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[摘 要]随着油田进入勘探开发中后期,地层产出液含水率上升,开发难度大、成本高,为有效解决这一问题普遍使用大斜度井钻井,给现场地质录井工作带来了困难。为提高录井质量,对大位移井综合录井技术难点进行了分析,提出了相应的技术措施以保障获取的岩屑、荧光、气测、钻时、迟到时间等资料的准确性。
[关键词]大位移井;综合录井;难点;对策
中图分类号:TE27 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0034-01
前言
大斜度钻井给现场地质录井工作带来了很大的困难,油气显示落实和归位难度增加,钻时不能准确反映地层岩性和物性,而且水平井钻井为减少钻具磨阻,往往要使用油基钻井液,这又会影响荧光录井、气测录井的效果。所有这些因素都会降低录井资料的采集品质、岩性和油气层的符合率,使得录井工作质量得不到保障。为此,针对大位移井综合录井工作中的难点开展研究具有重要意义。
1 大位移井综合录井技术难点
1.1 对岩屑录井的影响
1.1.1 形成岩屑床
大位移井井斜角通常较大,造成井眼中钻井液上返时不能把已被钻头破碎的岩石碎屑全部带出井口而滞留在井眼环空中, 并在其自身重力的作用下沉积于井眼下井壁所形成的层状岩屑堆积体,这种岩屑堆积体称为岩屑床。录井实践表明,当井斜角大于30°就可能形成岩屑床,井斜角越大,越是容易形成岩屑床。同时,动力钻具钻进时,由于钻头旋转,钻具不旋转,使得岩屑床易于形成,并且规模较大。岩屑床的形成破坏了岩屑的正常上返,对岩屑识别描述、地层剖面归位等造成影响。
1.1.2 岩屑破碎
水平井岩屑不仅比直井混杂得多,而且比直井岩屑细得多。这是因为水平井和直井在岩屑破碎机制上差别很大,所以二者的岩屑破碎程度也差别很大。水平井由于井身轨迹弯曲,钻进过程中,钻具与井壁之间的磨擦大大增加,被钻头破碎的岩屑在由井底返出井口的过程中,不断地受到钻具与井壁、套管壁的碰撞、研磨而多次破碎,岩屑变得十分细碎。细碎的岩屑使得肉眼难以识别描述,必须采取相应技术对策。
1.1.3 井壁坍塌
水平井受其特殊井深结构影响,井眼四周应力不平衡,泥页岩井段长期在钻井液中浸泡,上侧井壁容易坍塌,坍塌的地层碎块,经钻井液冲刷和钻具碰撞、研磨,与新钻开地层的岩屑混杂在一起,增加了岩屑描述的难度。尤其是在裸眼井段较长时,这种因素的影响更为明显。井壁坍塌造成的井眼不规则,出现许多“大肚子”,有时井径扩大至钻头直径的几倍。岩屑在上返过程中,在“大肚子”处速度降低而滞留,也可造成先后钻遇地层的岩屑混杂。
1.2 荧光录井
大位移井对荧光录井的影响也是显而易见的,特别是对于一些轻质油油气藏,细小的岩屑在井眼中经过长时间的冲刷和浸泡,油气散失严重,用常规的荧光录井方法已经较难发现和落实油气显示,给目的层油气显示观察及其级别的确定增加了难度。
1.3 气测录井
在大位移定向井中, 钻柱与井壁摩阻大, 钻具负荷大, 为了减小磨阻, 往往在钻井液中加人原油、润滑剂、磺化沥青等有机物, 对气测录井的影响很大。大量油基钻井液的注人使得气测全烃曲线基线升高, 掩盖了地层中的油气显示, 全烃曲线也将失去连续测量地层油气显示的优势, 井下情况的复杂化使得综合录井仪的气测异常预报难度加大。这些因素的共同影响使气测录井的解释复杂且困难。
1.4 钻时资料失真
大位移井录井过程中钻时资料真实性下降,在普通直井钻进中,往往较长井段内各种钻井参数是相对稳定的,钻时能够比较真实地反映地层的可钻性。在大位移井、水平井的鉆进中,由于钻具易紧贴井壁,特别是扶正器基本與井壁四周接触,使得部分钻压施加于井壁上,传至钻头上的钻压减少,钻时明显升高,同时为满足造斜、增斜、降斜等定向施工的需要,时常要进行钻压、转盘转速和排量等工程参数的调整,钻时难以真实地反映地层的可钻性。
1.5 迟到时间失准
岩屑迟到时间不仅受到钻井液排量,钻井液性能,泵压,井眼尺寸、地层因素、井身结构、钻具旋转、岩屑尺寸等有密切的关系,同时受控于井斜角和岩屑的运行方式,因此水平井中岩屑的迟到时间较普通定向井更难确定,岩屑返出往往滞后于实际井深数米。在水平段,岩屑运行以滚动、跳跃式搬运为主,一部分岩屑要沿下井壁沉淀而形成岩屑床,通过提拉钻具、大排量冲洗破坏岩屑床,新老岩屑一起返出井口,故岩屑混杂、新老难辨,迟到时间延长。
2 提升大位移井录井质量的对策分析
2.1 做好岩屑录井工作措施
为了做好大斜度井岩屑录井工作,首先应注意正确的岩屑捞取、清洗方法,保证岩屑样品的代表性较好,清除假岩屑影响。在岩屑描述方面,熟悉工区构造、地层及岩性特征,结合设计要求,做到心中有数,描述应结合工区的地层岩性特征,特别在砾岩层段往往见不到砾石颗粒,在显微镜下观察时应注意认识岩屑的磨光面和破裂面,进行必要的恢复估计,提高岩屑剖面的符合率。其次,在描述岩屑时,应参考工程参数的变化,分析岩屑的变化是由于地层变化引起的,还是由于工程因素引起的。
2.2 气测、荧光录井
大位移井水平井钻井中通常会加入各种有机添加剂,对真假油气显示判断造成影响,在综合分析过程中,气测异常需要岩屑荧光试验来证实,同时岩屑荧光试验因气测异常而更有针对性,两者综合分析可落实油气显示情况。应加强荧光湿照、滴照,更精确确定岩屑荧光面积,对于荧光显示不明显的也应等到充分反应后再观察荧光和光圈。假显示的岩屑经过反复滴照,荧光发光强度逐次减弱或显示消失,真显示基本没变化或变化不明显。此外,还可以使用定量荧光技术来定量评价油层含油特性,特别是对轻质油层和低电阻率油层的判断较有成效;能很好地区分矿物荧光和石油荧光;通过石油荧光具有不同波长这一性质,可以区分是混人的原油还是地层的原油。
2.3 准确判断迟到时间
针对水平井中岩屑的迟到时间较普通定向井更难确定的特点, 在必要的情况下需加密测定迟到时间,并对综合录井仪迟到时间及时修正,保证岩屑准。综合录井仪的迟到时间是计算的理论值,实际上由于井眼不规则、钻井液泵工作效率及钻井液排量等因素的影响,实测迟到时间与理论计算时间之间往往存在较大的误差。在岩屑捞取过程中,通过加密实测迟到时间,不断地修正录井仪计算的岩屑上返迟到时间,可以保证砂样捞取的时间尽可能准确。迟到时间有多种检验方法,如( 丙烷) 气法、生米法、电石气法。
2.4 加强工程录井
尽管大位移井、水平井的钻时资料的“真实性”有所下降,但在钻井参数相对稳定的井段,钻时资料还是有一定的使用价值,这就需要综合考虑各项工程参数,例如钻压、泵压、扭矩等,准确划分油气层,而且需要录井人员详细记录工程变化情况,如定向钻进、滑动钻进、接立柱及活动钻具位置等,提高录井仪的工程服务能力。综合录井人员应密切观察所采集参数的异常变化,尤其是立管压力、套管压力、扭矩、悬重和钻井液等参数的变化,及时提供事故预报,确保安全施工。
参考文献
[1] 徐天用,裴道中.大位移水平井常见问题机理分析及对策.钻采工艺,2001,25(5): 22-25.
[关键词]大位移井;综合录井;难点;对策
中图分类号:TE27 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0034-01
前言
大斜度钻井给现场地质录井工作带来了很大的困难,油气显示落实和归位难度增加,钻时不能准确反映地层岩性和物性,而且水平井钻井为减少钻具磨阻,往往要使用油基钻井液,这又会影响荧光录井、气测录井的效果。所有这些因素都会降低录井资料的采集品质、岩性和油气层的符合率,使得录井工作质量得不到保障。为此,针对大位移井综合录井工作中的难点开展研究具有重要意义。
1 大位移井综合录井技术难点
1.1 对岩屑录井的影响
1.1.1 形成岩屑床
大位移井井斜角通常较大,造成井眼中钻井液上返时不能把已被钻头破碎的岩石碎屑全部带出井口而滞留在井眼环空中, 并在其自身重力的作用下沉积于井眼下井壁所形成的层状岩屑堆积体,这种岩屑堆积体称为岩屑床。录井实践表明,当井斜角大于30°就可能形成岩屑床,井斜角越大,越是容易形成岩屑床。同时,动力钻具钻进时,由于钻头旋转,钻具不旋转,使得岩屑床易于形成,并且规模较大。岩屑床的形成破坏了岩屑的正常上返,对岩屑识别描述、地层剖面归位等造成影响。
1.1.2 岩屑破碎
水平井岩屑不仅比直井混杂得多,而且比直井岩屑细得多。这是因为水平井和直井在岩屑破碎机制上差别很大,所以二者的岩屑破碎程度也差别很大。水平井由于井身轨迹弯曲,钻进过程中,钻具与井壁之间的磨擦大大增加,被钻头破碎的岩屑在由井底返出井口的过程中,不断地受到钻具与井壁、套管壁的碰撞、研磨而多次破碎,岩屑变得十分细碎。细碎的岩屑使得肉眼难以识别描述,必须采取相应技术对策。
1.1.3 井壁坍塌
水平井受其特殊井深结构影响,井眼四周应力不平衡,泥页岩井段长期在钻井液中浸泡,上侧井壁容易坍塌,坍塌的地层碎块,经钻井液冲刷和钻具碰撞、研磨,与新钻开地层的岩屑混杂在一起,增加了岩屑描述的难度。尤其是在裸眼井段较长时,这种因素的影响更为明显。井壁坍塌造成的井眼不规则,出现许多“大肚子”,有时井径扩大至钻头直径的几倍。岩屑在上返过程中,在“大肚子”处速度降低而滞留,也可造成先后钻遇地层的岩屑混杂。
1.2 荧光录井
大位移井对荧光录井的影响也是显而易见的,特别是对于一些轻质油油气藏,细小的岩屑在井眼中经过长时间的冲刷和浸泡,油气散失严重,用常规的荧光录井方法已经较难发现和落实油气显示,给目的层油气显示观察及其级别的确定增加了难度。
1.3 气测录井
在大位移定向井中, 钻柱与井壁摩阻大, 钻具负荷大, 为了减小磨阻, 往往在钻井液中加人原油、润滑剂、磺化沥青等有机物, 对气测录井的影响很大。大量油基钻井液的注人使得气测全烃曲线基线升高, 掩盖了地层中的油气显示, 全烃曲线也将失去连续测量地层油气显示的优势, 井下情况的复杂化使得综合录井仪的气测异常预报难度加大。这些因素的共同影响使气测录井的解释复杂且困难。
1.4 钻时资料失真
大位移井录井过程中钻时资料真实性下降,在普通直井钻进中,往往较长井段内各种钻井参数是相对稳定的,钻时能够比较真实地反映地层的可钻性。在大位移井、水平井的鉆进中,由于钻具易紧贴井壁,特别是扶正器基本與井壁四周接触,使得部分钻压施加于井壁上,传至钻头上的钻压减少,钻时明显升高,同时为满足造斜、增斜、降斜等定向施工的需要,时常要进行钻压、转盘转速和排量等工程参数的调整,钻时难以真实地反映地层的可钻性。
1.5 迟到时间失准
岩屑迟到时间不仅受到钻井液排量,钻井液性能,泵压,井眼尺寸、地层因素、井身结构、钻具旋转、岩屑尺寸等有密切的关系,同时受控于井斜角和岩屑的运行方式,因此水平井中岩屑的迟到时间较普通定向井更难确定,岩屑返出往往滞后于实际井深数米。在水平段,岩屑运行以滚动、跳跃式搬运为主,一部分岩屑要沿下井壁沉淀而形成岩屑床,通过提拉钻具、大排量冲洗破坏岩屑床,新老岩屑一起返出井口,故岩屑混杂、新老难辨,迟到时间延长。
2 提升大位移井录井质量的对策分析
2.1 做好岩屑录井工作措施
为了做好大斜度井岩屑录井工作,首先应注意正确的岩屑捞取、清洗方法,保证岩屑样品的代表性较好,清除假岩屑影响。在岩屑描述方面,熟悉工区构造、地层及岩性特征,结合设计要求,做到心中有数,描述应结合工区的地层岩性特征,特别在砾岩层段往往见不到砾石颗粒,在显微镜下观察时应注意认识岩屑的磨光面和破裂面,进行必要的恢复估计,提高岩屑剖面的符合率。其次,在描述岩屑时,应参考工程参数的变化,分析岩屑的变化是由于地层变化引起的,还是由于工程因素引起的。
2.2 气测、荧光录井
大位移井水平井钻井中通常会加入各种有机添加剂,对真假油气显示判断造成影响,在综合分析过程中,气测异常需要岩屑荧光试验来证实,同时岩屑荧光试验因气测异常而更有针对性,两者综合分析可落实油气显示情况。应加强荧光湿照、滴照,更精确确定岩屑荧光面积,对于荧光显示不明显的也应等到充分反应后再观察荧光和光圈。假显示的岩屑经过反复滴照,荧光发光强度逐次减弱或显示消失,真显示基本没变化或变化不明显。此外,还可以使用定量荧光技术来定量评价油层含油特性,特别是对轻质油层和低电阻率油层的判断较有成效;能很好地区分矿物荧光和石油荧光;通过石油荧光具有不同波长这一性质,可以区分是混人的原油还是地层的原油。
2.3 准确判断迟到时间
针对水平井中岩屑的迟到时间较普通定向井更难确定的特点, 在必要的情况下需加密测定迟到时间,并对综合录井仪迟到时间及时修正,保证岩屑准。综合录井仪的迟到时间是计算的理论值,实际上由于井眼不规则、钻井液泵工作效率及钻井液排量等因素的影响,实测迟到时间与理论计算时间之间往往存在较大的误差。在岩屑捞取过程中,通过加密实测迟到时间,不断地修正录井仪计算的岩屑上返迟到时间,可以保证砂样捞取的时间尽可能准确。迟到时间有多种检验方法,如( 丙烷) 气法、生米法、电石气法。
2.4 加强工程录井
尽管大位移井、水平井的钻时资料的“真实性”有所下降,但在钻井参数相对稳定的井段,钻时资料还是有一定的使用价值,这就需要综合考虑各项工程参数,例如钻压、泵压、扭矩等,准确划分油气层,而且需要录井人员详细记录工程变化情况,如定向钻进、滑动钻进、接立柱及活动钻具位置等,提高录井仪的工程服务能力。综合录井人员应密切观察所采集参数的异常变化,尤其是立管压力、套管压力、扭矩、悬重和钻井液等参数的变化,及时提供事故预报,确保安全施工。
参考文献
[1] 徐天用,裴道中.大位移水平井常见问题机理分析及对策.钻采工艺,2001,25(5): 22-25.