呈現出一定的波動性，這種波動性與工程測量的實際工藝流程相關，也與相關設備的運行效能相關，尤其與鉆頭組件相關的設備運行效能，其會直接影響鉆井的實際速度，從而對氣測錄井的實效性產生影響；其次，從氣測錄井的方法角度分析，技術人員需要重點選擇與氣測錄井相關的設備資源的輔助性的探測資源，尤其是鉆井液，其實際的物理密度會對鉆井的安全性以及速率均有直接影響。更為關鍵的是，在接觸到油氣層之后，油氣層中的氣體需要被及時輸送到氣體分析儀中，此件，鉆井液、鉆頭前進速率以及鉆井排液量等均會對氣體的回流效率產生影響。如果這種影響不能得到具體地控制，則氣測錄井的實際數值會變得非常不穩定[4]。一般情況下，氣測錄井的方法可以分為半自動氣測以及色譜光測。在不同的測量方法中，其準確度影響因素不同，實際的作用形式也存在差異。如果從氣測錄井的氣測方式角度進行劃分，其也可被分為隨鉆氣測以及循環氣測過程，這兩種氣測過程在氣測流程中有關系，但實際的氣測過程往往相反。

2 氣測錄井準確發現和評價油氣層影響因素分析

2.1 鉆井因素的影響

鉆井因素在油氣層發現和評價過程中的影響最為廣泛，其實際的影響效果也最為明顯，并且此種因素的影響也多樣，可對氣測錄井系統的運行效果直接產生影響，這種影響包括對氣體回路的影響、氣體燃燒質量的影響以及數據分析效能的影響等。首先，從鉆井設備影響因素的角度分析，鉆井設備的影響具有過程性特點，這種過程性特點與設備的運行流程相關，包括設備的運行順序、鉆頭的選用類型以及鉆頭的直徑等。在選擇鉆頭直徑時，需要注意的是，雖然大直徑鉆頭的深鉆效應較好，但是在接觸到油氣層之后，其實際的接觸面積也會增加。在這種較大面積的油氣層接觸情況下，其氣體壓力雖然在單位面積之內并沒有增加，但是，氣體的表面流通速率增加，進而導致同一時間通過導氣管的體積增加。此時，氣體檢測儀內部的壓力也會增加，從而導致氣體的燃燒速率加快。在這種情況下，氣體檢測儀的檢測進程也會加快，從而導致氣體檢測的數據結果可能會變大；其次，從鉆井參數影響的角度分析，鉆井參數一般指鉆井速度以及鉆井液的排放效能[5]。一般情況下，鉆井速度并不會太快，但是如果鉆頭的直徑較大，其可承受的鉆井速度也相對大一些。此時，即可提高鉆井速度，但是同時需要增加鉆井液的排放體量。然而，在這個過程中，受到鉆井區域巖石層密度的影響，在單位時間內，其地層巖石的破碎量并不穩定。如果巖石層的破碎量較大，則可能導致在同一時間進入脫氣器的氣體體積增加，此時，巖石層內部的壓力就會增大。為了避免出現流量不穩定問題，工作人員應實施檢測巖石層中底層巖石的破碎狀態，并對脫氣器的運行效率進行調整，這樣才能有效排除鉆井因素的影響。

2.2 脫氣器的影響

脫氣器對油氣層評價結果的影響過程較為復雜，并且從氣測錄井實際流程的角度分析，脫氣器對評價結果的影響還不止于此，其影響更多地會表現在系統層面。首先，從脫氣器影響作用形式的角度分析，脫氣器中的鉆井液體積存在動態變化的趨勢，這種動態變化的趨勢屬于鉆井液的體積變化問題。如果脫氣器的實際系統排放量相對較大，則進入脫氣器的鉆井液體積也會增加，此時，在脫氣器中液體的擠壓作用下，其排除的氣體體積也會出現較為明顯的變化；其次，從集氣室容量的角度分析，集氣室的容量會對氣體分析儀的分析數值產生影響。當集氣室的體積較小時，集氣室與脫氣室之間就會形成一個氣體容量緩沖空間。在此空間中，氣體的密度并不均勻，并且這種密度會比集氣室中的稍大，比脫氣室中的稍小，這就導致系統整體的氣體運輸密度并不均勻，相應的燃燒反應也會存在不穩定的情況。如果在此時查看氣體檢測儀的響應曲線，其曲線的波動性可能會非常明顯[6]。為此，工作人員應結合氣測錄井系統的實際運行要求，合理選擇集氣室的大小。但是，需要注意的是，這種氣體緩沖效應是無法消除的，其影響會始終存在。工作人員可以根據氣測錄井的誤差要求，反求集氣室中緩沖空間的作用閾值，從而將這種誤差降低到系統可以承受的范圍之內。另外，脫氣器的設計結構也會對氣測錄井的結果產生影響。實際上，現階段，氣測錄井系統采用的脫氣器結構一般為大口徑的出氣結構。雖然此種出氣結構可能會導致出氣的速率增加，但是可以有效避免氣體輸送的過程中出現氣體堵塞的問題。

2.3 鑒定器的影響

鑒定器的影響形式較為單一，其作用的系統檢測過程也為系統檢測的后半段，主要是氣體的混合燃燒過程。首先，從鑒定器的結構影響角度分析，這種結構影響與鑒定器中信號分析技術的應用形式相關，一般而言，鑒定器中運算的信號值會作用與油氣層抽離氣體的體積分數，這個體積分數是系統生成評價曲線的關鍵參數，其會對曲線的線性關系表現結果產生影響。實際上，如果鑒定器的質量較好，這種動態頻率響應效果往往也會較為穩定，并且也會在一定程度上改善氣測錄井系統運行的實際效果；其次，從氣體燃燒效果的角度分析，鑒定器本身的燃燒作用形式也不夠穩定。這是因為，在這個燃燒過程中，氫氣和氧氣所產生的燃燒溫度并不恒定，在這種溫度的作用下，燃燒室內部的壓力也不穩定，從而導致其燃燒氣體的融合效果下降。同時，在持續燃燒的過程中，這種高溫的環境會對混合室的氣體產生一定的分解作用，這種分解作用屬于離子層面的分解作用，即高溫的環境會將混合氣體分為正負離子，而此時的正負離子正處于活躍狀態，從而可以形成電流效應。這種電流效應如果在出現初期被阻斷，則其影響不會持續。但問題是，電流效應的阻斷周期非常短，現階段還沒有非常高效的阻斷辦法，這就會導致燃燒室內部形成的電路會順著氣體容腔擴散到氣體分析儀的電子分析系統中，從而對分析系統的分析流程產生電磁影響，進而導致儀器運行過程中出現運行準確性問題。

2.4 色譜峰取值方法的影響

色譜取值方法由色譜分析儀自身的分析屬性而定，這種分析屬性屬于色譜分析儀自身的運行結構問題，并不會在實際的應用過程中發生變化。此間，信號本身的記錄曲線往往存在較為明顯的波峰波谷，但是，不難發現，很多色譜記錄儀在刻畫此種波峰波谷時，對波峰的刻畫過程往往相對激進，換言之，其波峰的刻畫往往高于實際數值。同時，如果氣測錄井系統自身的氣體流速也比較大，則可能導致這種測定曲線的實際測定效果更加明顯，波峰的尖銳程度也會增加[7]。實際上，在現代化的氣測錄井系統運行過程中，工作人員會主動對載流氣體的流速進行約束，這種氣體流程的約束過程往往伴隨著混合氣體成分的優化。此時，就又會出現上文中論述過的氣體離子分散問題，相應的電流作用也會更加明顯。此時，若要切實降低這種峰值因素的影響，一方面，工作人員需要對儀器的數值輸出曲線進行優化，但是這種優化的過程也只是軟件層面的優化，并且實際的優化效果往往并不好；另一方面，工作人員可以改變色譜峰的取值方法，將原來的散點取值法改為面積取值法，并將面積取值的區域與波峰出現的區域重合，從而可以降低此間電流因素的實際作用效果，也可對流速的影響進行進一步地優化。另外，色譜取值方法的優化過程需要與氣測后效數值分析過程聯系起來。此間，工作人員應合理選擇實際的分析基礎數值，此類基礎數值可以參考以往的氣測錄井數據，也可根據本次油氣層評價工作的具體要求進行靈活變化，這樣才能有效改善此類因素對油氣層評價結果的影響程度，從而提高評價數據的整體準確性。

3 結束語

總之，在氣測錄井工作中，技術人員需要根據油氣評價的實際要求以及鉆井環境的實際狀態，合理選擇氣測錄井的方法，并且技術實踐中對此類活動的實際順序和具體流程進行優化，進而確保氣測錄井活動的準確性和完整性。需要注意的是，氣測錄井的過程也是氣測數據標準化的過程，其具備一定程度的數據對比化特點。