特殊鉆井條件下的地質錄井

圖3圖4水平井錄井特征圖③、從下泥巖進入油氣層（C點）：鉆時下降；巖屑百分含量：泥巖巖屑減少，砂巖巖屑增加，含油巖屑比例增加；氣測值表現(xiàn)為總烴、組分由低值快速上升（尤其是C1、C圖4水平井錄井特征圖④、從油氣層進入上泥巖（D點）：鉆時上升；巖屑百分含量：泥巖巖屑增加，砂巖巖屑減少，含油巖屑比例減少；氣測值表現(xiàn)為總烴、組分由高值緩慢下降（尤其是C1、C2）；隨鉆測量垂深減少，自然伽瑪曲線由低值變?yōu)楦咧?，電阻率曲線由高值變?yōu)榈椭怠＂?、在泥巖中鉆進（B－C、D－E段）：鉆時持續(xù)相對高值，巖性為單一泥巖，含油巖屑含量少，氣測總烴曲線逐漸降低，組分明顯下降（尤其是C1、C2）；自然伽瑪曲線持續(xù)高值，電阻率曲線呈持續(xù)低值。⑥、在油層中鉆進（A－B、C－D、E－F段）：鉆時持續(xù)相對低值，巖性為單一砂巖，含油巖屑含量高且較穩(wěn)定，氣測總烴曲線升為高值平臺曲線，組分明顯增為最大（尤其是C1、C2）；自然伽瑪曲線持續(xù)低值，電阻率曲線呈持續(xù)高值。如油層存在物性差異，氣測全烴曲線表現(xiàn)為鋸齒形，組分時高時低。自然伽瑪曲線呈低值鋸齒形，電阻率曲線呈持續(xù)高值鋸齒形。從圖4可以看出，綜合錄井的巖性、熒光、鉆時、氣測曲線在A、B、C、D、E、F的變化特征與LWD自然伽瑪曲線變化特征有較好的對應關系，因此利用綜合錄井資料變化特征可以為水平井鉆進進行地質導向。2.幾種水平井錄井技術難點及解決方法根據(jù)綜合錄井鉆時、巖屑、定量熒光及氣測快速色譜錄井情況，結合特征曲線綜合分析，可以判斷井下鉆頭是否在油氣層中鉆進。但在水平井鉆井過程中，為保證快速鉆進及鉆井施工安全，工程需要使用PDC鉆頭、鉆井液中需要加入原油、潤滑油、磺化瀝青等有機物質，而且，水平井巖屑運移方式與直井不同，這給巖屑、熒光及氣測錄井帶來了一定的難度。如何使用先進的錄井新技術真實地反映地層信息是指導水平井鉆進的關鍵。(1)巖屑錄井巖屑錄井是發(fā)現(xiàn)油氣顯示最直接、最有效的方法，但水平井鉆井通常采用“PDC鉆頭和螺桿鉆具結構”新鉆井工藝來提高鉆井速度，巖屑細，甚至呈粉末狀，混雜，為了防漏加隨鉆堵漏劑不開振動篩的時候多，因此，能否撈到反映地層真實信息的巖屑成為關鍵。撈砂方法改進：撈取真實地層細小巖屑時采用。主要工具：做一個0.5m2大小的接砂盒，擺放于兩臺振動篩之間，在架空槽后振動篩前引進鉆井液和巖屑(進口位置越低越好)，定時加密撈砂。砂樣清洗和烘曬：在小水壓下攪洗，不宜使用高壓沖洗，盡可能地保存細小顆粒巖屑。砂樣在烘曬過程中巖屑顆粒表面水分未干前不能攪動砂樣，防止顆粒表面污染和相互粘結，給巖屑描述帶來困難。巖性定名和描述：由于水平井自身的特點，在水平段和斜井段，巖屑的搬運方式比直井更加復雜，巖屑實際返出井口時間往往滯后于遲到時間，巖性定名極其困難，必須結合鉆時和氣測值綜合考慮，充分利用放大鏡，在鏡下仔細觀察巖屑狀況。必要時可使用“巖屑圖象高分辨率采集儀”，實行巖屑圖象自動化采集、編輯、處理和分析，并進行巖屑圖象對比、多塊巖屑圖象連續(xù)顯示，從而確定巖性并進行精細描述（圖5）。圖5xx井巖屑圖象高分辨率采集儀獲取的巖屑圖像(2)定量熒光錄井為確保鉆井安全及工程需要，鉆井液中加入原油、潤滑劑、磺化瀝青等有機物，這對巖屑特別對PDC鉆頭細碎巖屑污染嚴重，常規(guī)熒光無法準確識別油氣顯示。定量熒光分析儀通過分析鉆井液添加劑、鉆井液、巖屑的熒光特性，選擇具代表性污染程度的鉆井液及巖屑分析作背景，利用定量熒光分析儀具有測量差譜的功能，自動扣除背景值，顯示巖屑定量熒光分析的真實圖譜，消除鉆井液添加劑或原油的熒光干擾，初步區(qū)分出熒光顯示是來自于樣品本身還是添加劑，判斷地層的含油情況。該技術的最大優(yōu)點是：顆粒狀粗樣和細粉末狀巖樣均可進行分析。水平井的巖屑一般較細，不需要挑樣，對巖屑混合樣進行逐包檢測，及時發(fā)現(xiàn)真油氣顯示，并利用流體性質相同、油質相同，定量熒光譜圖形狀相同、熒光強度相同、熒光級別相同等特征（圖6），進行地質導向。圖6xx平1井相同油層不同井深定量熒光譜圖(3)氣測錄井圖7××油田××井水平段錄井圖氣測錄井是通過檢測分析鉆井液從井底返至井口所攜帶的氣體組分進行錄井的方法。鉆井液中加入原油、潤滑劑、磺化瀝青等有機物對氣測錄井產(chǎn)生嚴重影響，但通過分析真假氣測顯示的不同特征可準確評價油氣層。水平井鉆井中加入大量原油，氣測全烴曲線基線升高，掩蓋了地層中的油氣顯示，全烴曲線也將失去連續(xù)測量地層油氣顯示的優(yōu)勢，同時重組分呈現(xiàn)高值，掩蓋了油氣層重組分顯示。但鉆井液中無論加入何種有機物在充分循環(huán)均勻后，組分中的甲烷、乙烷等輕組分將降低至基本消失。在水平鉆進中，一旦甲烷、乙烷等輕組分出現(xiàn)或升高，則可判斷鉆頭進入油氣層。如圖4、圖7鉆達A點前加入原油，全烴曲線基線升高，重組分值升高，鉆達A點后全烴曲線幾乎無變化，iC4、nC4值亦無明顯變化，而C1、C圖7××油田××井水平段錄井圖以xx井為例（如圖8），從氣測錄井圖可以看出，井深5050m以前混油錄井段（非油層段）與水平井段的全烴顯示相似，但氣測組分值差異較大，水平井油層段C1、C2值遠遠高于混油段C1、C2值。在水平段內鉆進時，鉆頭穿出油層和穿入油層時，氣測組分值也具有同樣的變化特征，因而利用此特征可指導水平井軌跡的調整。該井水平鉆進至井深5165m時，遲到井深5159m氣測組分C1由0.164%↘0.044%，C2由0.098%↘0.0382%，重組分也有微量降低，觀察巖屑發(fā)現(xiàn)褐色泥巖略有增加，錄井判斷鉆頭觸底，立即通知定向隊調整工具面，改變軌跡，鉆至井深5180m后，C1由0.057%上升至0.3936%，說明井眼軌跡又重新進入油層。完井電測證明氣測錄井判斷正確。圖8xx井錄井綜合圖為提高氣測錄井地質導向的準確性，還可在氣測儀上配套快速色譜儀，3Q04快速色譜分析周期為30s，測量的甲烷值可以看作一條近似的連續(xù)曲線，可替代全烴曲線，卡準油層的可靠性更強。通過快速色譜中3H曲線的變化，能夠判斷鉆井中的偏差，當鉆開油氣層后，表現(xiàn)為3H曲線中的濕度比，平衡比和組分值發(fā)生明顯變化，在同一油氣層中鉆進，3H曲線相對穩(wěn)定。如果鉆頭偏出油氣層，3H曲線也隨之發(fā)生變化，且這一變化反映在儀器上僅滯后于鉆頭位置一個遲到時間，因此快速色譜能夠較快發(fā)現(xiàn)井眼軌跡的偏移，更有利于鉆井及時調整井眼軌跡。圖8xx井錄井綜合圖圖9另外，錄井可利用色譜氣體比值法（依據(jù)Wh和Bh曲線的關系（圖9)）判斷儲集層流體性質變化和油、氣、水界面（Wh和Bh交叉：油氣界面；Wh和Bh分離：油水界面），從而指導水平井鉆進。氣體組分的比值能有效反應鉆井是否偏離了油層，至于用哪種組分比值引導鉆進，取決于該層上下氣體組分的差異，即哪種組分比值變化更能說明鉆頭是否偏離目的層。圖9(4)氣相色譜錄井地化錄井系列中的油氣組份評價（簡稱氣相色譜）也可用于水平井地質導向。在重力分異作用下，儲層流體在儲層中形成氣、油、水的分層分布狀態(tài)。在氣相色譜流出曲線上表現(xiàn)出原油組份峰輕質組分逐漸減少，重質組分逐漸增多，油質從輕到重的變化趨勢。流體性質不同，氣相色譜譜圖不同；流體性質相同，氣相色譜譜圖相同（圖10）。利用氣相色譜這一特征，也可指導水平井鉆進。特別在因各種原因報廢的老井開窗側鉆時，氣相色譜可指導鉆頭避開水層，最大限度地在油層中穿越。七、問題討論與保障措施通過一些水平井錄井服務，要保證綜合錄井地質導向的成功率，除了改進上述各類錄井方法外，還須采取以下保障措施：1.鉆前準備掌握區(qū)域地質情況，在分析鄰井資料的基礎上，根據(jù)井斜對標志層視厚度及深度逐個進行校正，確保水平井地層對比的準確性。2.卡好著陸點（A點）①、從開始造斜起，要繪制1:200的“深度校正錄井圖”與鄰井進行對比。②、在對地層及砂層組進行大段對比的基礎上，要堅持小層對比。③、及時繪制“地質軌跡跟蹤圖”。④、在巖性描述及挑樣上做到去偽存真,提高巖屑的代表性、準確性。⑤、結合鄰井目的層的巖性、物性、含油性及分析化驗資料，對比判斷著陸點(A點)的位置。⑥、結合鄰井資料，利用快速色譜、定量熒光、氣相色譜分析技術進行油氣層歸位，為地層對比提供依據(jù)。3.加強綜合錄井對工程異常的預報綜合錄井系統(tǒng)不僅能及時發(fā)現(xiàn)與評價油氣顯示，采集處理工程參數(shù)與鉆井液參數(shù)，提供異常預報信息，而且還能進行各種異常的分析判斷。與直井相比，水平井鉆井工藝更加復雜，如：A、開轉盤鉆進時鉆具與井壁摩阻大，鉆具負荷大，易發(fā)生扭斷；B、用螺桿鉆進時鉆具相對靜止，易發(fā)生卡鉆；C、井壁易垮塌而發(fā)生卡、阻；D、鉆遇大面積裂縫發(fā)育帶容易發(fā)生嚴重井漏、井噴等等。所以，綜合錄井現(xiàn)場服務應密切觀察各項參數(shù)的異常變化，尤其是立管壓力、套管壓力、扭矩、懸重和鉆井液量等變化，及時通知相關技術人員，以便迅速采取處理措施，確保施工安全，保護油氣層，提高鉆井時效，降低鉆井成本。當然，水平井地質導向是一個復雜的研究課題，本文介紹的綜合錄井技術在水平井鉆進中的導向作用只是現(xiàn)場實踐經(jīng)驗的總結。在水平井鉆進過程中，綜合錄井雖然對地層信息反應較快，但水平井的復雜性，需要更先進的錄井技術設備作保證，同時加強對現(xiàn)場資料和區(qū)域地質資料對比分析和綜合判斷，才能實現(xiàn)真正意義上的地質導向。第二節(jié)欠平衡鉆井的地質錄井一、欠平衡鉆井技術工藝簡介1.欠平衡鉆井技術及其發(fā)展欠平衡鉆井是指鉆井過程中鉆井液液柱壓力低于地層孔隙壓力，允許地層流體流入井眼、循環(huán)出井并在地面得到有效控制的一種鉆井方式。欠平衡鉆井具有能提高硬地層的機械鉆速，減少循環(huán)漏失和壓差卡鉆等優(yōu)點，從而獲得發(fā)展。推動欠平衡鉆井技術的發(fā)展，其優(yōu)越性是減輕地層傷害、解放油氣層、正確評價儲層、明顯提高產(chǎn)能早期的欠平衡鉆井所采用的循環(huán)介質為空氣，后來相繼發(fā)展了用氮氣、天然氣、霧、泡沫或空氣的輕質低密度鉆井液的欠平衡鉆井技術，主要用于鉆低壓地層。隨著欠平衡鉆井技術進一步成熟及井控設備的發(fā)展（承受高壓的旋轉防噴器引入油田后），又發(fā)展了用液體鉆井液（清水、鹽水、油基、水基鉆井液）對高壓地層進行欠平衡鉆井的技術，如FlowDrilling（國內譯為邊噴邊鉆）、鉆井液帽鉆井、不壓井鉆井等技術。九十年代得以充分發(fā)展的欠平衡鉆井技術是旋轉鉆井的發(fā)展和繼續(xù)，是鉆井工作者經(jīng)過長期實踐針對中、低壓油藏所采用的科學對策。由于減少了壓差，阻止了濾液和固相進入儲集層，因而能夠最大限度地去發(fā)現(xiàn)和保護中、低壓油藏，以獲取比常規(guī)過壓鉆井高得多的經(jīng)濟效益。另外，欠平衡鉆井還可以克服液柱的壓持效應，提高破巖效率，解放鉆速，縮短建井周期，減少鉆井液對儲集層的浸泡時間，可以安全鉆過嚴重水敏性地層及漏失層，避免大量鉆井液漏失而降低了鉆井成本。這些優(yōu)點，使得美國和加拿大的欠平衡鉆井數(shù)已經(jīng)占其總鉆井數(shù)目的1/3或更多。在我國實施欠平衡鉆井始于五、六十年代，當時由于控制設備及研究手段均未能達到現(xiàn)場生產(chǎn)的需要，人們很快對其失去了興趣。進入八十年代后我國才真正開展欠平衡鉆井工藝技術研究和現(xiàn)場應用。截止到去年底，大約有100多口井采用欠平衡施工欠平衡鉆井技術。將平衡控制的概念應用于鉆井施工中的井筒壓力體系，采用鉆井流體密度和井口回壓疊加控制的方法達到使井底環(huán)空壓力低于地層流體壓力，從而達到保護和發(fā)現(xiàn)油氣層的目的。對于地層壓力系數(shù)大于1.08的地層，可采用泥漿欠平衡，對于地層壓力系數(shù)在0.9～1.05～1.08的地層利用充氣泥漿，對于地層壓力系數(shù)小于0.9且井壁相對穩(wěn)定、無高產(chǎn)水層的地層，則可采用泡沫，空氣等鉆井流體。這樣欠平衡鉆井具備了在很大地層壓力系數(shù)范圍內實施的條件。2.欠平衡鉆井技術的種類欠平衡鉆井技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，至目前，國外已經(jīng)發(fā)展了空氣鉆井、氮氣鉆井、天然氣鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、充氣鉆井液鉆井、邊噴邊鉆等多種欠平衡鉆井技術?？諝馇菲胶忏@井技術，是指空氣作為循環(huán)介質進行欠平衡鉆井，是最早發(fā)展的一種欠平衡鉆井技術。由于該技術是直接使用大氣中的空氣，所以可較大地節(jié)約鉆井材料費用。氮氣鉆井技術，在欠平衡鉆井中，氮氣能用作鉆井液，或作為鉆井液的一種組成成分。主要的優(yōu)點勝過空氣鉆井，因氮氣和烴氣的混合物不易燃燒，這樣，可消除井下著火的可能性。天然氣鉆井技術，在天然氣鉆井中，使用天然氣如同使用氮氣或使用空氣一樣，可用作欠平衡鉆井的循環(huán)介質。在鉆含油氣地層時，使用天氣然鉆井或防止井下氣體混合物著火。然而，不同于氮氣或空氣，天然氣當它排放到大氣中時，一定會形成一種易燃的混合物。這種固有的較高的地面著火的潛在危險。使用天然氣的鉆井方法與使用空氣或氮氣鉆井有一些不同。霧化鉆井技術，在空氣鉆井過程中，如出現(xiàn)少量的地層水流，通常作法是將空氣鉆井轉變成霧化鉆井。霧化鉆井的具體作法是，在壓縮的空氣流未注入鉆柱之前，向其注入少量的含有起泡劑的水。注入的這種液體與地層產(chǎn)出的水就會分散成不連續(xù)的（獨立的）液滴的霧，這種霧流速度與氣流速度相同。泡沫鉆井技術，泡沫可用作鉆井的循環(huán)流體，泡沫流體為氣液兩相構成的乳化液，它具有靜液柱壓力低、漏失量小、攜屑能力強、對油氣層損害小等特點。適用于低壓、易漏、水敏性地層、欠平衡泡沫鉆井技術是目前國外應用較為廣泛的一項鉆井技術。充氣鉆井液鉆井技術，雖然充氣鉆井液很早就用于油氣工業(yè)，但是，在50年代早期在美國猶他州的Emery縣才第一次使用充氣鉆井液鉆井。當時，是使用充氣泥漿作為鉆井液，主要用途是避免因使用泥漿鉆井時的井漏，而不是特定用于欠平衡鉆井，近年來，由于水平井鉆井的迅速發(fā)展，為了避免水平鉆井中的地層損害，在加拿大、美國及世界上其他地區(qū)，使用充氣液體作為鉆井液已被用于欠平衡鉆井。充氣鉆井液的連續(xù)相通常為未稠化的液化，如水、鹽水、柴油、或原油等，氣相為氮氣、空氣或其它氣體。充氣鉆井液一般不含有表面活性劑，在井下具有較高的液體體積分數(shù)。使用充氣鉆井流的井底壓力通常高于用霧、泡沫等其它輕質鉆井液的井底壓力。充氣鉆井液的有效密度通常為4ppg～7ppg(0.48g/cm3～0.84g/cm3)。邊噴邊鉆技術，隨著欠平衡鉆井技術的進一步發(fā)展成熟及能承受高壓的旋轉也噴器引入油田后，發(fā)展了使用液體鉆井液對高壓地層進行欠平衡鉆井技術，這種技術國外稱為FlowDrilling（國內譯為邊噴邊鉆）。嚴格地講，欠平衡鉆井都是邊噴邊鉆，本部分所介紹的邊噴邊鉆系指涉及到用液體鉆井液進行的欠平衡鉆井作業(yè)，另外的含意是利用自然欠平衡狀態(tài)進行的鉆井作業(yè)。3.欠平衡鉆井技術的優(yōu)點欠平衡鉆井技術已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，但人們對欠平衡鉆井的優(yōu)點是逐漸認識的，早期，人們只認識到欠平衡鉆井能提高硬地層的機械鉆速，減少井漏及壓差卡鉆，而現(xiàn)在已進一步認識到，欠平衡鉆井還能減少地層損害，提高產(chǎn)量，及時發(fā)現(xiàn)油氣井地層等眾多優(yōu)點，這些均到現(xiàn)場證實。欠平衡鉆井能提高鉆井的機械鉆速欠平衡鉆井能提高鉆頭使用壽命欠平衡鉆井可防止壓差卡鉆和減少井眼循環(huán)漏失欠平衡鉆井能減少地層損害正由于欠平衡鉆井技術的應用，特別是在水平井中的應用，可減少或消除鉆井時的地層損害，增加油氣產(chǎn)量，推動了美國和加拿大廣泛開展欠平衡鉆井的熱潮。如Joseph1995年報道，在路易斯安中部的奧期丁的白堊地層采用欠平衡鉆井方式鉆了一口深水平井，該井天然氣產(chǎn)量為該地區(qū)用常規(guī)過平衡鉆的水平井的最高產(chǎn)量的7倍。在加拿大，一些公司應用欠平衡鉆井技術鉆水平井的產(chǎn)量，比用常規(guī)方法鉆的井高10倍。欠平衡鉆井，除上述優(yōu)點外，還有利于環(huán)境保護和降低增產(chǎn)措施作業(yè)費用等優(yōu)點。4.欠平衡鉆井中鉆井液種類有很多不同技術能確保達到預期的欠平衡條件，目前，主要的方法是控制用于循環(huán)的鉆井液的密度，使鉆井液在井筒內形成的靜液液柱壓力低于地層孔隙壓力，而鉆井液可以是單獨的氣相或液相，也可以是氣液兩相混合。氣相和氣液兩相鉆井液可人工誘導產(chǎn)生欠平衡條件，而液相鉆井液可利用地層較大的壓力而自然形成欠平衡條件。氣態(tài)鉆井液，在欠平衡鉆井技術中，最簡單最早的欠平衡鉆井技術是采用干燥空氣作為鉆井液。后來選用天氣然作為鉆井液。當在產(chǎn)氣區(qū)鉆井或接近天然氣管線的區(qū)域使用天然氣鉆井，成本是較低的。另一種選擇的氣體是用惰性氮氣代替空氣作為循環(huán)介質。氮氣可以是液氮，或在現(xiàn)場用中空纖維膜制氮裝備生產(chǎn)的氮氣?，F(xiàn)場制氮這種方法，目前國外普遍采用。液態(tài)鉆井液，當?shù)貙涌紫秹毫νǔ３^同一深度的淡水或鹽水靜液壓力時，使用常規(guī)液鉆井液，控制鉆井液的密度就可利用地層壓力自然形成欠平衡條件。兩相鉆井液，從單一的氣相和單一的液體的所液兩相的混合就可獲得任一所期望得到的鉆井液密度。氣體和液體的混合物，有時也稱為輕質鉆井液（低密度鉆井液），按氣相和液相的結構及相對體積數(shù)，輕質鉆井液又分為霧、泡沫和充氣鉆井液，在通常的壓力和溫度情況下，它們的結構及性能取決了氣相和液相的相對體積分數(shù)。不同的鉆井液具有不同的密度。5.適合實施欠平衡壓力鉆井的儲層1.有裂縫的碳酸鹽巖，泥頁式頁巖2.有構造缺陷或壓力衰竭的緊密砂巖3.多孔隙、高滲透白云巖，井漏嚴重4.某些趨向于多孔隙的火山巖6.實施欠平衡鉆井的條件實施欠平衡鉆井應具有一定的硬件條件，為了保證欠平衡鉆井的安全實施，應配備完善的地層控制裝備，其裝備包括：①全套與地層壓力相匹配的液壓防噴器組；②工作壓力不小于10MPa的旋轉控制頭，且其工作壓力可隨井口回壓的大小自動調節(jié)；③工作壓力不低于70MPa，且具有遠程控制能力的節(jié)流管匯；④耐壓1.6Mpa以上大處理量的泥漿液氣分離器及燃燒管和自動點火系統(tǒng)；⑤泥漿和原油分離裝置；⑥實施欠平衡鉆井的記錄及測試儀器；⑦應付特殊井噴條件下的壓井設備及泥漿。實施欠平衡鉆井除上述所提到的硬件外，還應當具備如下條件：①實施欠平衡鉆井前應對目標井的基本地質條件（其中包括:儲層巖性、儲層物性、儲層孔隙結構、儲層壓力、溫度及地層水產(chǎn)量和性質）進行全面的了解，并根據(jù)目標井的地質條件，設計出目標井的井身，鉆具組合及鉆井液性能欠平衡鉆井井口，地面控制設備工藝流程，井口回壓的控制范圍及目標井的完井措施。②應對各崗位上的技術人員進行專業(yè)培訓，使他們明白各自崗位的職責及特殊情況的處理措施。③針對目標井制定出該井的施工技術措施，鉆井參數(shù)及組織管理方式。④詳細制定異常條件下的應急處理措施。⑤設備安裝完畢后，應對參與井口回壓控制的各部件進行額定工作壓力試壓，如達不到條件應在欠平衡鉆井實施前進行徹底整改。滿足上述條件后，方可實施欠平衡鉆井。二、欠平衡鉆井下的地質錄井技術1.對錄井作業(yè)的影響從欠平衡鉆井工藝原理及施工流程來看，其對錄井作業(yè)部分項目將產(chǎn)生不同程度的影響，或部分信息被弱化，或被疊加上干擾信息，或被混淆而不能準確歸位，或有的信息根本無法采集。具體可分為三類影響，一是對出口工程參數(shù)的影響，二是對常規(guī)地質錄井作業(yè)的影響，三是對氣測錄井作業(yè)的影響。(1)對工程錄井的影響為了維持井底的動欠壓值，對循環(huán)系統(tǒng)所做的改動是產(chǎn)生影響的直接原因。以液相作為鉆井介質的欠平衡鉆井中，通過人工控制節(jié)流閥的開啟及關閉，保持動欠壓值（一般1～3Mpa）達到井控目的，地面的節(jié)流管匯則在分離系統(tǒng)部分實現(xiàn)氣液分離，為防止回火，液動平板閥在液體達到一定高度開啟，液體流向緩沖罐，氣體達到一定壓力推開回火裝置，流向點火管線，因此出口參數(shù)，如出口流量、出口溫度、出口電導率、出口密度這些參數(shù)因鉆井液返出的間歇性、流速不穩(wěn)定性使得監(jiān)測不能保持連續(xù)性，或監(jiān)測的值可用性變低，甚至使一些參數(shù)無法安裝，這些影響使得錄井信息不得真實反映井筒情形，而加大了運用這些信息來判斷井漏、井涌、產(chǎn)水等異常情況的難度，當然，因欠平衡鉆井降低鉆井液柱對地層的壓力，井漏、井涌、產(chǎn)水可較明顯地表現(xiàn)在立壓及套壓的變化上，對這些異常的預報只須轉移信息權重即可，對于地層產(chǎn)水，利用出口電導率變化結合液位，氯離子變化、非烴監(jiān)測變化、鉆時變化可作綜合分析，對鉆具刺漏異常主要依靠進口泵沖、進口流量、立壓變化，結合出口流量變化作分析。以氣相為介質的欠平衡鉆井中，因出口參數(shù)多數(shù)無法測量或測量無意義，因此對工程異常主要依靠監(jiān)測進口參數(shù)的變化，出口參數(shù)可參考套壓變化及放噴管線流量的變化作判斷，對油氣水發(fā)現(xiàn)則主要依靠立、套壓變化、鉆時變化（若可能可參考Dc指數(shù)或Sigma指數(shù)），以及出口氣流量及火焰顏色和高度變化來作判斷（如果產(chǎn)水，出口直接可以觀察到）。總體來看，工程參數(shù)受影響部分，主要集中于出口參數(shù)，而對所表征的對象的判斷可以依據(jù)其它參數(shù)來進行，對受影響的參數(shù)分析時可作為參考。(2)對常規(guī)地質錄井的影響①對巖屑錄井的影響以液相作為介質的欠平衡鉆井主要針對地層壓力較低地層（一般在靜水壓力之上），當鉆遇孔縫發(fā)育段往往發(fā)生井漏，致使巖屑返出減少或無返出，弱化了巖屑錄井信息，另外為實現(xiàn)欠平衡鉆井而降低鉆井液密度，往往加入帶有有機質的處理劑，對巖屑的含油性分析帶來難度，其次因為確定與撈取巖屑有關的遲到時間是用噴出量代替排量結合環(huán)空容積來計算，欠平衡鉆井使處噴出量極為不穩(wěn)定，直接影響所撈取巖屑的代表性。以氣相作為鉆井介質的欠平衡鉆井主要針對地層壓力低于靜水壓力的地層，巖屑在該種情況下目前還未找到合適的撈取方法。②對鉆井介質錄井的影響如上所述，以液相作為鉆井介質欠平衡鉆井時，鉆井液密度、粘度、氯離子監(jiān)測變得不連續(xù)，或變化不真實，或資料不能準確歸位而使運用變得復雜；以氣相作為鉆井介質欠平衡鉆井時，出口參數(shù)采集主要針對出口是否見水。③對熒光錄井的影響主要表現(xiàn)在因工藝需要而向鉆井液中加入有機處理劑，引起對真實巖屑熒光的干擾，或因采用氣相鉆進，根本無法進行熒光錄井。(3)對氣測錄井的影響①對連續(xù)性的影響：因維持動欠壓值，被監(jiān)測對象變得不連續(xù)，使得反溯較困難。②對信息強度的影響：因目前常規(guī)安裝脫氣器的位置選在緩沖罐，而在之前的分離器對氣液分離之后，脫氣器能分離的氣源已非常稀少，直接反映在監(jiān)測量上的明顯變化，不利分析異常。③對信息真實性的影響：在以液相作為鉆井介質的欠平衡鉆井中，液體呈間斷返出，并因分離器中的氣體不能充分排凈形成的滯留氣的影響，使得信息被混淆，或被干擾、疊加，同時因欠平衡鉆井，上部地層流體源源不斷地進入井筒，對新鉆遇油氣層的發(fā)現(xiàn)造成困難。而以氣相作為鉆井介質時，地面有機氣體將直接影響氣測監(jiān)測，而其中的無機氣體則將影響CO2，H2、N2的監(jiān)測。綜上所述，欠平衡鉆井對工程錄井參數(shù)特別是出口參數(shù)有不同程度的影響，對常規(guī)地質錄井及氣測錄井影響較明顯。2.應對措施要消除或降低欠平衡鉆井對錄井資料的影響，一是增加錄取參數(shù)，二是對受影響的參數(shù)的使用權重要降低，三是改變錄井方法，而依據(jù)現(xiàn)代錄井發(fā)展狀況，可分為常規(guī)錄井條件下的應對措施及使用高、新錄井工藝應對措施。(1)常規(guī)錄井應對措施：主要指在常見錄井設備、技術條件下能采取的措施。①工程錄井：加強進口參數(shù)監(jiān)測，結合套壓、放噴氣量、結合能監(jiān)測到的出口鉆井液參數(shù)等信息進行異常判斷，若使用液相鉆井介質時可改用電磁流量計，同時增設出口放噴氣體流量測定。②常規(guī)地質a.巖屑錄井：在能采集巖屑的情況下，首選要注意巖屑撈取時間，鑒定時可增設巖礦薄片分析，或采用雙目顯微鏡鑒定巖性，提高巖屑鑒定準確性，及進發(fā)現(xiàn)儲層并對其孔滲條件有初步認識，結合鉆時變化（可能時結合Dc指數(shù)或Sigma指數(shù)）、出口鉆井液變化、放噴口火焰變化來判斷儲層的存在。目前有人嘗試在出口上裝一細篩布做成的圓筒來收集巖屑，取得了比較好的成功。b.鉆井介質錄井：能錄取鉆井液性能時，要結合鉆時（可能時結合Dc指數(shù)或Sigma指數(shù)）、巖屑錄井、立、套壓或放噴火焰強弱變化來判斷異常，氣體鉆進時注意觀察出口有否液體，發(fā)現(xiàn)液體及進停鉆循環(huán)，取得液體進行分析。c.熒光錄井：能撈取巖屑時，增設定量熒光錄井，剝離地面干擾因素，及時發(fā)現(xiàn)真實熒光顯示，同時結合鉆時（可能時結合Dc指數(shù)或Sigma指數(shù)）等對其歸位。③氣測錄井：首先改用QGM等類似定量、半定量脫氣器提高脫氣效率，其次是結合鉆時（可能時結合Dc指數(shù)或Sigma指數(shù)），巖屑錄井、熒光錄井、立、套壓或放噴火焰強弱變化對氣測異常歸位，若有條件，可增設一條管線，對分離器中的氣體連續(xù)分析作為對比（有的儀器如國際錄井公司的DLS有巖屑微氣全烴分析單元）。若進口鉆井液性能未變，上部地層流體浸出相對穩(wěn)定（或緩慢爬升直至分離器回火裝置被頂開），若使用天然氣作鉆井介質，注意進口天然氣流量是否穩(wěn)定，若穩(wěn)定而出口流量變大，火焰變高，則表明鉆遇新顯示，可停鉆停止注入天然氣，關井觀察，進一步落實顯示，而針對滯留氣則可從改變回火裝置入手，減少其對異常判斷的影響。(2)新方法探索：主要探索一些錄井新工藝在欠平衡鉆井中的作用，這些新工藝有的取代了傳統(tǒng)方式獲得錄井信息的途徑，有的改變了獲取錄井信息的傳統(tǒng)方法，其主要工藝可分為井下及地面兩個方面。①井下方面：主要針對地層流體壓力、性質、儲層物性、地層巖性而使用的方法和工藝。LWD技術的發(fā)展為及時監(jiān)測井下情況、獲取真實地層信息、隨鉆地層評價提供手段，井下氣體檢測技術的出現(xiàn)使得氣測錄井完全可以擺脫被干擾、被混淆的局面，同時突破遲到時間的限制，做到參數(shù)準確、及時錄取，隨鉆地層壓力測量系統(tǒng)對地層壓力變化、油氣浸、井漏等監(jiān)測極具價值；核磁共振及其他測井項目結合隨鉆監(jiān)測，對地層巖性、流體性質、儲層物性評價擺脫了對一些傳統(tǒng)途徑的依賴。隨鉆地震技術是一項新興的實時監(jiān)測技術，其以鉆頭振動為震源，地面設計檢波器收集信息，通過去噪處理，可得到即將鉆遇地層的地質信息，其實時性很強、準確可靠、投資相對LWD少，是一條快速、準確獲取錄井信息的新途徑。②地面方面：主要針對熒光錄井、巖屑錄井及氣測錄井。目前出現(xiàn)的三維定量熒光技術、熒光顯微圖象技術對巖屑少，輕質油層識別、地面有機物干擾情況下的巖屑含油性分析有重要價值。短周期色譜技術及熱解色譜技術為更多獲取氣測信息提供技術保障。針對脫氣效率低、無法定量等情況，除前面提到的QGM脫氣器，法國地質錄井公司在常規(guī)脫氣器基礎上加恒流泵，達到定量脫氣目的，二者對欠平衡鉆井時返出流體不穩(wěn)，氣體含量經(jīng)分離器嚴重降低情況下準確錄取氣測資料有價值。針對緩沖罐中脫氣，信息弱、干擾因素多、異常歸位難等情況，天津興國科技公司生產(chǎn)的AVMS（自動真空蒸餾脫氣器）采用長引流鉆井液裝置將鉆井液引入AVMS，其脫出氣樣由色譜分析，周期4min，在使用雙套的情況下，可保證引流源在分離器之前，完全代替目前的氣樣獲取方法，排除欠平衡鉆井中殘余氣、疊加氣對氣測錄井的影響（同時達到定量脫氣目的），達到準確、連續(xù)監(jiān)測氣測值的目的。而加拿大Datalog公司開發(fā)的Gas～Wizard擺脫傳統(tǒng)氣體采集方法，采用浸于鉆井液的氣體滲透膜片，利用膜片兩側壓差，使氣體通過膜片，利用膜片中感應裝置檢測氣體含量，即達到定量檢測，檢測點的選擇相對自由，同時經(jīng)校驗，對水基、油基或欠平衡鉆井介質（泡沫、氣體）中的氣體檢測可達到同樣效果。當然，上述一些方法或因成本高、或因使用推廣不夠，尚待實踐進一步證實其實用性及使用中的規(guī)律性。(3)其它欠平衡鉆井中，返出鉆井介質中地層流體含量高，對現(xiàn)場防爆、防毒、防火提出更高要求，相應要求錄井設備具備增壓防爆功能，而定量熒光等輔助設備的應用，放噴口監(jiān)測等錄井監(jiān)測點的增加，相應增加錄井工作強度，提高了設備配置要求。欠平衡鉆井對錄井作業(yè)的影響是明顯的，主要表現(xiàn)在對地質信息的影響，其次是對工程錄井的影響。欠平衡鉆井對錄井作業(yè)影響部分部分可通過調整錄井方法，改變錄井位置、改變解釋方法得以剔除，部分影響需要進一步找到合適的途徑來消除，從長遠看，發(fā)展適應欠平衡鉆井工藝的錄井設備、軟件體系是非常必要的。工作量的增加，設備要求的提高將成為錄井作業(yè)利潤新增長點。從欠平衡鉆井工藝對錄井作業(yè)影響一事看，加快錄井工藝研究、適應鉆井工藝發(fā)展步伐，是現(xiàn)代綜合錄井必須長期努力的一個方向。第三節(jié)PDC鉆頭條件下的地質錄井隨著勘探對象的日趨復雜，鉆井作業(yè)采用新的技術手段，錄井技術面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。PDC鉆頭因其高效性和安全性而備受鉆井家們青睞，同時因這種特性加快了油氣開發(fā)速度、減少了儲層污染，因此也越來越受到油公司的重視。然而，PDC鉆頭給錄井出的難題也是前所未有的。錄井技術是油田勘探開發(fā)活動中最基本的技術之一，是發(fā)現(xiàn)油氣藏、評價油氣藏最及時、最直接的手段，具有獲取地下信息及時、多樣、分析解釋快捷的特點。PDC鉆頭由于快速、安全、使用時間長、井身質量好、低成本、高效益的特殊鉆井優(yōu)勢成為鉆井工程提高效率的主要措施，應用越來越廣泛。但由于PDC鉆頭特殊的破巖機理，造成巖屑稀少、細小、甚至缺失，對地質錄井的巖樣采集、分析、鑒定、識別、評價帶來重大技術難題。解決這些技術難題需要開展積極的探索，探索新的錄井技術和巖性識別新手段或新方法。一、PDC鉆頭的發(fā)展及特征1.金剛石鉆頭的分類（國內）金剛石鉆頭由國外七十年代初研制成功，并于八十年代得到迅速發(fā)展，其顯著的高鉆速、低成本特點在實踐中被鉆井界證實和認可，因此獲得廣泛推廣及普及。目前全國大部分油田都在使用PDC鉆頭，具備不完全統(tǒng)計，全國近50%探井,80%的生產(chǎn)井都不同程度當?shù)厥褂昧薖DC鉆頭。引進該技術以來，得到了廣泛的推廣和使用，鉆井時效提高了30-50%，不論給鉆井公司還是給油公司均帶來了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。PDC鉆頭是人造聚晶金剛石復合片鉆頭（PolycrystallineDiamondCompactBit）的簡稱，它是用聚晶金剛石復合片與硬質合金齒柱結合成切削元件鑲嵌在鉆頭鋼體或胎體上的優(yōu)質鉆頭。國內主要的金剛石鉆頭生產(chǎn)廠家有江漢休斯和四川克里斯坦森鉆頭廠，另外還有部分小規(guī)模的地方、油田鉆頭廠及大專院校（石油大學、中國地質大學等）生產(chǎn)的各類金剛石鉆頭。其鉆頭類型分類見表1。表1.幾個主要廠家PDC鉆頭類型廠家江漢休斯四川克里斯坦森PDC（PolycrystallineDiamondCompact）B系列R系列TSP（ThermallyStablePolycrystallineDiamond）P系列S．M．Z系列天然金剛石（Diamond）ND系列D系列2.PDC鉆頭的主要特點(1)鉆頭無活動部分(牙輪)。鉆進中無掉牙輪顧忌，可實現(xiàn)高轉速安全鉆進。(2)不同巖性適應性強。針對地層情況，PDC鉆頭有不同的設計，如用于軟地層，其鉆頭冠部外型呈長形或錐形；用于硬地層其鉆頭冠部外型呈圓形或拋物線形狀。所以，適應范圍比較廣。(3)使用時間長。采用聚晶金剛石鑲齒，堅硬鋒利，壽命長；一般一支PDC鉆頭入井的工作時間是普通鉆頭的五至八倍，減少了起下鉆時間，降低了鉆工的勞動強度，提高了鉆井時效。(4)硬度高、破巖能力強。金剛石的硬度最高，鉆頭強度大，鉆進速度快，鉆時均勻。(5)破巖機理以切削和研磨為主。PDC鉆頭所鉆的巖屑細小，甚至呈粉末狀，尤其是疏松砂巖則往往呈顆粒狀出現(xiàn)。鉆屑顆粒細小，便于泥漿攜帶，保持井底清潔。(6)低鉆壓剪切均勻破碎，能夠防斜、糾斜、穩(wěn)斜。3.PDC鉆頭破巖機理PDC鉆頭按其切削原理分為F型鉆頭和R型鉆頭，其中常用的是F型。F型鉆頭冠部形狀分為：淺錐形、短拋物線形、拋物線形和魚尾形四種形態(tài)；齒形多為圓形齒或楔形齒，破巖方式主要有剪切、預破碎、梨削和磨削四種。剪切破碎：從巖石破碎強度可知，巖石抗剪切強度遠低于巖石的抗壓強度（為抗壓強度的0.09-0.15倍），PDC鉆頭正是利用巖石的這一特征實現(xiàn)其高速鉆進，其破巖機理見圖-3。PDC鉆頭切削力受力分析（首先做出以下基本假設）：①地層巖石是塑性的；②井底大體上平行于鉆頭輪廓面；③單切削刃和全鉆頭之間有相似之處：鉆速與切削刃吃入深度成正比，作用于單切削刃的法向力與鉆壓成正比；④切削角忽略不計；⑤PDC鉆頭切削刃的體積磨損與摩擦成正比；⑥切削刃側面摩擦力忽略不計。在鉆壓P和扭矩力T的合力R作用下，生產(chǎn)一個沿剪切面由合力R產(chǎn)生的分力F（剪切力），當力F等于或大于剪切面積和巖石的抗剪切強度極限強度的乘積時，巖石就沿剪切面破碎。一般PDC鉆屑顆粒大于其它類型金剛石鉆頭的鉆屑，其鉆頭適合于中軟——中硬地層。PDC鉆頭的切削刃是以切削方式來破碎巖石的，它在扭矩力的作用下，能自銳地切入地層、向前移動剪切巖石。在理想條件下，復合片刮切巖石時生成的巖屑會沿著金剛石表面上移，直至與復合片脫離，通過巖石在切削齒邊緣處的破碎，鉆頭的切削能量得到高效釋放。然而，在很多情況下，巖屑所承受的壓力使其緊貼切削齒表面，從而生產(chǎn)阻礙巖屑移動的摩擦力。這種摩擦力往往可以積累到相當高的程度，以至于會造成巖屑在切削齒邊緣的堆積。這種現(xiàn)象一旦發(fā)生，井底巖石的運移就不再是直接依靠切削齒的邊緣，而是通過切削齒表面積累的巖屑自身來完成。這樣，巖石的破碎和運移將需要消耗更多的能量，由此降低鉆井效率。目前，PDC鉆頭制造工藝中采用了“黑冰”拋光切削技術（黑冰齒有高度拋光的外表面，其摩擦系數(shù)低得就象閃冰與冰的滑動一樣），它是通過降低巖屑與切削齒表面之間的摩擦力，以避免巖屑在切削齒表面的堆積，以有效減少切削時的剪切力，顯著改善巖屑的運移，提高鉆井速度和鉆井效率。根據(jù)PDC鉆頭鑲齒形態(tài)和受力分析，楔形刀翼設計增加了鉆頭表面的流道體積，有利于改進鉆頭水力性能，新的刀翼布齒方式使鉆頭心部更開放，容屑空間更大，減少鉆屑在齒部的淤積，有益于改善鉆頭的清洗條件。在鉆井現(xiàn)場可根據(jù)巖石成巖性（致密程度）情況，合理選擇PDC鉆頭類型，一般，中軟地層適合長齒，硬地層適合小齒。當鉆頭選型與巖石硬度不匹配時，有時會造成井筒返出巖屑成粉末狀。二、PDC鉆頭鉆井條件下巖屑特征分析PDC鉆頭因其特殊的結構構造和獨特的破碎機理，造成巖屑稀少、細小、甚至缺失，對地質錄井巖樣采集、分析、鑒定、識別、解釋、評價帶來重要技術難題。因此，解決這些技術難題首先要搞清PDC鉆頭與巖屑特征的關系。PDC鉆頭類型及巖屑特征：PDC鉆頭是由薄層人造金剛石和碳化鎢基片組成的復合片鉆頭，根據(jù)復合片的大小又分為大復合片PDC鉆頭(φ>13.44mm)，巖屑特點呈片狀或中細粒狀；標準復合片PDC鉆頭(φ=13.44mm)，特點呈中細粒狀至細粒狀；小復合片PDC鉆頭(φ<13.44mm)，巖屑特點呈細粒至微粒狀。PDC鉆頭與巖屑粒徑的關系：研究中利用孔徑為1mm、3mm、5mm的粒度篩將PDC鉆頭所鉆20多口井的巖屑進行篩選，據(jù)此統(tǒng)計出不同類型的PDC鉆頭對巖屑粒徑影響。統(tǒng)計結果表明:人造聚晶金剛石PDC鉆頭（如SM型）所鉆巖屑最細，小于1mm巖屑占51%；其次是小復合片PDC鉆頭（如84FZ型），小于1mm巖屑占41%，再次是標準復合片PDC（如R428型），小于1mm巖屑占26-36%，影響鉆屑粒徑最輕的是大復合片PDC鉆頭（如R516型），小于1mm巖屑僅占28%。由此可以看出PDC鉆頭的齒數(shù)越多、越密，則所鉆巖屑越細小，說明該型號鉆頭對巖屑錄井影響越大。給地質錄井主要帶來了以下困難：巖屑采集困難，甚至采集不到巖屑；巖性識別困難，難于有效的劃分儲集層與非儲集層，仔細識別巖性的難度更大；巖屑細小，現(xiàn)場挑樣極為困難，進而影響地化和定量熒光分析化驗結果；儲集層中的油氣顯示信息大大減少，增加了油氣顯示和油氣層評價的難度。根據(jù)鉆井技術研究和現(xiàn)場經(jīng)驗得知，在較硬和極硬地層時需要使用人造聚晶金剛石PDC鉆頭或小復合片PDC鉆頭，在軟—中硬地層時幾種型號的PDC鉆頭都可以使用，并且對鉆井速度的影響不大。因此在鉆井作業(yè)過程，建議使用PDC鉆頭應選擇齒數(shù)稀-中密結構的大復合片、標準復合片PDC鉆頭，減小對巖屑粒徑的影響，從而最大限度地減少對地質錄井的影響程度。三、對PDC鉆頭條件下錄井的認識PDC鉆頭機械鉆速快，使巖屑錄井速度難以跟上鉆頭；巖屑顆粒細小，使巖屑定名困難；鉆時變化不明顯，巖性分層不準確。因此，傳統(tǒng)的以巖屑實物定名、鉆時分層歸位的巖屑錄井方法難以奏效。錄井工作者必須對PDC鉆頭條件下的巖屑、鉆時、氣測及其它錄井參數(shù)有一個全新的認識，掌握各種錄井參數(shù)的變化規(guī)律，才能適應現(xiàn)代化錄井的需要。1.鉆時PDC鉆頭與牙輪鉆頭有著不同的破碎機理，因此對不同成分的巖石的敏感程度也不一樣，但總的來說，PDC鉆頭條件下的鉆時要比牙輪鉆頭下的鉆時低得多。PDC鉆頭鉆進時有下列幾種情形：(1)砂、泥巖鉆時一樣，或有輕微變化，但無規(guī)律。這種情況主要發(fā)生在壓實小、成巖性差的淺部地層。(2)砂巖鉆時低，泥巖鉆時高，這種情形主要發(fā)生在深部地層或成巖性好的地層中。(3)砂巖鉆時高，泥巖鉆時低。這種情況主要產(chǎn)生于砂質巖性較粗的地層中，或砂巖中石英含量高，或砂巖為硅質膠結。有時，同一種巖性，不同顏色巖性的鉆時區(qū)別很大。2.巖屑PDC鉆頭的特殊破碎機理，多數(shù)時導致鉆井巖屑非常細小。這種細小巖屑的形狀和表觀顏色與牙輪鉆頭下的特征也不一樣。(1)顏色：牙輪鉆頭產(chǎn)生的巖屑個體大，顏色變化鮮明，象工筆畫一樣，棱角分明；而PDC鉆頭產(chǎn)生的巖屑細小，易受泥漿侵染，顏色變化不鮮明，呈漸變，象水彩畫一樣，有種朦朧模糊的感覺。(2)形狀：一般在壓實小、成巖性差的淺部地層，PDC鉆頭產(chǎn)生的巖屑特別細小，在泥漿中呈絮狀，曬干后呈粉末狀。有時不同層位的巖屑混雜在一起并重新粘結，甚至與鉆井泥漿產(chǎn)生的泥餅混雜粘結在一起；在成巖性較好或較古老的地層中，巖屑呈小片狀或呈粒狀。有些特殊巖性，PDC鉆頭能把巖屑塑造成特殊形狀。在塔里木盆地的S96井中發(fā)現(xiàn)，卡拉沙依組的黃灰色灰質泥巖，其巖屑一面呈光滑的鏡面，另一面呈紋理狀（如圖4）。圖4

PDC鉆頭產(chǎn)生的特殊巖屑形狀3.氣測一般在近平衡鉆井中，氣測儀所測的氣體含量多為鉆井巖屑的破碎產(chǎn)生的氣體含量，PDC鉆頭產(chǎn)生的巖屑細小，有利于氣體的充分擴散與釋放，因此，PDC鉆頭的使用，有利于氣測錄井。從廣義上講，地層的含氣性與區(qū)域生儲蓋組合特征有關，表現(xiàn)在局部層段，巖石含氣性與巖石的孔滲性有關，不同的巖性具有不同的孔滲性，也就具有不同的氣測值，因此氣測值的變化在一定程度上反映了巖性的變化，地層含氣性越豐富，氣測值隨巖性變化也越明顯。東海西湖凹陷上花港組、平湖組和松遼盆地南部后五家戶構造、孤家子構造上泉頭組、登婁庫組，地層含氣性好，氣測值的變化較好地反映了巖性的變化，為巖屑錄井提供了良好的參考(如圖5)。圖5某井氣測值與巖性的對應關系4.熒光顯示熒光錄井是發(fā)現(xiàn)油氣最直接的手段之一，在正常鉆進過程中，巖屑熒光顯示的強弱，與巖屑所含的油氣多少有關。而熒光顯示是巖層被鉆頭破碎成巖屑后，由泥漿攜帶至井口，儲集巖孔隙內殘余油氣經(jīng)過鉆頭和泥漿處理后在熒光燈下的具體表現(xiàn)。因此，巖屑破碎程度影響了熒光顯示級別。被PDC鉆頭破碎的巖屑明顯偏小、偏細，熒光顯示較弱，因此，PDC鉆頭鉆進時，發(fā)現(xiàn)油氣顯示的難度會增大。5.鉆井參數(shù)PDC鉆頭多采用高轉速、小鉆壓方式鉆進，而鉆具扭矩對轉速非常敏感，扭矩變化又引起一系列鉆井參數(shù)的變化。在PDC鉆頭高速剪切地層過程中，不同的巖性所引起的鉆井參數(shù)的變化程度也不一樣，尤其是電動鉆機，鉆井參數(shù)隨巖性的變化尤為明顯。因此，鉆井參數(shù)的變化在某種程度上反映了巖性的變化。某勘探鉆井平臺配置電動鉆機、頂部驅動，承擔錄井服務的綜合錄井儀配備了電扭矩傳感器和電頂驅轉速傳感器。施工數(shù)口井表明，在三開井段（12-1/4”鉆頭、5”鉆桿），扭矩和頂驅轉速變化能很好地反映了巖性的變化，砂質巖扭矩和頂驅轉速曲線為高頻率、高幅度的震蕩曲線，而泥質巖曲線較平直或低頻率、小幅度曲線。曲線的震蕩頻率和幅度越高，其巖性則越粗(如圖6)。圖6某井巖性與鉆井參數(shù)對應變化曲線另外，在互層井段，如果組成互層的巖性間密度反差大，在鉆遇巖性界面時，鉆壓參數(shù)常常發(fā)生變化，并且密度反差越大，鉆壓變化也越大。如在鄂爾多斯盆地石炭、二疊系煤系地層中，當鉆頭鉆遇煤層或炭質泥巖時，鉆壓參數(shù)會突然變小。四、PDC鉆頭條件下錄井方法實踐表明，PDC鉆頭條件下的錄井沒有絕招、沒有靈丹妙藥、沒有放之四海而皆準的經(jīng)驗。要搞好PDC鉆頭條件下的錄井首先要重視常規(guī)錄井和傳統(tǒng)的錄井方法，練就肉眼觀察巖屑的真本領；其次是充分利用和挖掘綜合錄井參數(shù)，找出適合某地區(qū)或某井段的訣竅；第三是引進新技術新方法，開拓視野。1.重視常規(guī)巖屑錄井PDC鉆頭條件下的巖屑錄井方法與三牙輪鉆頭相比，既具有普遍性又具有特殊性，同樣在“撈、洗、挑、照、描”五個環(huán)節(jié)上下功夫。(1)正確的撈砂方式采用正確的撈砂方式很重要，可根據(jù)不同地區(qū)、不同井段、不同設備而選擇不同的撈砂方式。上部地層成巖性差、易造漿，PDC鉆頭破碎成的細小巖屑，經(jīng)振動篩振動作用，不同層位的巖屑混雜在一起并重新粘結或與泥餅粘結，失去了巖屑本來面貌，因此上部地層多采用泥漿槽撈屑；而下部地層成巖性逐漸變好，巖屑多為小片狀，不易沉淀在泥漿槽里，振動篩上的巖屑較真實，因此采用振動篩取樣。(2)正確的洗屑方法大水沖洗的方法清洗巖屑在PDC鉆頭條件下一般不適用，一般用洗樣盆清洗巖屑，緩慢漂洗、沉沙。巖屑并非洗得越干凈越好，對于上部易造漿的巖性，清洗越厲害，巖屑越失真，并且對后期熒光檢查也不利。從現(xiàn)場巖屑錄井過程看，除不可抗拒的鉆頭和鉆具結構因素外，對于振動篩的振動、巖屑清洗時的水沖、攪動力度、頻度等也加重了鉆屑的粉碎程度，尤其是對疏松的砂礫巖儲層和含油砂巖，更減少了有效成分的含量，嚴重時可能會造成巖屑采集量不足、油氣顯示難以發(fā)