PDC钻头施工条件下录井方法探讨

张大伟

(大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一大队,黑龙江大庆 163411)

随着钻井工艺不断地进步和机械加工技术不断地发展，PDC钻头已经成为石油钻井施工中不可或缺的工具，在直井、定向井、水平井和大位移井中的应用也相当普遍。由于PDC钻头在使用过程中具有机械钻速高、钻井速度快的特点，造成录井现场人员岩屑采集量不够，甚至难以采集到岩屑，给地层的准确划分和储集层的确定带来了相对大的困难。为了提高岩屑录井的准确率，及时发现并准确确定油气储层有必要对PDC钻头施工条件下的录井进行深入、细致地研究与探讨，这样才能够满足复杂地质条件下的勘探开发需求。

1 PDC钻头施工条件下对录井的影响分析

虽然PDC钻头在钻井工程施工中的优势是牙轮钻头无法比拟的，施工效率也非常高，但是却给现场录井带来了比较大的困难，通过多年的现场录井实践可以让我们知道，PDC钻头施工条件下对录井的影响主要体现在以下几个方面。

1.1 对现场岩屑录井的影响分析

岩屑录井是根据钻井施工中的岩屑返出顺序进行连续收集的，通过对收集的岩屑进行全方位的观察与描述后，能够有效恢复地层的岩性剖面，具有低成本、高效率的特点，是现场地质录井中不可或缺的手段，但是在应用PDC钻头施工的条件下却对岩屑录井产生了影响，一是采集岩屑量难以达到岩屑录井需求。PDC钻头的破岩机理为剪切破碎，施工中采用低钻压、高转速的施工参数，因此会使破碎的岩屑非常细小，再加之岩屑上返过程中的钻井液对岩屑的冲刷，更加剧了岩屑细小的程度，因此给地质录井人员的岩屑采集带来困难，甚至采集不到岩屑。二是岩屑识别困难。PDC钻头破碎的岩屑细小就直接导致了岩屑的识别困难，给岩屑的正确观察、准确挑样与分析、以及命名都带来了非常大的困难，甚至难以分清楚岩屑的组成矿物成分，不能够及时准确地划分地层。三是岩屑描述困难。由于岩屑细碎，会有不同的层位岩屑混杂在一起，给现场地质录井技术人员的岩屑描述带来困难。四是对油气显示级别判断不准。当PDC钻头破碎的岩屑中含有油气的时候就会进入到钻井液中，由于PDC钻头的机械钻速非常高，会使破碎岩屑中进入钻井液的油气减少，特别是一些显示不是很明显的比较微若的油气就很难被发现，甚至发现了对油气定级也困难。

1.2 对钻时录井的影响发现

众所周知，钻井施工中的钻时是最能直观表现地层可钻性大小的，在应用牙轮钻头施工的时候，由于牙轮钻头的破岩机理为高钻压的碾压破碎，在砂岩地层中会表现出机械钻速较低，在泥岩地层中机械钻速较低，在钻时录井中表现比较明显，但是在应用PDC钻头施工的时候，由于PDC钻头为剪切破碎，因此无论是施工砂岩地层，还是施工泥岩地层，从钻时录井上来看都相差不大，甚至有的泥岩地层钻时还会好于砂岩地层，因此这样就给应用钻时录井来判断岩屑带来了困难，这个时候的钻时对于准确划分地层岩性已经不具有准确的指导意义了。

1.3 对荧光录井的影响分析

荧光录井相比岩屑录井而言，能够更准确地识别和发现轻微的油气显示，但是荧光录井却使建立在岩屑录井基础上，正如前面我们提到的，PDC钻头钻井施工条件下的岩屑特别细小，有的甚至成为了粉末状，这个时候岩屑孔隙中的油气在破坏后会迅速地进入到钻井液中，岩屑在上返过程中经过钻井液的多次冲刷，仅存的一点孔隙也会被破坏，因此这样的岩屑在应用有机溶剂后也很难获得很好的油气特征，这样也就使荧光录井失去了本来的目的与准确性。

2 PDC钻头施工条件下的录井方法

PDC钻头的大规模应用虽然提高了钻井施工效率，但是却给现场地质录井采集人员带来了不小的困难与挑战，使现场地质录井人员难以对地质资料采集全、采集准确，因此在有些油田通常的做法是在目的层段会限制PDC钻头的应用，但是这样又会影响钻井效率，不能满足低成本勘探开发的需要，因此现场地质录井采集人员必须要克服困难，不断探索与实践，以适应PDC钻头施工条件下的地质资料采集工作。

2.1 岩屑采集与识别改进方法

首先在岩屑的采集方面，应该与钻井队积极沟通，调整钻井液的流变性能，使用振动筛筛布的目数在80目以上，以减少细小岩屑颗粒在振动筛上的漏失。在对采集到的岩屑进行清洗的时候，切记不要在岩屑清洗槽中猛冲、快洗和大幅度翻动，而是要准备专门的小盆进行盆内清洗，清洗人员在清洗过程中要小水流冲洗，慢慢搅动，待岩屑稍有沉淀后将浑水倒出，继续换清水进行慢慢清洗。将清洗后的岩屑在烘干过程中不要去翻动，以免引起岩屑表面模糊，影响岩屑识别判断。对于一些有条件的录井施工现场，可以结合自身条件使用岩屑自动收集装置，提高岩屑的采集效率。

其次在岩屑的识别方面，对于PDC钻头破碎的细小的岩屑如果采用传统的烘干后进行描述，往往结果是不够准确的，因此要应用干湿相结合的方式来对岩屑进行描述。第一步是在岩屑清洗过后在湿的状态下进行粗略描述，待岩屑烘干后再进行细致描述，这样就可以使岩屑描述结果更为准确，同时对于那些细小的砂岩岩屑，由于孔隙度遭到很大的破坏，会使含油气降低很多，因此在对岩屑含油气等级进行评定的时候就尽量上提一个等级，以此来保证地层油气含量的准确性。

2.2 钻时录井方法改进措施

针对PDC钻头施工条件下砂岩与泥岩地层钻时相差不大的实际，现场地质录井人员就要改变钻时录井方式，将钻时录井比例进行放大，将1mm刻度代替10min/m钻时的比例放大到1mm刻度代替5min/m钻时，这样就使砂岩与泥岩地层的钻时相差变得明显，为准确掐准层位打下基础。

2.3 荧光录井及其它辅助方法改进

在进行荧光录井时采用相邻井段3～5包中各自取等量岩屑放在荧光灯下进行观察，如果发光颜色与上部井段有着明显的区别，那么就可以判断为新显示。除此以外还可以借助其它录井参数来判断地层和显示情况，比较常用的为气测录井、地化录井和岩屑分析伽马等参数，这些录井方式综合应用都可以很好地解决PDC钻头施工条件下的录井卡层难题。

3 结束语

地质录井是发现油气藏的重要手段之一，因此在油田勘探开发中具有非常重要的作用，在PDC钻头施工条件下，针对PDC钻头破碎岩屑的特点，在岩屑采集、岩屑识别、钻时录井、荧光录井和其它录井方法综合运行的情况下，是可以准确判断油气层深度和等级的，是能够满足勘探开发需求的。