综合录井在生产中的应用和发展

综合录井在生产中的应用和发展

［作者：李绍芹姜春来转贴自：石油科技论坛点击数：313 更新时间：2007-10-1 文章

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摘要：综合录井是一项成熟的技术，它不仅是判断地层岩性、发现油气层的有力工具，也是预防和防止钻井工程事故的武器。这些年来，随着钻井工艺技术的进步和发展，为之配套服务的综合录井技术，其功能也向前大大延伸，在指导钻聪明井、智能井、水平井方面发挥了越来越明显和重要的作用。

关键词：综合录井预防事故地质导向

辽河油田的勘探和开发已经进入中后期。受复杂多变的地质条件的影响以及注水采油工艺的制约，钻井过程遇到许多复杂的井下情况，如何确保安全？“低、深、难、稠、小”的油田地质特点，如何及时发现和实时评价？大规模的实施水平井开发，如何有效控制井眼轨迹，保证在油气层钻进？这些都是辽河油田当前勘探开发迫切需要解决的问题。综合录井技术是一项比较成熟的录井技术，它是多学科、综合性较强的应用技术。应用这项技术可以快速获得各项井下参数，对安全钻井、实时评价储层提供了手段。该项技术在辽河油田得到了广泛的应用，并取得了非常好的效果。

一、综合录井是确保安全钻井的工具

钻井是一项高投入、高风险的工程，存在着大量的模糊性、随机性及不确定性[1]。综合录井是多学科、多技术集成的高科技的产物，它可以提供大量的工程信息，分析判断钻井施工过程中地面、井下各类设备的工作状态，科学指导钻井，及时预报事故隐患，避免事故的发生，提高钻井速度，缩短钻井周期，降低钻井成本。

1．监测钻具扭矩参数，判断钻头使用情况

监测钻具扭矩参数，分析其变化情况，是一个评价钻头使用寿命、防止井下钻井事故的非常重要的方法。通过分析扭矩曲线变化特点，能够为认识井下情况提供有意义的信息。

我们把钻头下井使用划分为三个阶段，各阶段的情况是：第一阶段，牙轮钻头下井工作初期，扭矩曲线平滑均匀、低频低幅。初期，钻头轻微有规律地跳动，钻具轻微粘滑，形成均匀扭矩直线。这个阶段可以正常钻进。

第二阶段，钻头使用中期，曲线振幅较大，曲线毛刺、尖峰摆幅增多，且多呈对称分布。这个阶段因为牙轮钻头的牙齿磨蚀，钻具振动，导致钻头过早受损，钻杆疲劳，钻头跳跃加剧从而加速了轴承和牙齿

的磨损。因此钻进操作上必须调整钻井参数，如钻压、转盘转数、钻井液性能等，以消除或减少破坏性，如果调整得当，则扭矩曲线平滑均匀，接近于第一阶段。

第三阶段，钻头工作后期，曲线大幅波动，无对称分布，高频高幅。我们通常称为钻头危险期。在这一时期，牙齿断损、牙轮旷动进一步加剧，扭矩曲线摆幅继续加大，但其摆动频率是连续不断的，扭矩曲线显纺纱棒形特征。由于断齿、轴承抱死等现象随时可能发生，必然使钻头跳跃和疲劳加剧，随时可能因钻头受力不均而蹩钻，牙轮掉井，钻具断裂，事故概率增大。因此，应立即起钻更换钻头。

在MX 井录井过程中，我们就成功监测到钻头后期出现的异常情况，并进行了预报，为安全施工起到重要作用。该井施工时正常钻压为240kN,悬重1080kN，转盘转速70 转/min,转盘扭矩范围为5～5.5kN·m。当钻进至井深3788.20m时,其他参数未变而转盘扭矩范围变化为9～12kN·m，且波动剧烈。我们及时通知了钻井队工程技术人员,经继续观察发现,钻进至3790.24m时转盘扭矩变化更加剧烈,于是决定立即起钻，起钻后检查发现3 号牙轮轴承抱死。

2．利用DC 指数，评价地层特性

DC 指数反映地层的可钻性，它是根据钻时、钻压、转盘转速、钻头直径计算后通过钻头磨损、当量密度等参数校正得到的。可以根据其变化发现异常过渡带，为平衡钻进提供依据，同时，可预防井涌、井喷、井漏，也可以通过压力分析进行地层对比。

在S X 井录井过程中，使用了ALS-2型录井仪提供的软件进行实时压力监测，共发现两段欠压实地层。我们及时将有关情况向工程监督和钻井队进行了详细说明。钻井队采取了相应的措施，在沙一段，把钻井液密度由1.26kg/L 调整到 1.30kg/L，经过多次顺利起下钻和电测证明，井壁维护良好；而在沙一段前，为保护油气层，不提高密度，只是调整其他性能，起下钻和测井作业均出现不同程度的遇阻遇卡，在完井电测期间多次划眼作业，说明了井壁维护不好。该井段电测时，从视电阻率、声波等计算的地层压力梯度1.39kg/L，与录井计算的压力梯度1.40kg/L 基本吻合。

3．监测钻井液数据，判断井漏事故

通过综合录井对泥浆池体积及池体积差、出口的相对流量、泵冲数、立管压力等参数的实时监测能及时发现井漏。在XP 井钻至井深3043.20m 时，钻井液体积由83m3 降到为78m3，池体积差由0m3 变为-5 m3，相对流量几乎变为0%，对应的立管压力略有降低，但这时的泵冲数没有变化，这说明入口的流量是稳定的，地面工况正常，井下出现钻井液漏失是无疑的。由于综合录井操作员及时地把这一判断汇报给了工程技术人员，工程上采取了相应的技术措施，避免了事故的进一步扩大。

综合录井技术进入辽河油田20多年来，设备不断更新，采集的参数也越来越多。录井人员通过对这些参数综合分析，预报了大量的钻头磨损、钻具刺漏、井漏、遇卡、遇阻及H2S 等事故前兆，为施工单位

提前确定方案、采取措施提供了依据，既预防了事故，又节约了钻井成本。

二、综合录井是发现油气储层的利器

录井过程中及时发现、评价油气层是综合录井的重要内容之一。由于地层岩性、构造、岩石物性、岩石结构、油气性质、地层压力、钻井工艺、钻井液性能等诸多因素的不同影响，给现场工程技术人员及时发现和正确评价油气层带来了很多困难。但是，应用综合录井仪解决了这个难题，它可以进行全方位、多参数的实时监测，寻求各种直接或间接的证据，及时发现和评价油气层，克服了以往单一录井方法的局限性。

1．利用全烃资料，及时发现新的油气储层

在人们的认识中，储层应该是砂岩、碳酸岩，后来发展到了火山岩及变质岩。虽然人们不断地改变着想法、看法、认识，然而在人们的认识领域中泥岩是不可能作为一种油气储集层的。但是，我们综合录井在泥岩中发现了好的油气显示。在辽河东部凹陷的Y X 井录井过程中，地质录井认定的是泥岩，但综合录井监测的全烃值较高，达到100.0%，而且各种组分齐全。这种情况说明此套泥岩含有一定的油气。对这口井此套泥岩试油结果，获得了10.85t/d 的原油产量。这口井的试油结果给人们一个启示：不管是什么岩性，只要存在存储空间，都可以成为储层。

2．利用综合录井资料，及时落实油气储层

辽河油区砂岩孔隙性储层中，有些地区的油质较轻，岩屑录井反映出的油气显示差。在钻井过程中，岩屑经钻井液反复冲刷，到达地面后又多次清洗，对岩屑进行荧光检测往往不可能发现油气显示的情况，极易漏掉油气层。此外，裂缝性油气藏主要依靠岩石的裂缝、溶洞、晶孔等作为油气储集的主要场所，非均质性较强，再加上油质较轻，也存在着油气显示不明显的现象。一些浅层气有时也为常规录井所遗漏。但综合录井受储层岩性及油气性质的影响相对较小，所以它在发现和评价轻质油及非碎屑岩层方面具有很大的优势。辽河油田的YQ井，常规录井油气显示不明显，但综合录井的显示则相当明显。综合录井发现的油气显示层位，在完井试油时日产油43.54t。

3．利用综合录井资料，落实地层岩性

扭矩曲线形态除与井下钻具工况、井身轨迹质量有关外，还与地层岩性有密切的关系。在井身质量、钻井参数变化不大的情况下，牙轮钻头的扭矩曲线表现为：钻遇泥岩时扭矩值低，曲线变化幅度小；钻遇砂岩时扭矩值偏高、变化幅度大；PDC 钻头一开始钻遇砂岩时就出现高频高幅的震荡曲线，并且曲线的震荡频率、幅度与砂岩粒度有密切的关系，随着砂岩粒度由细变粗，其扭矩曲线的震荡频率和幅度也有变快、增大的趋势。泥岩表现为曲线小幅度、低频率震荡。PDC钻头使用到后期，一般扭矩值升高，但曲线频率和震荡幅度减小。辽河油田的QX井钻进过程中有取心任务，我们通过扭矩曲线的波动预判了砂层的出现，