泡沫鉆井下錄井資料的獲取

摘 要：泡沫鉆井具有提高鉆井速度，降低井漏風險的特點，在渝東南上部地層鉆進中被普遍采用。但其相對封閉的高壓循環系統給錄井資料的獲取帶來了很大的挑戰，錄井現場通過改進采集裝置，完善錄井技術理論，保證了錄井資料的獲取率和質量。

關鍵詞：泡沫鉆井；錄井；改進

1 泡沫鉆井

泡沫鉆井是指鉆井時將大量的空氣分散在少量含起泡劑（表面活性劑）的液體中作為循環介質的工藝。泡沫鉆井工藝技術流程：是以泡沫基液為工作對象，用空壓機對空氣先進行初級加壓，然后經過增壓機增壓后的氣體再與霧化泵泵出泡沫基液混合，經立管三通進入鉆具，泡沫通過鉆頭時對鉆頭進行冷卻，再通過井口的旋轉頭（旋轉密封），泡沫和鉆屑進入排砂管線，最后到巖屑池，完成攜帶巖屑和消除粉塵的任務，泡沫自然破泡后基液回收到上水池進行再利用。

泡沫鉆井施工作業工藝流程圖如圖1所示：空氣→空壓機→增壓機→霧化泵（基液與氣體混合）→立管→鉆具→鉆頭→環空→井口→排砂管→巖屑池→破泡后基液→上水池。

圖1 泡沫鉆井工藝流程

渝東南的渝X井是四川盆地川東南地區彭水——德江褶皺帶桑柘坪向斜的一口重點探井/水平井。該地區地形構造復雜，上部地層缺失，表層即為三疊系下統大冶組的灰巖，裂縫、溶孔發育，并可見溶洞。中部為二疊系地層，同樣為灰巖，裂縫、溶孔發育，易斜、易漏。為提高鉆井效率，降低鉆井過程中井漏風險，該井采用了泡沫鉆井工藝。

2 錄井資料獲取的挑戰

常規錄井獲取地質資料的設備和技術在泡沫鉆井下受到巨大的挑戰：（1）氣體采集較困難，采集到的氣體被泡沫稀釋，弱化了采集的信息；（2）泡沫鉆井循環相對封閉，無法采用常規的振動篩，實現分離固液相的方式采集巖屑；（3）常規鉆井條件下使用遲到時間的測定、計算方法已不適用；（4）常規錄井下油氣層判別標準在泡沫鉆井下缺乏準備。

3 錄井裝置的改造和技術的改進

針對泡沫鉆井的特殊情況，進行錄井裝置的改造和技術改進。

首先是裝置的改造（圖2）。在排砂管末端頂我們開鑿了3個小孔，兩個出氣口，一個燃爆檢測口，均裝上內直徑大于1cm的管道；在旁邊內側面開鑿了一個大口，裝上一個內直徑6cm的管道。

圖2 排砂管線末端示意圖

設置AB兩個出氣口。A口為直插式，較難收集氣體效果，不易被細小的巖屑，B口設置了一定的傾角，易被細小的巖屑堵塞，易收集氣體。同時設計兩口，能夠更好的收集氣體，降低資料丟失的風險。對于清除泡沫，采用的是雙桶凈化方式（圖3）。最原始的氣體先在兩個凈化桶中完成凈化后，再通過常規氣路管線進行凈化、干燥和過濾處理。

圖3 泡沫鉆井下氣體凈化裝置示意圖

對于巖屑的收集，最開始是在內側壁上開口，但是使用過程中該口容易堵塞，同時流出泡沫污染場地。因此在鄰近巖屑池，排砂管底面開了一個8cm×8cm口，巖屑因重力分異，較大的巖屑自該口流到下面鋪制的撈砂盒。因為巖屑已經被前口進入的水沖洗過，撈取的巖屑再用清水過濾一遍就已經干凈，從而節約用水了。在R口處增加了一套井下燃爆監測系統，同時監測硫化氫，保證錄井安全。

改造原有裝置和增加新裝備，可保證獲取連續完整的錄井資料，即保障錄井資料的數量。

引入同行業對欠平衡鉆井下錄井技術，改進錄井技術，確保錄井質量。

第一，泡沫鉆井下遲到時間的測定是一個難點，因此采用理論計算遲到時間乘以校正系數。校正系數是通過特殊巖性測定遲到時間除以該米特殊巖性理論遲到時間得來的。泡沫鉆井中，該井主要是灰巖，中間夾有泥巖薄層，泥巖的鉆時明顯低于灰巖鉆時。經該系數多次校正得到遲到時間保證了錄井資料的準確性。

第二，因為泡沫稀釋氣體濃度，弱化了采集的信息，常規錄井油氣解釋不利于解釋。因此采用了許小瓊、劉嗥《欠平衡鉆井條件下氣體采集與解釋評價》中推薦的方法。在泡沫鉆井條件下，建立鉆時與立管壓力關系曲線，從鉆時與立管壓力關系曲線的下降幅度可判斷出縫、洞的發育程度。同時氣測值和液氣分離器排氣管線內氣體流量明顯升高或波動范圍較大，表明地層內的含氣量較高。綜合判斷油氣顯示情況。

在后續的兩口泡沫鉆井中采用這一系列措施，可以順利優質的完成對錄井資料的獲取及油氣的判別。

4 結束語

通過改造常規錄井設備能夠適應泡沫鉆井下錄井資料的獲取數量，增加相關監測設備保障錄井安全，改進錄井技術保證了錄井資料的質量。在今后的工作中要完善想過的設備和技術，更好地適應泡沫鉆井及欠平衡鉆井作業。

參考文獻

[1]四川石油管理局.空氣泡沫鉆井技術在川東北地區的應用[Z].

2011.

[2]韓培.空氣井技術在元壩5井的應用[J].西部探礦工程，2009，10：66-68.

[3]王晨，邱永杰，董續豐，等.氣相欠平衡鉆井條件下錄井技術研究[J].錄井工程，2013（1）：55-59+88-89.

[4]許小瓊，劉嗥.欠平衡鉆井條件下氣體采集與解釋評價[J].錄井工程，2007（3）：26-28+33+76.