PDC钻头条件下天然气井录井技术探讨

PDC钻头条件下天然气井录井技术探讨
摘要:近年来随着PDC钻头在钻井中大规模使用,勘探速度得到极大改善,钻井效益日益彰显。但同时由于钻井速度的加快,传统录井技术逐步暴露出难以克服的缺陷,比如,岩性识别率大幅降低,地层剖面归位困难,卡层取心等都技术都需要改进。本文在长庆气田长期作业实践中,摸索总结出一套与PDC钻头相适应录井方法,实践证明本套方法不仅兼顾了传统录井技术的固有的优势,而且在充分利用综合录井、气测录井、岩屑录井等方法上有所创新,取得了明显的效果。
关键词:PDC钻头录井技术岩性识别录井技术改进
录井是发现油气藏、评价油气藏最及时、最直接的技术,具有获取地下信息及时、多样、分析解释快捷等特点。随着钻井技术的发展和进步,尤其是近年来在长庆靖边和榆林气田大规模使用PDC(Polycrystalline Diamond Compact,聚晶金刚合金片)钻头,使钻井速度大幅度提高,生产效率明显提高。但随着PDC技术的规模化应用,也给录井带来了巨大的挑战。比如由于PDC钻头系高速旋转切削岩石的,故对岩屑研磨较碎,这给现场岩性识别和归位带来较大的难度[1~2]。本文结合我单位生产实践,主要探讨和介绍PDC钻头条件下的录井方法改进及岩性识别的方法和经验。
1 PDC钻头工作机理及特点
1.1 PDC钻头的结构及破碎岩石的原理
PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称,亦称聚晶金刚石切削块钻头,它是用聚晶金刚石做成小型切削块或烧结到钻头体上而形成。由于PDC钻头是以锋利、耐磨和能够自锐的金刚石为切削齿,在低钻压下即可获得较高的钻速和进尺,可大大缩短钻进时间,节省钻井成本[3]。从统计结果看,在PDC钻头钻井条件下的机械钻速是普通三牙轮钻头的3~5倍[4]。
1.2 PDC钻头工作特点
PDC钻头为一整体式钻头,整个钻头没有活动零部件,结构比较简单,大致由钻头基体、钻头切削齿、喷嘴及排屑槽等几部分组成。PDC 钻头是用切削齿对地层进行切削来破碎岩石,整个切削过程,与金属切削过程很相似。岩石的切削过程实质是一种挤压过程,在挤压过程中,岩石主要以滑移变形方式成为切屑。由于PDC钻头和牙轮钻头破碎地层的原理不一样,它是高速旋转切削岩石的,因此对岩屑研磨较碎。关于PDC钻头本身相关理论及性能分析等可进一步参阅文献[5~10]。
2 PDC钻头条件下录井现状和面临的问题
2.1 PDC钻头条件下录井现状
(1)由于各个钻井队的钻机类型不一样,造成个别传感器无法安装,
不能发挥其作用。
(2)随着钻井使用PDC钻头,钻井速度明显提高,节奏加快,导致综合录井仪器负荷加大,没有及时维修和保养,带着问题工作。
(3)常规录井还是保持原样,既一把铁锹、一个捞样筐,录井条件没有大的改进。
2.2 PDC钻头给录井带来的问题和困难
(1)PDC钻头使岩屑变的细小、破碎,捞取(洗)砂样困难。PDC钻头所钻岩屑细小,甚至为粉末状,部分岩屑混溶于钻井液,造成岩屑捞取量很少,甚至捞不到岩屑,同时过细的岩屑给清洗工作带来较大的困难。
(2)岩屑岩性识别困难:①由于岩屑太细小,挑真样困难,无法获得可靠的能真实反映地层情况的岩屑。②用小复合片钻头时岩屑几乎呈粉沫状,岩屑混杂,增加了岩性识别难度,岩性识别准确性降低。
(3)砂泥岩钻时差别不大,造成现场录井划分岩性界面及岩性归位困难。PDC钻头条件下砂泥岩钻时不象三牙轮钻头砂泥岩钻时差别大,一般在4~6 min/m之间,现场根据钻时划分岩性界面和岩性归位困难。
(4)由于在一些地层使用的钻井液是清水聚合物,在PDC钻头条件下,携砂能力差,加上岩屑颗粒小,在泵压,排量达不到要求的情况下,岩
屑失真严重。
(5)PDC钻头钻进快,钻速快,影响了现场迟到时间的准确测定。
3 PDC钻头条件下的录井改进技术
3.1 随时校正测量迟到时间
迟到时间的准确性,是建立准确的地层剖面,卡准油气层的关键。要准确测得迟到时间,应及时测量,采取理论与实际相结合的方法进行,同时还必须用特殊地层或典型地层进行及时校正。尤其是用较明显的厚层砂岩、泥岩或具有气异常显示的砂岩地层及特殊地层如煤层等进行校正,这种校正不是一次的,只要有机会就应进行持续校正,从而最大限度地保证迟到时间的准确性。
3.2 砂样采集和洗样方法的改进
PDC钻头钻进时岩屑特别细小,岩屑的采集、捞取、洗样应严格按岩屑录井操作规程进行,首先,岩屑的采集应该使用采样盆接样。采样盆放置位置应合适,以能连续接到从震动筛上滤出的新鲜细小真岩屑为宜。第二,应据震动筛返砂变化情况,灵活调整接样盆的位置,接样盆接满后应尽快取样,并将取样后多余的岩屑清理干净,有时接到的岩屑样品呈稀泥浆糊状,应尽量将整盆岩屑采集。其次,改进洗样盆。由于岩屑细小,如果用原来的洗样筐洗样,可能什么都洗不到,岩屑会流失,所以应采
用盆子或在原来的洗样筐底部放一块粗布即可。第三,洗
样时尽量采用小水流,轻搅拌,稍微沉淀后倒去混水再换清水的办法,防止细小、悬浮的砂粒和密度较小的岩屑等真岩屑在洗样过程中流失,切忌急水、猛冲、快倒;在倒样时,尽量将细小岩屑全部留下,将明显的大块岩屑掉块去掉。第四,在晒样、烤样时,切忌在岩屑未滤干水份的情况下,过多地翻动,以免造成岩屑表面模糊。第五,在装样时,应尽量将细小真岩屑装入袋中,细小岩屑中真岩屑占的比例较大,要尽量减少在各个环节的流失。
复合片钻头3.3 岩性识别技术改进
由于大量使用PDC钻头使得岩屑样品变的细小,其中60%以上岩屑直径小于2 mm,捞取到的样品少,挑样困难,造成岩性识别也存在困难,因此提出了新的岩性识别方法。
(1)采取传统的岩屑描述方法——既大段摊开,远看颜,近看岩性(主要方法)。虽然岩屑混杂,难以辨认,但大段砂岩或泥岩,在颜上会有一定的变化,所以可以同时摊开数十包岩屑进行颜对比,再确定岩性。从实际操作来说,厚度一般要大于3 m以上。
(2)借助于双目放大镜进行岩性识别(辅助方法)。由于岩屑细小,部分呈粉末状,肉眼观察困难,但如果岩屑样品取样准,洗样干净,即使粉末状的细小岩屑,可以通过双目放大镜来观察识别岩性。
(3)使用手感法识别岩性(辅助方法)。虽然岩屑细小、混杂,但大段的砂岩和泥岩其含量还是有一定的渐变,可以利用手捏、搓来识别岩

本文发布于:2024-09-21 16:33:24,感谢您对本站的认可!

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标签:岩屑   钻头   录井   岩性   识别
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