录井工程技术在水平井导向中应用

胡丰波

摘要：录井工程技术是石油勘探开发过程中一项重要技术，录井结果对水平井钻进起着至关重要的作用。通过对录井工程技术各个方法原理及录取资料进行分析，评价不同录井技术对水平井井眼轨迹的控制作用。认为录井工程技术能有效指导水平井井眼轨迹的钻进;其优势是能直观反映地下地层信息，缺点是迟到时间差，不能对井眼轨迹进行实时调整;录井与测井相融合的水平井钻进导向技术是未来水平井钻进需要攻克的主要科学问题。

1 引言

录井工程技术是石油勘探开发过程中一项重要技术，录井结果对水平井钻进起着至关重要的作用。现代录井工程技术是基于岩屑录井发展起来的一套集地质、地球化学、电子信息和计算机监测一体化的地层监测信息技术。它在地层钻进过程中搜集、处理、分析大量与地层相关的第一性的岩性、物理、化学性质;建立地层垂向剖面;发现和评估油气层;帮助钻井施工、预测油气层位及指导后期油气测试。随着非常规油气层的发现，水平井钻井需求量越来越高，录井工程技术对水平井钻进的辅助作用也显得越来越重要。如何利用录井技术来指导水平井钻进是一项油气地质领域关心的重要科学问题。

2 录井工程技术

现代录井工程技术主要包括：岩屑录井、工程录井（钻时、钻压、泥浆等）、气测录井、荧光录井及地化录井（岩石热解）。

2.1 岩屑录井

岩屑录井是描述钻头破碎岩层后随钻井液返出井口的岩屑的过程。依据研究区目的选取不同的取样间距连续捞取岩屑，后期再根据实测测井曲线对岩屑柱进行归位、建立研究区整体岩性地层柱。

录取资料主要包括：岩屑实物、深度、颜色、矿物成分、岩性、化石及含有物、物理性质、结构、构造、与稀盐酸反应情况、含油气情况等。

2.2 工程录井

工程录井是应用自动监测仪器直接获取钻井相关参数，连续监测钻井过程实时参数变化一种录井技术。

工程录井监测的主要资料：钻时，分钟;钻压，kN;大钩负荷，kN;大钩高度，m;转盘扭矩，kN;立管压力，MPa;套管压力，MPa;转盘转速，r/min;泥浆泵冲速率，冲/min;泥浆池体积，m3;泥浆密度，g/cm3;全烃及烃类气体组分百分含量，%;迟到时间，min等

2.3 气测录井

气测录井是一种监测井口泥浆携带的全烃、组分气体含量及非烃气体含量的地球化学录井方法。

气测录井监测的主要资料：烃类气体中的全烃含量、组分含量;非烃类气体二氧化碳、硫化氢等含量。

2.4 荧光录井

荧光录井是一种按照石油使用荧光分析仪器测定现场采集到的岩屑荧光性的录井方法。荧光录井分为定性荧光和定量荧光两种。

定性荧光监测的主要资料：干照、湿照及滴照后岩屑颜色、级别等。定量荧光监测的主要資料：油性指数、最佳激发波长、最佳发射波长、荧光强度、含油浓度。

2.5 地化录井

岩石热解地化录井是新进发展起来的一种录井方法，刚开始主要用于烃源岩资源评价，后期随着非常规油气开发逐步开始广泛应用。岩石热解地化录井是利用岩石热解仪对钻进过程中的岩屑样品分析，获取烃源岩或储集层岩石热解参数的录井方法。

岩石热解地球化学录井监测的主要资料：含油气总量、气产率指数、油产率指数、油气总产率指数、原油轻重组分指数、凝析原油指数、轻质原油指数、中质原油指数及重质原油指数。

2.6 其它录井技术

除了上述录井方法外，还有罐顶气、脉冲核磁共振谱仪录井及核磁共振录井

罐顶气是岩屑中的轻烃部分挥发后“剩余轻烃”自然脱附后形成的气体。PK录井就是脉冲核磁共振谱仪录井。主要用以计算岩屑样品中的物性参数。核磁共振技术原理是检测岩石样品孔隙内流体氢原子核。其信号强弱反映岩石孔隙流体量的多少。

3 录井信息与水平井轨迹关系

岩屑录井资料能实时反映地下地层岩性变化，是了解地层变化的最直观、最有效的资料，在水平井钻进过程中，岩屑颜色、岩性、、矿物成分、岩性、化石及含有物、物理性质、结构、构造的变化能直观的告诉你水平井眼轨迹的变化，是调整轨迹的主要依据。通过与临井地层岩性的对比，可以确定轨迹纵向上或向下调整。但一般岩屑返回有个迟到时间，不能做到实时调整的目的。

工程录井是实时监测的数据，可以判断钻井过程中的异常情况，也能实时反映钻井轨迹的变化，包括地质异常、工程异常及地质-工程异常。这些异常也是调整井眼轨迹的重要依据，目的层油气侵入可以确定井眼轨迹钻进方向;地层高压、井涌或井漏也是识别水平井是否在目的层位穿行的主要依据;钻时、钻压等信息的异常也能帮助调整钻井轨迹。

气测值得大小是钻井过程中重要的地质信息，其值大小稳定与否与水平井钻井轨迹方向有着密切关系。水平井一般都设计在目的层内钻进，其气测值一般都较高，如有大的变动，其井眼轨迹肯定发生偏移，需要及时进行调整。其缺点也是存在迟到时间差，不能实时反映井眼轨迹变化对气测值的影响。

荧光录井已经从定性分析发展到定量数量阶段，定量荧光的发展为水平井钻井轨迹的调整提供了良好依据。定量荧光方法获得的数据可以帮助定量判断水平井钻井轨迹变化：变大或变小都表示井眼轨迹的变化，可以依据临近井荧光数据实时判断井眼轨迹调整方向。缺点也是存在迟到时间差，不能实时对井眼轨迹进行调整。

岩石热解地化录井通过储层中原油性质定性判别和烃源岩类型鉴别、丰度和成熟度定量评价来判断钻井轨迹的变化，进而进行井眼轨迹的调整。该方法也是基于岩屑录井工作的补充，所以也存在迟到时间问题，但其数据更加具有参考价值，特别是在非常规油气钻井过程中。

其它一些录井技术基本都是在岩屑基础上发展起来的一些录井方法，这些方法由于经费和技术方面的原因暂时还没有应用到现场实践中，这里暂不做相关分析。

4 结论

录井工程技术和水平井井眼轨迹存在良好耦合关系，利用录井信息可以有效调整井眼轨迹方向，达到地质导向功能。

录井工程技术优势是能直观反映地下地层信息，但也存在着因迟到时间差的客观问题，不能对井眼轨迹进行实时调整。

录井工程技术与随钻录井相结合的技术将是实时调整井眼轨迹的重要组合技术，大力发展录井与测井相融合的水平井钻进导向技术是未来水平井钻进需要攻克的主要科学问题。

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