PDC鉆頭施工條件下錄井方法探討

張大偉

(大慶鉆探工程公司地質錄井一公司資料采集一大隊,黑龍江大慶 163411)

隨著鉆井工藝不斷地進步和機械加工技術不斷地發展，PDC鉆頭已經成為石油鉆井施工中不可或缺的工具，在直井、定向井、水平井和大位移井中的應用也相當普遍。由于PDC鉆頭在使用過程中具有機械鉆速高、鉆井速度快的特點，造成錄井現場人員巖屑采集量不夠，甚至難以采集到巖屑，給地層的準確劃分和儲集層的確定帶來了相對大的困難。為了提高巖屑錄井的準確率，及時發現并準確確定油氣儲層有必要對PDC鉆頭施工條件下的錄井進行深入、細致地研究與探討，這樣才能夠滿足復雜地質條件下的勘探開發需求。

1 PDC鉆頭施工條件下對錄井的影響分析

雖然PDC鉆頭在鉆井工程施工中的優勢是牙輪鉆頭無法比擬的，施工效率也非常高，但是卻給現場錄井帶來了比較大的困難，通過多年的現場錄井實踐可以讓我們知道，PDC鉆頭施工條件下對錄井的影響主要體現在以下幾個方面。

1.1 對現場巖屑錄井的影響分析

巖屑錄井是根據鉆井施工中的巖屑返出順序進行連續收集的，通過對收集的巖屑進行全方位的觀察與描述后，能夠有效恢復地層的巖性剖面，具有低成本、高效率的特點，是現場地質錄井中不可或缺的手段，但是在應用PDC鉆頭施工的條件下卻對巖屑錄井產生了影響，一是采集巖屑量難以達到巖屑錄井需求。PDC鉆頭的破巖機理為剪切破碎，施工中采用低鉆壓、高轉速的施工參數，因此會使破碎的巖屑非常細小，再加之巖屑上返過程中的鉆井液對巖屑的沖刷，更加劇了巖屑細小的程度，因此給地質錄井人員的巖屑采集帶來困難，甚至采集不到巖屑。二是巖屑識別困難。PDC鉆頭破碎的巖屑細小就直接導致了巖屑的識別困難，給巖屑的正確觀察、準確挑樣與分析、以及命名都帶來了非常大的困難，甚至難以分清楚巖屑的組成礦物成分，不能夠及時準確地劃分地層。三是巖屑描述困難。由于巖屑細碎，會有不同的層位巖屑混雜在一起，給現場地質錄井技術人員的巖屑描述帶來困難。四是對油氣顯示級別判斷不準。當PDC鉆頭破碎的巖屑中含有油氣的時候就會進入到鉆井液中，由于PDC鉆頭的機械鉆速非常高，會使破碎巖屑中進入鉆井液的油氣減少，特別是一些顯示不是很明顯的比較微若的油氣就很難被發現，甚至發現了對油氣定級也困難。

1.2 對鉆時錄井的影響發現

眾所周知，鉆井施工中的鉆時是最能直觀表現地層可鉆性大小的，在應用牙輪鉆頭施工的時候，由于牙輪鉆頭的破巖機理為高鉆壓的碾壓破碎，在砂巖地層中會表現出機械鉆速較低，在泥巖地層中機械鉆速較低，在鉆時錄井中表現比較明顯，但是在應用PDC鉆頭施工的時候，由于PDC鉆頭為剪切破碎，因此無論是施工砂巖地層，還是施工泥巖地層，從鉆時錄井上來看都相差不大，甚至有的泥巖地層鉆時還會好于砂巖地層，因此這樣就給應用鉆時錄井來判斷巖屑帶來了困難，這個時候的鉆時對于準確劃分地層巖性已經不具有準確的指導意義了。

1.3 對熒光錄井的影響分析

熒光錄井相比巖屑錄井而言，能夠更準確地識別和發現輕微的油氣顯示，但是熒光錄井卻使建立在巖屑錄井基礎上，正如前面我們提到的，PDC鉆頭鉆井施工條件下的巖屑特別細小，有的甚至成為了粉末狀，這個時候巖屑孔隙中的油氣在破壞后會迅速地進入到鉆井液中，巖屑在上返過程中經過鉆井液的多次沖刷，僅存的一點孔隙也會被破壞，因此這樣的巖屑在應用有機溶劑后也很難獲得很好的油氣特征，這樣也就使熒光錄井失去了本來的目的與準確性。

2 PDC鉆頭施工條件下的錄井方法

PDC鉆頭的大規模應用雖然提高了鉆井施工效率，但是卻給現場地質錄井采集人員帶來了不小的困難與挑戰，使現場地質錄井人員難以對地質資料采集全、采集準確，因此在有些油田通常的做法是在目的層段會限制PDC鉆頭的應用，但是這樣又會影響鉆井效率，不能滿足低成本勘探開發的需要，因此現場地質錄井采集人員必須要克服困難，不斷探索與實踐，以適應PDC鉆頭施工條件下的地質資料采集工作。

2.1 巖屑采集與識別改進方法

首先在巖屑的采集方面，應該與鉆井隊積極溝通，調整鉆井液的流變性能，使用振動篩篩布的目數在80目以上，以減少細小巖屑顆粒在振動篩上的漏失。在對采集到的巖屑進行清洗的時候，切記不要在巖屑清洗槽中猛沖、快洗和大幅度翻動，而是要準備專門的小盆進行盆內清洗，清洗人員在清洗過程中要小水流沖洗，慢慢攪動，待巖屑稍有沉淀后將渾水倒出，繼續換清水進行慢慢清洗。將清洗后的巖屑在烘干過程中不要去翻動，以免引起巖屑表面模糊，影響巖屑識別判斷。對于一些有條件的錄井施工現場，可以結合自身條件使用巖屑自動收集裝置，提高巖屑的采集效率。

其次在巖屑的識別方面，對于PDC鉆頭破碎的細小的巖屑如果采用傳統的烘干后進行描述，往往結果是不夠準確的，因此要應用干濕相結合的方式來對巖屑進行描述。第一步是在巖屑清洗過后在濕的狀態下進行粗略描述，待巖屑烘干后再進行細致描述，這樣就可以使巖屑描述結果更為準確，同時對于那些細小的砂巖巖屑，由于孔隙度遭到很大的破壞，會使含油氣降低很多，因此在對巖屑含油氣等級進行評定的時候就盡量上提一個等級，以此來保證地層油氣含量的準確性。

2.2 鉆時錄井方法改進措施

針對PDC鉆頭施工條件下砂巖與泥巖地層鉆時相差不大的實際，現場地質錄井人員就要改變鉆時錄井方式，將鉆時錄井比例進行放大，將1mm刻度代替10min/m鉆時的比例放大到1mm刻度代替5min/m鉆時，這樣就使砂巖與泥巖地層的鉆時相差變得明顯，為準確掐準層位打下基礎。

2.3 熒光錄井及其它輔助方法改進

在進行熒光錄井時采用相鄰井段3～5包中各自取等量巖屑放在熒光燈下進行觀察，如果發光顏色與上部井段有著明顯的區別，那么就可以判斷為新顯示。除此以外還可以借助其它錄井參數來判斷地層和顯示情況，比較常用的為氣測錄井、地化錄井和巖屑分析伽馬等參數，這些錄井方式綜合應用都可以很好地解決PDC鉆頭施工條件下的錄井卡層難題。

3 結束語

地質錄井是發現油氣藏的重要手段之一，因此在油田勘探開發中具有非常重要的作用，在PDC鉆頭施工條件下，針對PDC鉆頭破碎巖屑的特點，在巖屑采集、巖屑識別、鉆時錄井、熒光錄井和其它錄井方法綜合運行的情況下，是可以準確判斷油氣層深度和等級的，是能夠滿足勘探開發需求的。