地质录井技术在GX801长段取芯井施工中的应用

2022-06-15范英海

西部探矿工程 2022年5期

范英海

（大庆钻探工程公司地质录井二公司录井分公司，吉林松原 138000）

1 概述

1.1 地质构造特征

XZ 油田构造上位于松辽盆地中央坳陷区的Q-G凹陷南部，主体包括GL、MX 两向斜及XZ、XH 等鼻状构造。各层构造整体趋势基本一致，始终是周边高、中间洼的较稳定构造格局。本区正断层发育，以近南北向、北北西向为主，少数呈北东、北西向，共解释断层1073条，延伸长度0.3～26km，一般为5km左右，断距一般在15～60m。在工区范围内断层主要发育在QT组-YJ组沉积时期，断裂以断穿T1-1-T2层为主，构造活动期与烃源岩生排烃期相吻合，成为油气向上运移至P油层的良好通道。断裂发育在纵向上具有明显的分层性，在T2 反射层上，断裂的数量较多，特征一致；在T1-1反射层及其以上地层中断裂的数量逐渐减少，断裂特征相似。部分断层早期形成，多期活动，是油气运移的良好通道，为油气富集创造了条件。

1.2 施工难点

（1）N二段、Q组脆性泥岩发育、裂缝发育；YJ组地层易缩径；该区块P 油层葡萄花油层裂缝频率0.323条/m，在大庆油田西部外围地区油藏类型中是裂缝频率最高的，易发井壁失稳、憋漏等复杂。

（2）根据设计提示和以往施工经验该井上部H 可能潜气层发育。

（3）本井五段制井眼轨迹，后期施工中钻机负荷压力较大，重点预防阻卡。确保井眼轨迹平滑、井筒净化水平、钻井液润滑保障能力。

（4）Q 组钻井取芯，设计取芯长度300m，取芯段2138～2438m，施工周期长，井壁稳定工作难度大。

（5）完井电测要求钻开油层后，钻井液电阻率应达到3.5～4.5Ω·m（18℃），目前钻井液能力，满足不了要求。

2 录井及取芯要求

为补充完善该区块地质资料数据，明确地层分层情况，在本井增加岩屑、气测等录井项目，具体内容见表1。

表1 现场录井项目表

2.1 取芯要求

（1）必须保证取芯质量，岩芯收获率要达到98%以上，如连续2 筒次收获率低于90%，现场负责人有权要求钻井队停止取芯，待查清原因后方可继续取芯。

（2）在钻入取芯目的层之前必须进行对比电测，以保证取芯层位的准确，并在正式取芯前试取1～2筒。

（3）钻井取芯过程中，取芯井钻井液密度和钻井液电阻率要与该区块正常开发钻井的钻井液密度和钻井液电阻率保持一致，即钻井液电阻率应符合3.5～4.5Ω·m（18℃）的要求。

（4）每次取芯前要严格检查取芯工具，每筒取芯钻进时间不得超过2h。

（5）现场录井对岩芯进行精描，精度达到2cm，描述岩性精细变化、页理发育情况、裂缝特征，特殊岩性进行拍照，录全、录准第一手资料。同时要求青一、二段岩芯进行荧光干照照相，滴氯仿荧光照相及全井段岩芯进行荧光扫描，并对深度进行归位。此外，按页岩油“四性”评价标准在现场开展取样分析。

（6）取芯井段及工具见表2。

表2 GX801井取芯井段及工具型号表

2.2 取芯技术要求

（1）起下钻遇阻、遇卡井段必须划眼处理正常。

上述分析表明车速为45 km/h时列车处于恒功转折的状态，此状态下将电感L（单位：mH）分别取2、8、14和20，其他参数不变进行讨论，对应的阻抗比奈奎斯特图与阻抗波特图如图5所示。

（2）井底如有金属等落物必须处理干净。

（3）取芯工具下井前，各部分丝扣连接要上紧，防止倒扣。

（4）下钻做到操作平稳、不猛刹、不猛放、不猛顿，井斜较大及井径缩小处必须慢下，若遇阻严重，需用牙轮钻头划眼，不允许用取芯钻头长段划眼。

（5）取芯钻头接近沉砂（或坍塌物）时，转动钻具，开泵循环钻井液清除沉砂及坍塌物，避免出现假岩芯或钻屑进入内筒造成堵芯磨芯现象，钻头接近井底，校对悬重。

3 录井技术研究

GX801 井为本区块的一口基础资料井，为充分认识本井地质地层构造情况，建立岩性剖面，为钻完井施工设计、储层认识及评价、压裂位置确定等提供精确数据支持，本井施工中运用了丰富的地质录井技术，全面采集地质地层数据。除去常用的地质录井、气测录井、综合录井、地化录井等技术外，还运用了定量荧光、核磁录井、元素录井、矿物录井、成像录井等特殊录井技术。

3.1 定量荧光录井

定量荧光录井技术是一种物理方法，它是利用特定波长的光谱对样品的萃取溶液进行激发，使溶液产生发射波，通过接受该发射波，进而得到反应样品特性的光谱谱图及相关参数的录井方法。

3.2 元素录井

以岩石化学为理论基础，通过对随钻岩石样品进行X 射线荧光光谱分析（XRF）获取岩石化学组分，进而研究岩石化学特征及其应用的一项录井技术。技术原理：当高能X射线轰击样品时，原子核外电子被释放出来，出现电子空位。这时处于高能态电子会跃迁到低能态来填补电子的空位，并释放出特征X射线（X射线荧光）。不同的元素产生的X 射线具有不同能量与波长，对这些X 射线的能量或波长进行分析就可以知道被分析物质的元素种类。元素录井具有以下作用：

（1）确定优质页岩各小层地层的矿物质特征参数；

（3）区分测井单伽马曲线所不容易区分的地层，多项数据指导随钻地质导向；

（4）通过实时脆性曲线优化井眼轨迹，预测压裂位置，优化压裂分段方案，给压裂优化设计方案提供数据支持；

（5）建立元素及矿物模型，为制定勘探开发方案提供依据，优化整体压裂方案。

3.3 核磁录井

利用氢核在磁场中的共振现象，测量弛豫过程中岩样弛豫时间等参数来分析岩石物性的一种方法。均是以弛豫和弛豫时间为基础进行分析的。能够从岩屑样品中获得比较准确的孔隙度、渗透率、含油饱和度、可动流体等参数。

3.4 成像录井

综合应用现代地质学、光学、图像学和计算机技术，采集岩样数字图像并进行图像处理和分析来评价储层岩石、沉积成岩、含油性等特征的录井技术。主要包括岩芯扫描、显微放大、荧光图像等。对岩芯进行高清晰的数字扫描，扫描图片有序排列，形成岩芯综合柱状图，大大方便岩芯资料的保存和应用。

4 录井技术综合应用

取芯钻进过程中进尺较慢，且绝大部分岩芯在岩芯桶内，导致取芯钻进时岩屑细碎、量少，给岩屑录井带来很大麻烦，不利于地质地层的清晰认识和储层的评价，现场通过以下录井技术措施，弥补岩屑录井数据不足的缺陷，补充完善相关地质地层数据资料。

（1）以常规地质录井为基础，通过岩屑录井，远观颜色、近观岩性，追踪岩屑百分含量的变化，进行分层、区分岩类和初步定名，然后选取代表性样品在双目镜下细致观察，描述其成分、结构、粒度、分选、胶结类型、含有物等，同时结合荧光、气测录井直接捕获地层中的油气信息，初步建立起地层剖面；穿插岩芯录井，深入认识重点层位的岩性、物性、含油性、沉积特征等；加强井壁取芯工作，由于其不受钻头类型的影响，不仅可以校正岩屑录井的偏差，而且还可以获取大量的重点层、可能层、可疑层的岩性、物性及油气信息，为地化录井、定量荧光分析、PK及核磁共振录井提供较为客观反映地层地质情况的岩石样品，实现准确分析、评价储层的目的。

（2）以综合录井为主导，通过其所获得的各种参数，监测钻进过程、发现气测异常、识别流体性质、辅助识别岩性、进行剖面归位。通过对松辽盆地的QA、CL、DA、HG、YT 等地区PDC 钻头条件下的实钻录井资料的研究发现：在明水组至姚家组地层钻进时其钻时在砂泥岩层中无明显差异，主要受钻压、转速等影响，与其呈正比关系，因此在岩性识别与剖面归位时要综合参考钻时、气测、dc 指数、钻压、转速、扭矩等因素。例如：泥岩层钻时微升，全烃、组分降低，dc指数进入非渗透区，正常情况下扭矩曲线变化幅度低，曲线平直，基值较砂岩地层低；砂岩层钻时微降，全烃、组分升高，dc指数进入渗透区，正常情况下扭矩曲线变化幅度大，基值较泥岩地层高，砂砾岩最高；油页岩层钻时微升，全烃、组分大幅升高，重组份齐全，dc指数进入非渗透区，正常情况下扭矩曲线变化幅度低，曲线平直，基值较砂岩地层低。在Q 组地层钻进时，呈现的是反钻时特征，即泥岩快，砂岩慢，特别是Q 二段含钙砂岩表现的尤为明显，此特征在钻压、转速、排量等工程参数相对平稳下可作为该组段岩性识别的重要参考依据。

（3）利用dc 指数曲线与气测全烃曲线异常幅度交汇法划分岩性界面区分储层与非储层，辅助识别岩性的同时进行剖面归位。利用气测组份参数异常与电导率参数异常识别地下流体性质，如气测全烃值在水层呈现低幅度基线状波动，组份参数值低或缺失，而电导率呈现高幅度异常；在油气层气测全烃值呈现高幅度，组份参数齐全，电导率呈现低幅度异常。