細碎巖屑描述在煤氣層開發中的意義

王恒

摘 要：在鉆井過程中，受到鉆頭類型以及地層性質影響，巖屑類型會受到影響，另外工程參數也會影響到巖屑類型，這就使得地質錄井巖性辨別更加困難，不容易歸位，造成油氣顯示層漏失等問題。在地質錄井中巖屑歸位主要采用巖屑自然伽馬歸位的方式，巖屑的采樣主要采用井字取樣和雙層振動篩進行取樣，因而巖屑的描述程序有所改變。文章主要提出了以關注鉆井液替代關注巖屑的方式發現油氣顯示，論述了采用氯仿對巖屑進行噴灑和逐包浸泡的方式進行油氣顯示，用以解決細碎巖屑錄井難的問題，使油氣發現率進一步提升。

關鍵詞：煤氣層開發；地質錄井；細碎巖屑

鉆井技術隨著油氣層的開發發展迅速，但是高速鉆井技術也帶來了諸多錄井難題，例如在鉆井過程中產生了諸多細碎巖屑，對巖屑的歸位造成了影響，使得巖性描述以及油氣層的發現更加困難，對油氣層評價以及錄井資料的利用造成了不利影響。所以現代地質錄井中對細碎巖屑的研究越來越重視。

1 細碎巖屑成因分析

1.1 鉆頭類型

鉆井現場所用的鉆頭中，刮刀鉆頭和三牙輪鉆頭對形成細碎巖屑的影響較小，金剛石鉆頭影響最大。據統計，人造金剛石鉆頭（TSP）所鉆細碎巖屑含量最大，其次是PDC鉆頭中的B35、T537和B486鉆頭，影響較小的是B9、B22、R482、R435鉆頭和試驗PDC鉆頭。鉆頭的齒數越多、越密，相應的巖屑越細小。TSP鉆頭和天然金剛石鉆頭的齒數比PDC鉆頭的多，所鉆巖屑也細碎的多，對巖屑錄井也越不利。

1.2 地層性質

導致細碎巖屑產生的主要原因還有客觀上的，例如地層巖性。若錄井所在地成巖作用相對較差，那么巖層膠結作用就越小，在鉆井過程中形成的巖屑越細小；若地層中巖性過于致密，也會造成細碎巖屑的返出，一般致密的巖層大多埋藏較深，屬于較老的層位，該類巖層的砂巖體也相對致密，巖屑的返出量相對較小，鉆進速度也相對較慢，巖屑也相對細小；另外金剛鉆在中地層以及軟地層中鉆進速度較高，返出巖屑粒徑也相對較為適宜。

1.3 工程參數

通過現場觀測可以發現，巖屑顆粒還會受到工程參數的影響，例如鉆盤的轉速、泵壓和鉆壓都會對巖屑粒徑造成影響，從而產生細碎巖屑。而在工程參數中，對巖屑粒徑造成最大影響的因素為鉆盤速度。有些鉆井鉆頭即便不使用PDC鉆頭，而是利用了滿井眼鉆，在返出巖屑過程中，巖屑會受到反復的研磨，因而變得十分細碎。而隨著鉆頭鉆進，深層巖石相對較為堅硬，鉆頭巖屑就變得較為細碎。

2 細碎巖屑對錄井的影響

2.1 巖屑難歸位

錄井過程中所需要的巖屑其實是油氣層上覆相鄰層段的混雜體，細碎巖屑中一些礦物成分無法用肉眼進行識別，因而巖屑的樣品挑選以及巖石定名相對較為困難。在目前的現場錄井中大多會將油砂樣品換成混合樣品，但是這樣會降低樣品質量，致使下一步的分析化驗以及對地層的跟蹤對比。由于巖屑太過細碎，對相鄰層面的巖性難以判別，無法發現新成份出現在哪一層面，無法對巖屑進行分層。部分油井鉆井過程中砂巖、泥巖之間的差異無法辨別，因而巖性歸為難度較大，不易進行錄井剖面的還原。

2.2 采樣困難

巖屑在返出過程中，由于粒徑過小，在振動篩上就有部分巖屑流失掉，而振動篩上的巖屑很多都是假巖屑。在取樣時沒有足夠的樣品，就會導致巖屑量不足。另外由于巖屑粒徑過小，因此清洗時，鉆井液中就會混雜大量的沙粒，泥巖同水混合就會變為造漿。在倒水時，細小的巖屑顆粒也會流失，因而使得巖屑代表性降低。甚至有些巖屑在返出時已經成為糊狀，很難進行有效分析，無法挑取油砂代表。

2.3 漏失油氣顯示

細碎巖屑的比表面積增加，因而油巖熒光顏色強度較弱，且十分分散，這就是的油氣層顯示不明顯，因而在評價發現油氣層時難度有所提高。細碎巖屑降低了油氣層的解釋符合率以及發現率。另外由于粒徑較小，因而難以挑樣，熒光巖屑混雜在非熒光巖屑中，即便有，因為含量過少熒光顯示也不明顯。

3 應對措施

3.1 雙層振動篩的使用

由于不考慮細碎巖屑，常規的巖屑篩選中大多會使用常規的振動篩，由于網目數小，因而巖屑篩選不到，或者網目數過大，導致巖屑混雜，巖屑質量降低，所以這里建議使用雙層振動篩對巖屑進行篩選。具體方法是上邊一層網目較小，以50～80目為主，主要分離井壁垮塌物、掉塊以及殘留巖屑等假巖屑。下邊一層網目較大，以80～100目為主，用以分離真巖屑。

3.2 巖屑的采集

地質錄井中，采集巖屑是錄井的基礎前提。在進行取樣前需要觀察振動篩中的情況，同鉆井工程師一起進行取樣分析，選擇振動篩布；其次，巖樣采集時需要采取井字取樣的方式進行取樣，從而確保取樣的可靠性、真實性。例如若返樣中的巖屑呈現出糊狀，那么可以首先對巖屑進行清洗；在清洗過程中應當選擇小水流輕輕攪拌，待巖屑沉淀后再進行換水，從而將密度較小以及懸浮沙粒去除掉；盡可能在倒樣時留下細小巖屑去除明顯大塊巖屑；最后，每次取樣前都需要清洗洗樣的盆，避免樣品產生混合。

3.3 巖屑的描述

巖屑描述包括已采集巖屑巖性的識別及其層段歸位。由于新型鉆頭的使用，振動篩的改進，使巖屑中很少有大于3mm的巖屑，而不足3mm的巖屑往往不能完整體現地層的全部巖性特點，因此巖屑分析描述只能局限于與巖石結構特點無關的特征上，如顏色、自然伽馬放射性等。剛洗的細碎濕巖屑表面清潔，巖石本色易露，容易觀察其巖性組合特征，適于進行濕樣粗描。在曬樣、烤樣時，切忌在巖屑未濾干水份的情況下過多地翻動，以免造成巖屑表面模糊難于描述。巖屑曬干后要結合巖屑濕描再進行細描。顏色差別較大的地層，可以直接通過顏色變化來判斷巖性，確定砂泥巖百分比的變化。另外，要準確描述巖屑的含油氣性還應結合槽面油氣顯示，洗樣時水面是否有油花、油膜，鉆井液槽面蒸汽和巖屑是否有油氣味等相關記錄進行。

4 油氣層識別

4.1 氯仿噴灑混合樣

若巖樣呈現粉狀以及泥沙狀時，細碎巖屑無法分離，在識別顯示前應當首先嗅一下巖樣。若砂巖中含有油氣，味道會濃一些。繼而進行熒光直照，若巖樣沒有熒光顯示，則可以在樣品上噴灑氯仿，通過這一方法可以有效提高油氣發現率。

4.2 逐包滴照、浸泡

不論在熒光檢查中是否顯示出熒光反應，都要進行熒光地找分析，對該段每米純凈砂巖進行熒光滴照可以有效顯示出砂巖中的油氣顯示，從而證實油氣顯示，即便熒光滴照無反應，也需要進行下一步檢查。

4.3 氣測錄井

在常規錄井中，細碎巖屑會極大的影響地質錄井質量，但是利用得當會促進油氣顯示發現率的提升。在錄井中應當著重關注鉆井液，這是由于巖屑破碎率越高，那么烴組分就會充分進入到鉆井液中，通過氣測錄井的方式，可以觀測處油氣顯示。

5 結束語

現代鉆井中大多會使用金剛石鉆頭，但是該種鉆頭會帶來諸多巖屑錄井難題，因此在錄井過程中應當結合細碎巖屑特點，綜合運用多種技術進行巖羊采集，從而詳細的描述巖屑，并對巖屑進行歸位。文章提出了一些解決細碎巖屑錄井的措施，在錄井過程中應當依照嗅→普照→氯仿噴灑→滴照→逐包浸泡，這一順序進行處理，從而保證油氣層的顯示。巖屑越是細碎，內部包含的油氣信息越大，更能提供優質油氣信息。

參考文獻

[1]李愛民.金剛石鉆頭錄井效果分析及錄井方法探討[J].斷塊油氣田，1995，2（4）：13～17.

[2]張輝.PDC鉆頭鉆井時地層巖性的隨鉆評估方法[J].鉆井工藝，1999，22（1）：14～15.