PDC钻井取心卡层方法探讨_岳志鹏

摘 要
岳志鹏 , 田荣 , 曾俊 , 邱宇航 , 陈斌 .PDC 钻井取心卡层方法探讨 .录井工程 , 2004, 15(4):30～ 33, 65 针对 PDC 钻井取心卡层的难点 , 该文建议采用钻时横向比例 放大 、微钻时 等方法 , 这 些方法都 是多年 现
场录井经验的总结和提升 , 他们是借助综合录井 仪来实施的 。 文章 结合实例 , 对上述 方法的特 点及应用效 果 进行了介绍 , 以数据对比的方式阐明了 PDC 钻头的特点及应用的趋势 。
出砂岩钻时线和泥岩钻时线 , 帮助判断 、分析其他 过渡岩性的钻时特点 。
图 2 S 549 井微钻时录井
(2)微钻时比一般钻时更加灵敏和可靠 在取心卡层位时 , 微钻时法在现场的时效性 强 。在 S 549 井 , 我们使用的是 0 .2 m 间隔的微 钻时来 帮助卡取心层 位 。 只要作业 人员责任心 强 , 一般在进入第一个 0 .2 m 快钻时的时候就可 以发现钻时异常并在地质终端屏幕上进行报警提 示 。 在进入第二或第三个 0 .2 m 快钻时的时候就 可以借助工程曲线的帮助排除假的快钻时 , 确定 是否有必要进行地质循环观察 。 此时 , 最多钻入 目的层 0 .6 m , 而用普通钻时最少也需要 1 .0 m 以上的快钻时才能做出有效的报警 。 在 S 549 井 井段 3020 .00 ～ 3173 .00 m的 153 .00 m 的录井过 程中 , 岩屑录井共解释并划分了 21 层厚度小于 2 .5 m 的粉砂岩层 , 其中有 19 层通过微钻时录井 发现快 钻时并及时进 行地质循环观 察 。 在井深 3083 .00 ～ 3083 .81 m的 0 .81 m 之内两次预报快 钻时砂 层、两次 地质 循环观 察, 后 钻至 井深 3085 .00 m 钻 时 由 7 .2 min / m 下 降 至 3 .3 min / m , 进行地质 循环 , 循环结 果气 测全烃 0 .12 %上升至 0 .73 %, 其他组分齐全 , 岩屑录井 见褐灰色油浸粉砂岩 , 经和邻井资料对比 , 现场决
PDC 钻头钻速 快 , 钻时可辨性差 , 用传统的 1 .0 m 为单位来记录钻时已不能满足 PDC 钻头 使用井地层对比及卡取心层位的需要 。为此 , 我 们在现场结合综合录井仪的钻时录井间距可以缩 小的功能经多井探索及研究 , 总结出该方法 。 2 .3 .1 微钻时录井
微钻时录 井实际上是一 种微间距录 井的方 法 。“微间距录井”是相对于普通录井的常规采样 间隔而言的 。 他的采样间隔比普通的录井间隔加 密了十几倍乃至上百倍 。 通过先进的录井设备实 现的微钻时录井 , 数据量十分庞大 , 但是其现场数
PDC 钻 头 平均机 械钻速 (m / h) 18 .24 19 .67 17 .83 18 .76
井 号 S 541 S 543 S 544 S 643
三牙轮钻头 平均机械钻速 (m / h) 5 .43 4 .86 3 .85 4 .75
时效分析
3 .36 倍 4 .05 倍 4 .63 倍 3 .95 倍
第 15 卷 第 4 期 岳志鹏等 :P DC 钻井 取心卡层方法探讨 · 3 1 ·
层 位
沙一 ～ 沙三段 东营 ～ 沙三段 沙一 ～ 沙三段 沙一 ～ 沙三段
表 2 惠民凹陷 P DC 钻头 与三牙轮钻头机械钻速对比表
井 号 S 548 S 549 S 550 X 906
他换算成相当于 1 m 时的钻时 , 钻时公式如下 : ROPn =(Tn -T n -1)/(H n -Hn -1) (1)
ROPn =(T n -T 0)/(H n -H0) (2)
式中 ROPn Hn
钻时 , min / m ; n 点的井深 , m ;
Hn -1
上一个点的井深 , m ;
H0
图 1 S 549 井钻时横向比例放大对比
由图 1 可以看出 , 通过钻时曲线的横向比例 放大后大大增强了钻时曲线的地层划分及对比效 果。
此方法用于地层对比具有较大的实用性 , 尤 其是用于砂泥岩交互沉积地层的对比工作具有较 大的实用价值 。 在应用此方法进行钻时曲线对比 时 , 应充分考虑到钻头的不同使用阶段(早 、中 、晚 期三个阶段), 其钻时的平均值不同 , 使用早期钻 时平均值较低 , 使用晚期钻时平均值较高 。如何
在录井现场中 , 由于钻头 、钻压 、转盘转速 、地 层 、岩性等多方面因素的影响 , 往往造成钻时失真 (不能用来分层和卡层), 这时“微钻时录井法”就 可以体现出他在录井现场的使用价值 。 一般微钻 时录井法具有以下特点 :
(1)微钻时比一般钻时的分层能力强 如图 2 S 549 井微钻时录井图所示 。 在井段 3051 .00 ～ 3061 .00 m , 普通钻时曲线并不能有效 地划分出砂泥岩的界限 , 但通过微钻时曲线却可 以清楚地划分出砂泥岩的界限和过渡岩性的层厚 度 。 井段 3100 .00 ～ 3140 .00 m , 在钻压基本稳定 的情况下 , 由于砂岩含泥质较重 、胶结致密(通过 钻井取心结果可以看出), 导致砂泥岩之间的整米 钻时变化不太明显 , 但通过微钻时可以较清楚地 分层 。在工程参数曲线的帮助下(如 WOB 钻压 曲线), 微钻时法可以剔除失真的钻时点 , 很快找
针对 PDC 钻头使用井的钻时曲线砂泥岩特 征不明显的特点 , 我们现场采取了横向放大钻时 曲线比例的方法 , 由原来 的 1 mm 代表 1 min 的 比例放大为 2 mm 代表 1 min , 当然根据录井的需 要还可以任意选择放大比例 。 通过这种方法 , 增 强了钻时曲线在横向幅度上显示的直观性 , 钻时 曲线的砂泥岩特征相对明显一些 , 其横向对比价 值有 所 提 高 , 图 1 是 S 549 井 2 810 .00 ～ 2835 .00 m 钻时曲线横向比例放大对比实例 。
上一个整米井深 , m ;
Tn
n 点的钻达时间 , min ;
T n -1
上一个点的钻达时间 , min ;
T0
上一个整米井深的钻达时间 ,
min 。
公式(1)计 算出 的是 每一小 段相 当于 井深 Hn -1至井深 Hn 的平均钻时 , 这种 钻时变化快 , 受到干扰较多 , 尤其是在钻速较快的情况下 ;公式 (2)计算出的是 1 m 的井段分为若干个小段 , 而后 将每一个小段的瞬时钻时换算成 1 m 的钻时再对 每一小段的钻时求平均值得出的“平均钻时” , 这 种钻时变化慢 、抗干扰能力强 , 同时也较能体现出 每一井段的地层可钻性 , 这就是我们实现微钻时 录井的依据所在 。 2 .3 .3 微钻时在实际录井中的特点
1 PDC 钻头的特点
使用范围广 。 针对地层而言 , 不同硬度的地 层可采用不同的钻头设计 , 如较硬地层可使用八
泡时间 , 可有效地保护油气层 ;同时 PDC 钻头属 本体短齿钻头 , 在钻进过程中可避免因掉牙轮而 造成井下事故 。两类钻头时效分析见表 1 。
PDC 钻头破碎 岩石能力强 , 钻速快 , 钻时均 匀 , 岩屑细碎 。 钻时(机械钻速)分析见表 2 。 从 表中 8 口井 PDC 钻头与三牙轮钻头平均机械钻 速对比分析可以看出 , 其时效相差 3 ～ 5 倍 , 故使 用 PDC 钻头经济效益是显而易见的 。
使用周期长 。 一般一只 PDC 钻头在井下正 常的使用周期是普通三牙轮钻头的 3 倍以上 , 从 而大大缩短了建井周期 , 缩短了油层的钻井液浸
时加快 了油田的勘探 进度 。 但随之 而来的问题 是 , 由于 PDC 钻头破碎岩石是以研磨为主 , 造成 岩屑细碎 , 砂泥岩钻时可辨性变差 , 导致油气层现 场发现率和剖面符合率随之降低 。 由于钻时的可 参考性变差 , 也给钻井取心层位卡定工作带来了 巨大的困难 。 面对上述挑战 , 作为录井工作者不 能观望等待 , 我们必须着手进行研究 , 探索新的录 井方法和手段 , 强化现场各项资料的综合分析判 断能力 。
2850 ～ 3330 480 2460 ～ 2740 280
纯钻时间 h 89 43 46 28
平均钻速 m/h 8 .70 9 .30 10 .43 10 .00
＊ 岳志鹏 工程师 , 1971 年生 , 1991 年毕业于重庆石油学校石油地质专业 , 一直从事钻井地质录井工作 , 现任综合录井队队长 。 通 讯地质 :山东省临邑县后仓临盘钻探公司地质大队 。 邮编 :251500 。 电话 :(0534)4286556 。 E -mail :sdyzh p@126 .com 。
2 PDC 钻头取心卡层录井方法
2 .1 PDC 钻头取心层位卡准率降低的原因分析 传统的卡取心层位的方法是 :结合区域地质
资料及邻井资料与正钻井的实钻资料对比 , 见快
表 1 三牙轮钻头与 PDC 钻头时效对比表
井号
J3 X 509 X 507 S 643
三牙轮钻头
井段 m
2 932～ 3703 3 020～ 3340 2 867～ 3327 2 150～ 2400
· 30 · 录 井 工 程 2004 年 12 月 ·解释评价·
PDC 钻 井 取 心 卡 层 方 法 探 讨
岳志鹏①＊ 田 荣① 曾 俊① 邱宇航① 陈 斌②
(①滇黔桂石油勘探局钻探一公司地质大队 ;②胜利油田临盘采油厂地研所)
· 3 2 · 录 井 工 程 2004 年 12 月
据的应用价值也在随着原始数据的增加而增大 。
2 .3 .2 微钻时录井的原理
根据上述基本概念 , 我们知道微钻时并不是
指那些数值很小的钻时 , 他是指在微间距下得出
的钻时 。为了便于使用这些“微钻时” , 通常要把
在不同使用阶段找出 相对的快钻时 段用于对比 (进行对比时一定要以钻头不同使用阶段的钻时 平均值作为对比参考依据), 需要我们在现场根据 钻头使用的不同阶段进行灵活处理 。
现以 X 511 井为例 , 该井地质设计要求在沙 四上段钻井取心 30 .00 m , 经前期的对比我们预 计取心在井段 3310 .00 ～ 3360 .00 m , 为保证该段 能找 出 钻时 的 砂 、泥 岩 特 征 规 律 , 我 们 从井 深 3250 .00 m开始采用钻时横向比例放大法来绘制 钻时曲线 , 放大比例为 2 倍 ;经上部逐层用放大钻 时曲线和邻井 X 510 井钻时曲线及自然电位曲线 对比 , 预计在 3322 .00 m 进入沙四上段第一套油 层 , 进入 3300 .00 m 后见相对快钻时加强地质循 环 , 作到打一层清一层 , 并逐层落实对比误差 。钻 至3321 .00 m 时 , 钻 时 由 4 .5 min /m 下 降 至 2 .7 mim / m , 我们立即通知井队停钻循环 , 循环 结果气测全烃 0 .12 %上升至 0 .64 %, 其他组分齐 全 , 岩性为灰色油斑粉砂岩 。 经综合分析认为取 心层位已到 , 起钻取心 。 该次取心进尺 8 .34 m 、 心长8 .17 m 、岩心收获率 97 .96 %、获油浸级岩心 3 层 2 .27 m , 油斑级岩心 4 层 3 .64 m , 不含油砂 岩心 2 层 1 .25 m 泥岩岩心 2 层1 .01 m ;取全了第 一套油层的全部岩心资料 , 以后 3 筒心我们采用 同样的方法 , 圆满地完成了该井的取心任务 。 2 .3 微钻时录井法
进尺 m 771 3Leabharlann Baidu0 460 250
纯钻时间 h 28 1 12 2 13 9 97
平 均钻速 m /h 2 .7 4 2 .6 2 3 .3 1 2 .5 8
井号
X 斜 703 X 510 X 511 X 906
PDC 钻 头
井段 进尺
m
m
2963 ～ 3734 774 2800 ～ 3200 400
关键词 PDC 钻头 录井 比例放大 微钻时 取心层位 钻压
0 引言
近年来 , 随着钻井工艺的不断发展 , PDC 钻 头在各类探井及滚动井中大力推广使用 , 由其所 带来的高钻速 、高时效 , 在大大降低钻井成本的同
刀翼 PDC 钻头 , 中软 ～ 中硬地层可 使用六刀翼 PDC 钻头 。
钻时循环 , 落实层位再定取心 。 在三牙轮钻头使 用井中由于岩屑代表性好 , 钻时曲线砂泥岩特征 明显 , 所以我们比较容 易卡准取心层位 ;而 PDC 钻头使用井钻时可辨性变差及岩屑代表性差 , 给 现场的卡取心层位工作带来了极大困难 。 2 .2 钻时横向比例放大法
现场为卡准钻井取心层位 , 进行上部已钻地 层和区域资料对比是必不可少的工作 , 通过对比 可以加强现场工作的预见性 , 做到有的放矢 。