录井工程参数的地质运用

工程录井参数的地质应用

韩涛

(大庆油田地质录井分公司)

摘要

从传统意义上讲,工程录井参数应用于实时钻井监控和随钻地层压力检测倍受人们的重视,而将其应用于确定流体性质、划分盐膏层以及确定地层界面等地质应用方面尚未引起人们的足够重视。该文从工程录井参数与相关地质因素关系出发,探讨了利用钻时、钻井液密度、电导率、池体积等工程参数进行地层划分、储集层评价以及卡取潜山界面等方面的相互关系和实例,总结归纳了一些规律性的特征。对扩展工程录井参数应用范围、提升其应用水平以及深入研究工程参数的地质意义具有推动作用。

关键词工程录井参数应用地层划分储集层评价地层界面

0 引言

众所周知,综合录井仪的工程录井参数对指导安全钻井起到了极为重要的作用,如对钻头寿命、钻具刺穿、井涌、井漏、断钻具等的预报和监测,这些功能同时也为保护油气层、缩短建井周期等综合勘探效益起到了积极的作用。近二十年实践证明,综合录井仪在实时钻井监控、随钻地层压力检测等方面发挥了不可替代的重要作用。另外,综合录井仪的工程录井参数对油气层解释及其他方面的地质工作有着较好的应用效果。

1 油气水层与钻井液参数的关系

工程参数的变化对综合分析地层流体性质有着重要的参考意义。参数的变化幅度可用于定性分析产能,而钻井液温度、电导率的变化可用来区分油气水层。钻遇油气水层时,各主要工程参数的变化见表1 。

表1 油气水层各主要工程参数变化特征

图1 C 25 井录井参数

图1 为C 25 井录井参数示意图。钻开井深4370 m以后,钻井液密度由1.21g/cm3 下降到1.20g/cm3 , 总池体积由146.00m3 上升到147.86 m3 ,出口电导率由68 mS /cm 下降到66 mS/cm ,立压由16.6 MPa 下降到16.0 MPa ,全烃由4.5%上升到8.0% ,虽然随钻异常

值远低于接单根气31% ,电导率等各工程录井参数均有明显变化,证

明该层有较高的产能。根据该地区地层水矿化度较高的特点,该层不可能为水层,结合地层特征,分析认为以出油为主。经测试,日产原油22t ,水0.12m3 。

图2 X 160 井录井参数

图2 为X 160 井录井参数示意图。在钻开井深3198 m 之后进行地质循环过程中,气测及相关工程参数均有明显异常,从图上可以看出,全烃异常值由4.0 %上升到95 % ,池体积由60.5 m3上升到67.5 m3 , 密度由1.50g/cm3 下降到1.05g/cm3 ,温度由58℃上升到62℃, 立压

由9.5 MPa下降到8.0 MPa ,分析认为是高产油层特征,综合解释为油层。经3198～3202m 进行测试,日产原油27.6t 。

2 油气层与盐水层的区分

钻至盐水层时,气测全烃值及甲烷含量往往都特别高, 单凭气测资料往往难以与油气层进行区分,究其原因,主要有以下两点: ①石油在水中的溶解度随水中盐度的增加而减少,如戊烷、苯、甲苯和甲环戊烷在含20 %NaCl 溶液中的溶解度分别是蒸馏水中的溶解度的15 %、20 %、19 %和14 %。如果含盐度达到35 % ,那么烃的可溶性将减少93 %～99 %。随着地层水中含盐量的增加,烃类气体溶解度变小,使钻井液背景气中的溶解气大部分变成了游离气; ②油气运移过程中大量烃类气体与地层水共同运移,致使水层烃类含量较高。但由于其含盐量较高,电导率变大,因而可轻易地凭借电导率曲线进行区分。如

Y891 井位于东营凹陷董集洼陷东坡,临近一条东西向南掉断层,在沙三中2786.7～2800.9 m钻遇盐水层。岩屑录井为浅灰色油迹粉砂岩; 2786.7～2793.0 m井壁取心见两颗浅灰色油斑粉砂岩、3颗灰色荧光粉砂岩、1 颗灰色粉砂岩,2793.0m后见7 颗灰色粉砂岩; 气测全烃由5. 4 %上升至82 % ,甲烷86 % ,之后全烃降至40 %左右,甲烷升至91%;钻井液变成“豆腐脑”状,出口电导率检测值在2786.7～2793 m 从

40.9 mS /cm 升至62.5 mS /cm ,然后稳定在62.5 mS /cm ;从电测曲线看, 物性好, 而且较为均一, 2786.7～2793 m 自然电位异常幅度较2793～2800.9 m 略小,电阻率曲线呈异常低值,上部比下部略高

一点。从上述分析可以看出,该层流体性质为顶部含油的盐水层,含油气丰度整体较差,且自上而下含油气丰度降低。由于该层物性好而且均一,所以含水饱和度在2786.7～2793.0 m自上而下增大,2793.0 m 后基本一致。从测井特征结合钻井参数的变化可以明显看出,该层流体可动性较好,且以出水为主。根据以上分析将2786.7～2793.0 m综合解释为含油水层。

3 检测含盐地层

电导率录井是一项实时连续测量钻井液导电能力的资料,他与钻井液的导电能力呈正相关,可以实时监测地层中盐水的侵入,对膏盐层的现场描述具有指导作用。

3. 1 检测盐岩层、膏岩层

根据钻井液电导率的变化可以实时检测盐岩层、膏岩层。钻开盐岩层或盐水层时,地层中的盐溶解在钻井液中,使钻井液的导电能力增大,钻井液出口电导率检测值上升;钻开石膏层时,石膏以粉末状散布在钻井液中,使钻井液导电能力下降,出口电导率检测值降低。据此,我们可以在录井过程中发现并区分盐岩层、石膏层,提高岩屑描述的剖面符合率。

FS 1 井是一口复杂探井,在沙四中沉积了大段盐膏层,施工过程中,录井队根据钻井液出口电导率的变化,多次向井队作出了钻遇盐膏层的警报。该井3990 m 开始钻遇盐岩,出口电导率由26.0 mS/cm 上升到61.4mS/cm ,录井人员及时向工程技术人员发出警报,使之及时改用盐水钻井液,避免了重大工程事故的发生。在4020～4022m、

4044～4050 m、4152～4155 m、4182 m也及时提供钻遇盐岩的信息。本井钻遇盐岩时,电导率迅速上升,升幅较大,钻穿盐岩后又有一定程度的回落,每次都进行了随钻预报,工程人员根据我们的建议,在钻进、起钻、下钻过程中都采取了相应的技术措施,使钻井施工得以顺利进行。

另外,该井4072～4075 m 钻遇石膏层,出口电导率由144 mS/cm 下降到117 mS/cm ,4091～4094 m、4124～4127 m 钻遇石膏层段电导率也有不同程度的下降;钻遇膏盐混层时,电导率频繁小幅度升降,总体呈较缓的上升趋势,与岩层变化有较好的对应性。

3. 2 预报盐水层

盐水层是含有高矿化度水的岩层。盐水进入井筒后,将严重污染钻井液,使其流动性迅速降低,甚至不能流动,导致卡钻等复杂事故的

发生。Y891井2785.0～2798.0 m 为盐水层段,录井岩性为灰色油迹细砂岩,钻井过程中发生盐水侵。钻至井深2765 m(迟到井深2 754 m) 时,出口电导率就开始有变化,由35.3 mS/cm 上升到38.3 mS/cm ,

然后基本稳定, 钻井液密度由1.30 g/cm3下降到1.29 g/cm3 后稳定。钻至井深2784 m 时,钻井液出口电导率开始上升,到2791 m时, 已由原来的40.9 mS/cm 上升到62.5 mS/cm ,出口密度1.29 g/cm3 下降到

1.18 g/cm3 , 出口流量11.5 L/s 上升到17.3 L/s ,总池体积98.1 m3 上升到99.5 m3 ,出口温度49.1 ℃升为51.4 ℃而后降为50.7 ℃,出

口电导率曲线出现一个鲜明的“台阶”(图3) 。这是由于盐水层的上覆