快速钻井条件下岩屑录井技术对策

快速钻井条件下岩屑录井技术对策

边志刚

大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一分公司

摘要：近年来我国的钻井技术得到了迅速的发展，实践中最常使用的是PDC钻头加扭力冲击器的钻具组合作业方式，其极大提高了钻井速度，同时大大减少了施工成本。然而通过进一步的调查得知，PDC钻头破岩技术虽然能够较好地解决高硬度、高强度岩石的破碎问题，但其所产生的岩屑也十分细小，尤其处于快速钻井作业条件下，录井过程中也将面临更多的技术难题。对此本文针对这方面的问题展开了详细探讨，并深入探究了快速钻井条件下岩屑录井技术的使用，就此提出一些建议和想法希望对相关人员有所启发。

关键词：快速钻井；岩屑录井技术；应用；安全问题；特征

1 PDC钻头破岩技术特征

PDC钻头的特点是，耐磨性高，抗冲击性强，所以可以替代传统的硬质合金钻头，广泛的应用在硬地层钻进。钻头破碎岩石主要是依靠切削齿的切削作用所以PDC钻头的性能优劣主要依赖于切削齿的参数特点，下面做具体说明：①硬度高、耐磨性好。PDC钻头在破碎岩石过程中，复合片的切削作用直接作用在地层上，而且因为复合片的硬度高，耐磨性好，所以PDC钻头的切削齿同样硬度高、耐磨性好。②强度高。金刚石本身是脆性的，但是因为它的衬底是碳化钨材料，因此其承压能力和抗冲击性能都很强，因而切削齿的强度也很高，承压力强。③自锐性好。在PDC钻头的很多性质中，自锐性是最重要的性质，而且这种性质最有助于钻头的钻进，由于与金刚石层磨损速度相比，碳化钨基体的磨损要快许多，所以当切削齿渐渐出现磨损的时候，金刚石层仍然具有很小的出刃量，这就是的切削齿较为锋利，由于钻压大部分作用在切削齿上，因而容易钻进地层。钻头钻进一段时间后，虽然会有磨损，但钻井速度却没有下降很多，因而可以始终以相对高的速度钻进。

2快速钻井条件下岩屑录井面临的技术难题

在快速钻井条件下，对岩屑录井技术的应用通常会面临以下几个技术难题：①岩屑细小且少量，造成采样困难的问题。基于快速钻井作业要求，工作期间一般会投入复合钻井技术的使用，这是一种PDC钻头与扭力冲击器相结合的岩屑录井技术手段，但即便如此，由于钻井过程中产生的岩屑本身极为细小，并且数量较少，这种情况下再经过振动筛的作用之后，基本上很难留下足量的岩屑，这便为地质分析人员开展采样工作带来了极大的难题。如当缺少可靠的样品和采样数据时，原本岩屑结构在前期的钻井作业中便已经遭到了破坏，这时很有可能出现不能正确对地层进行分层的情况，继而大大降低地层剖面的符合率。②捞砂速度跟不上钻井速度。采用 PDC 钻头加扭力冲击器大大提高机械钻速，钻井平均钻速可达1~4min/m，有时甚至小于1min/m，录井地质人员采集、清洗、装盘岩屑的时间至少需要3~5min，录井地质设计要求，在重点井段通常需要2m 捞取一包岩屑，遇上油气显示需要加密捞取岩屑，由此导致捞砂洗砂时间跟不上钻井时间，使得捞取岩屑的质量和代表性变差，甚至可能会漏掉重要油气显示信息。③薄互层识别难题。受到快速钻井条件的影响，地层分层难度较大，这种现象在井段超过3000m的作业环境下体现得尤为明显，岩屑一般会滞后于录井较长的一段时间，此时如果薄层小于2m，那么将极难被分辨出来。④岩性变化在钻时上表现得不够明显。在组合钻井作业进行阶段，由于在泥岩和砂岩作业层有着较快的钻进速度，这时仅仅通过观察钻时变化，不能很好地识别岩性发生了哪些变化和反应。如果前后两者的对应关系不够明显，那么工作人员在对地层进行分层时将缺少真实可靠的依据，阻碍后续工程的深入以及各项工作的正常开展。针对上述几点问题，快速钻井条件下对岩屑录井技术的应用，有必要重新调整工作措施，对技术关键点做出进一步的明确。

2快速钻井条件下岩屑录井技术的应用对策

2.1优化岩屑捞取与清洗方式

在岩屑采集、捞取和清洗工作中，具体操作一定要严格按照相关规范要求进行，避免影响到整体的录井效果。首先，在确定接样盆摆放位置的时候，应该考虑到岩屑本身的特征，要确保接样盆能够很好地适应振动筛的振动规律，以能够恰好接到振动筛滤出的细小的岩屑为宜。同时在这一阶段，现场工作人员要实时观察振动筛的返砂变化情况，根据实际情况对接样盆的位置做出灵活调整，一旦发现返砂过少的情况，应该先观察振动筛的筛眼大小是否符合要求，如果仍旧无法解决问题，便需要及时与钻井技术团队建立联系，共同商榷采用什么规格的筛布最为合适。其次，当接样盆中的样品数量达标之后，工作人员应该立即进行取样，期间一般会应用到二分法或四分法来采集样品，要确保得到的样品足够标准且具有代表性，为后续进行分析工作打好基础。最后，对岩屑的清洗，应该结合岩屑本身的状态来确定最佳的清洗方案，比如：得到的样品呈现为“浆糊”状，那么工作人员应该将整盆的岩屑取出实施清洗，清洗过程中水流不宜过大，同时注意控制好搅拌力度，直至将岩屑清洗干净为止。

2.2做好岩屑识别与描述工作

对经过清洗和初步晾晒之后的岩屑，此时的岩屑尚处于潮湿状态，我们借助仪器能够轻而易举地得到岩屑的结构特性。然而对于那些完全晒干的岩屑来说，一方面，快速钻井条件下获得的岩屑其本身的砂岩胶结状态就是比较稀松的，另一方面，工作人员在处理这些晒干的样品的时候，不可避免地会进行翻动，这时本身就极其脆弱的岩屑将会在外力作用下产生破碎，最终难以观察，这时将直接影响到工作人员对岩屑的准确描述。而针对这项问题，我们通常采用的方法是对快速钻井条件下的细小岩屑做湿样粗描处理，然后进行晾晒，晒干之后再展开观察和描述。另外，在细小岩屑的含油气性试验当中，经过前期的清晰、烘烤和晾晒等一系列的处理，其中的含油气数量必定发生了相应的变化，真正残留下来的油气数量是非常少的。所以，根据这一特征，同样要求操作人员在细小岩屑处于尚未烤干的状态下就开始试验，期间可同时采用滴照、CCI浸泡照射等多项技术手段，由此得到更精准全面的含油气显示。

2.3加强荧光录井技术的应用

快速钻井条件下对PDC钻头的使用，在录井过程中往往会遇到无法确定荧光级别的问题，这也是眼下我们亟待攻克的技术难关之一。在这项问题中，首先应该了解到的荧光显示的原理和本质，其具体指的是当破碎细小的岩屑随着钻头被带入到井口位置时，储集层空隙内部残留的油气在经处理或未经处理时在荧光灯下的实际表现。通常情况下，如果钻头对岩屑的破碎程度较高，也即岩屑破损比较严重，那么岩屑的含油气等级也会更高，反之则较低，甚至会出现无法显示的情况。显而易见，这时录井工作将会直接受阻，缺乏精确可靠的数据支撑。举例来说：钻井过程中发现的中砂岩、粗砂岩等产品，其本身属于松散储集层的范围内，同时其在地下结构中表现为含油层系，此后经过高温、冲洗等一系列的处理之后，其本身含有的油气将与钻井液融为一体，最后长成石英、长石等单体颗粒。对这类物质的处理，即便是将其重新浸泡于有机溶液当中，仍旧不能发生比较明显的油气显示，故而从这一角度来看，想要得到准确完整的油气显示，就必须确保岩屑的结构内部保持一定的孔隙，以此为前提再采取滴照、浸泡等处理，便能轻而易举地得到想要的数据结果。

结语

综上所述，根据快速钻井条件下的作业要求，要明确岩屑录井技术难点，由此选择具有针对性的改进方案来解决各项问题，结合实际情况选择合适的岩屑捞取与清洗方式，准确对岩屑进行识别与描述，加强荧光录井，从而全面提升岩屑录井的准确性，帮工作人员逐步完善地层物性的描述。

参考文献

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[3]张通.快速钻井条件下提高岩屑录井准确性的措施[J].信息系统工程,2019(09):109.