PDC鉆頭條件下錄井巖性劃分及應用

摘要:自國內引進PDC鉆頭技術以來，PDC鉆頭以其較高的鉆井時效和較大的經濟效益而受到鉆井公司的青睞。然而由于PDC鉆頭條件下上返的巖屑整體細小、混雜給常規錄井技術中巖性、油氣顯示和識別帶來較大的干擾。

關鍵詞:PDC鉆頭巖屑巖

中圖分類號:TE921文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)03(a)-0050-01

1 PDC鉆頭的特點及對現場錄井的影響

近年來，隨著鉆井工藝的突飛猛進，為提高鉆井生產實效和速度，節約鉆井成本，PDC鉆頭因其快速、安全、使用時間長、使用時間長、井身質量好、低成本高效益的優勢得到廣泛應用。

1.1 PDC鉆頭的特點

PDC鉆頭全稱為聚晶金剛合金片鉆頭(Polycrystalline Diamond Compact)，這種鉆頭采用人造金剛石材料，聚晶金剛石薄片與炭化鎢圓片接觸面的幾何形狀也有所改進，熱穩定極限從原來的700℃提高到1150℃。PDC鉆頭相對于傳統三牙輪鉆頭，其優越性顯而易見:

(1)提高了機械鉆速，從而使鉆井速度加快，降低鉆井成本;(2)單位鉆頭鉆進進尺高，鉆頭使用壽命長;(3)適用地層廣;(4)安全系數大，事故發生率較小。

然而PDC鉆頭所鉆的巖屑細小，因此對現場錄井有一定的影響。

1.2 PDC鉆頭的使用對現場錄井的影響

對于目前錄井技術而言，常規錄井在非PDC鉆頭條件下實現探井資料錄取已形成較成熟的一套方法[1]。PDC鉆頭應用以來，已有多篇文章對PDC鉆頭對錄井的影響進行了論述。結合錄井的實踐，主要表現在三點:(1)巖屑細小與混雜，造成巖性的識別和定名困難;(2)砂泥巖鉆時差別不大，鉆時分層參考價值降低，造成巖性分層與歸位困難;(3)巖石破碎嚴重，巖屑樣品油氣逸散嚴重和挑樣困難，造成熒光顯示降低，油氣顯示落實困難。

2 PDC鉆頭條件下錄井巖性劃分方法

2.1 巖屑巖性識別方法

PDC鉆頭條件下巖性識別除放大鏡、熒光燈等常規器具外，必須配備高倍光學顯微鏡、碳酸鹽巖分析儀以及其他一些特殊用于巖性分析與鑒別的化學指示劑。借助于上述必要工具及指示劑，巖屑巖性的識別和主要流程如圖1所示。

在巖性識別，定名的過程中，一定要注意下面幾個方面:(1)顏色。由于不同礦物光學性質的差異，導致不同的巖屑顏色存在著差異。PDC鉆頭條件下在“遠觀顏色”的同時一定要注意強調“近觀、細觀顏色”。(2)粒級及形狀。PDC鉆頭條件下，成巖作用及壓實程度差異導致巖石破碎程度不同。(3)硬度及手感。對細小的巖屑樣品用手指進行拈磨，感覺其硬度和質感。通過這些差異對砂巖、泥巖、灰巖等巖屑樣品進行初步定性區分。(4)普通熒光燈下巖屑顆粒發光特征。普通熒光燈紫外線照射下，砂質巖、部分灰巖巖屑顆粒往往存在著顏色的差異。(5)選取適量的代表性樣品，借助高倍光學顯微鏡、碳酸鹽巖分析儀及鑒別化學指示劑進行巖屑的最終分辨。

2.2 巖層分層界線的確定和深度歸位

PDC鉆頭條件下，巖性界限確定和深度歸位主要是結合具體巖性，根據不同區塊地層巖性組合及所鉆遇地層成巖作用特征，參考實時綜合錄井圖上特征參數變化與特征井段來實現[2]。(1)參考鉆時。傳統常規錄井方法中，以鉆時為重要參考的巖性分層界限線確定方法，在PDC鉆頭條件下并非完全失效。對于壓實作用較強的地層，鉆時還是表現出明顯區別。鉆時突變的界線常常是地層巖性剖面的分界線，具體歸位必須以巖屑實物為準。(2)參考綜合錄井參數。對于成巖及壓實作用較差、鉆時差異不明顯的地層，主要依據實物巖屑。根據新巖屑出現的深度、數量，參考綜合錄井儀錄取的各種與地層相關信息的特征參數，進行深度及厚度確定歸位。

2.3 應用實例

在勝利油田2005年下半年與2006年上半年共完井95口，在錄井工作中充分運用上述技術手段，均卡準完鉆層位100%，油氣發現率97.6%，剖面符合率平均92.8%，其中35口井共節約進尺4306.5m，節約鉆井成本約784.31萬元。表1為部分完井錄井成果。

結論:在具備良好的鉆井設備、泥漿技術保證的前提下，通過加強錄井過程中的基礎性工作，注重對巖屑的正確分析和判別，可以實現PDC鉆頭條件下的探井資料錄取，滿足勘探要求。

PDC鉆頭條件下巖性識別和劃分主要是結合具體巖性，根據不同區塊地層巖性組合及所鉆遇地層成巖作用特征，參考實時綜合錄井圖上特征參數變化與特征井段來實現。

參考文獻

[1]王佑寧，等．PDC鉆頭條件下巖性識別新技術探討[J]．錄井技術，2003，(4)．

[2]賈世亮，等．PDC鉆頭地質錄井方法探討[J]．錄井技術，2002，(4)．