绳索取芯钻进工艺对气测录井的影响

张裕虎 曲鹏程

（黑龙江省煤田地质测试研究中心，黑龙江 哈尔滨 150046）

1 引言

绳索取芯钻进工艺具有地质效果良好、生产效率高、钻进成本低等优点，在煤层气参数井施工中得到了广泛的应用。作为钻进过程中实时监测煤层气最佳方法的气测录井，以直观、连续、快速、灵敏等特点测量钻井液中烃类气体含量的变化反应地层中烃类的聚集与组成情况，往往与取芯钻进工艺相结合，但气测数据从采集到分析都会受诸多因素的影响，其中地质因素是无法改变的；仪器设备经过定期标定、校准可最大限度消除影响；绳索取芯钻进工艺，与常规钻进相比，增加了取芯作业环节[1-4]。本文将结合实例，从取芯作业和泥浆泵排量两个方面探讨绳索取芯钻进工艺对气测录井的影响。

2 取芯作业对气测录井影响

2.1 取芯作业基本流程

绳索取芯钻进工艺是在回次终了，岩芯装满取芯内管时，不提升全套钻具而是用带钢丝绳的打捞器从钻杆中把取芯内管提出，待把岩芯取出后又从钻杆中把取芯内管投入孔底的钻进方法[5]。

取芯作业一般可分为：投放打捞器、上提取芯内管、投放取芯内管到位三个步骤；整个作业过程停泵，钻井液处于相对静止状况。

2.2 取芯作业影响的主要表现

取芯作业过程对气测录井的影响主要表现在以下两个方面：

（1）后效气造成的假异常

井筒内静止的钻井液经过取芯作业后开泵循环，聚集在井筒中的气体随钻井液一起返至井口，形成后效气，这样可能会造成假的异常显示[6]，为现场划分异常层段以及后续资料处理带来不便。

（2）气测数据断点

色谱分析的全烃与组分数据均来源于钻井液所携带的井中气体。停钻取芯时，钻井液不再循环，气测数据不再实时反应井中状况，形成时间上的断点。

2.3 取芯作业影响的原因分析

黑龙江地区煤层气参数井SY-5采用XY-8B型岩芯钻机，立轴有效方入4.00m、钻杆单长3.00m，一般情况下每钻进3.00m就会停钻取芯，取芯作业次数随井深的增加而增加。该过程所需时间也与井深成正比，随着井深增加，整个取芯作业过程所耗时间会不断增加。在某些特殊情况下，取芯内管不能顺利提出或放下，会使作业时间相应延长，同时钻井液静止时间也会相应增长，而且每次停钻都会造成气测数据断点。

取芯作业影响气测录井的直接原因在于作业过程中钻井液的相对静止，具体分析其产生原因主要有以下几点：

（1）钻井液长时间与目的层接触，地层中所含气体会在欠平衡状态下不断向井内钻井液中扩散；

（2）提升取芯内管时的抽汲作用会加快地层气体的扩散；

（3）取芯作业过程，需要停钻停泵，钻井液不再循环处于静止状态，泥浆槽中液面下降，电脱不再脱浆，色谱分析所得为空气基值；即便还会脱浆，也是钻井液中残留气体，不再具有实际意义，从而造成数据在时间上的断点。

3 泥浆泵排量对气测录井影响

绳索取芯钻进工艺所采用XY-8B型岩芯钻机施工的井径一般较小，多在Φ96mm左右。为提高取芯率还会要求达到高转速低泵量，与其配套的泥浆泵排量、泵压均较小。煤层气参数井SY-5泥浆泵具体参数见表1。

表1 NBB型泥浆泵部分技术参数

3.1 泥浆泵排量影响的主要表现

泥浆泵排量对气测录井的影响主要表现在钻井液迟到时间上。

迟到时间计算公式如下：

式中：

t-迟到时间，min；

V-环空体积，m3；

Q-排量，m3/min；

D-钻头直径，m；

d-钻杆外径，m；

h-井深，m；

由上式可知，迟到时间与井深成正比，与排量成反比。随井深的增加，泥浆泵压力会不断增加，排量相应降低，迟到时间也会逐渐加长。

3.2 泥浆泵排量影响的原因分析

SY-5井目的层段气测迟到时间为24～28min，平均钻时为38min，平均每回次3.00m钻进时间为114min。

钻进结束，停泵，每回次下部井段会有半米以上的气测数据未能及时采集，经过一个取芯作业周期后，由于后效气影响，再经色谱分析的数据会与实钻过程中的气测数据存在一些偏差。若本回次结束后循环不充分，未将迟到井深循环至当前井深，再考虑到泥浆泵排量过小，后效气影响持续时间较长，将会对下回次上部井段气测值也有一定的影响：上部气测值将会是地层实际气体含量与后效气累计之和，较实际偏大。

与此同时，全烃实时监测的功能也受到一些影响，不能有效实时监测井下状况，预防井涌、井喷等事故效果也将会减弱。

4 结论

（1）提升岩芯内管前，应尽量继续循环钻井液，直到该回次气测数据取全。

（2）根据设计井深，配备适当的泥浆泵，以缩短迟到时间，减少循环时间。

（3）在回放整理气测数据时，要剔除假值，只留取地层真实气测值。