南方海相PDC钻头下岩屑录井方法1

南方海相PDC钻头下岩屑录井方法1

南方海相PDC钻头下岩屑录井方法

胡端义张军罗世国

(江汉石油管理局测录井工程公司湖北潜江

433123)

摘要：PDC钻头在南方海相勘探的广泛应用，使传统的岩屑录井面临严峻挑战，为适应海相勘探开发需要，优选出合理的碳酸盐岩录井系列，本文从南方海相地层特征出发，指出了应该注意的录井相关流程及要求，

重点介绍了显微镜放大描述法、化学试剂分析法、外观特征描述法、综合录井参数辅助识别法、综合分

析判断法五种岩屑录井方法，探讨了自然伽马地面测量识别法和岩屑光学成像色差识别法两种新技术方

法；并通过应用实例分析了南方海相PDC钻头应用条件下录井随钻岩性识别的应用效果。

关键词：南方海相 PDC钻头岩屑录井地层特征录井参数

引言

集团公司油气并举战略实施后，南方海相成为勘探的主战场。与早期钻井不同的是，工程多采用PDC钻头钻进，井型也以大位移井、侧钻井、水平井为主。PDC钻头的广泛使用，使钻井进入了高钻速、高时效的“双高”时期，传统的岩屑录井面临着严峻挑战。

首先，水平井采用螺杆涡轮钻进或旋转复合钻进后，钻时、钻压、扭矩等综合录井工程参数变化不明显，以找油为主的碎屑岩PDC录井方法（如钻时录井、定量荧光录井、dc指数）无用武之地。

其次，PDC钻头研磨地层作用强，岩屑细而碎，使用常规普通放大镜，矿物成份和结构的辨别较为

困难。

面对PDC钻头带来的诸多技术难题，在随钻测量技术（LWD）大范围推广尚不成熟的条件下，录井行业不能消极被动，必须跳出碎屑岩PDC录井的旧框框，摸索出新的录井方法和录井手段，优选出合理的碳酸盐岩录井系列，以适应日新月异的海相油气勘探开发需要。笔者从事南方海相录井工作多年，总结了近年来江汉油田在南方海相录井中的方法和手段，供录井业界同仁探讨。

1．南方海相地层特征

目前，南方海相勘探基本集中在志留系以上的上组合地层。自井口侏罗系沙溪庙组至志留系，地层沉积剖面以碳酸盐岩为主，其次是碎屑岩及粘土岩，少为蒸发岩及炭质岩（煤）。

侏罗系－上三叠统以砂、泥岩为主，中、下三叠统－上石炭统以碳酸盐岩为主，下石炭统－志留系为石英砂岩、泥页岩。该区碳酸盐岩目的层中，岩性又以石灰岩为主，次为白云岩，另有一些特殊岩类——炭质岩（煤），石膏岩及少量凝灰岩（绿豆岩）等。

* 胡端义工程师，1971年生，1994年毕业于江汉石油学院石油地质勘探专业，现在江汉油田测录井公司录井大队从事现场录井生产与技术管理工作。通信地址:湖北省潜江市江汉油田。邮编:433123 电话0728－6578530。

2．海相PDC钻头录井条件

海相碳酸盐岩录井除常规配置外，还应注意下面有关录井流程及要求：

（1）录井前应收集区域地质资料，掌握地层岩性特征、断层展布情况及邻井地质情况。清楚PDC 钻头的使用井段、钻压、泵压等工程参数，了解钻井液处理及变化情况。

（2）取样装置选用80目以上的筛布，保证<2mm 的岩屑能录取到。

（3）配备20倍以上的双目体视(连续变倍双目镜)或偏光显微镜。

（4）现场应配备5%（或10%）盐酸、镁试剂及氯化钡等常用化学药品和试剂。

（5）在晒样、烤样时，切忌过多的翻动，以免造成岩屑表面模糊；在岩屑收样装袋时，尽量将细小的真岩屑装入袋中；在岩屑描述过程中，注重干湿结合，干样应用清水二次漂洗，清除杂质。

3．海相PDC钻头下岩屑录井方法

通过总结江汉近几年来在南方海相勘探的录井工作，笔者认为，要搞好海相PDC钻头条件下的录井首先还是得重视常规录井和传统的海相录井方

法，其次是大力引进新技术和新方法，开拓视野，丰富和加强岩性识别手段。

3.1 显微镜放大描述法

PDC钻头下岩屑细碎，不能准确判断地层岩石的矿物成份和结构，进行薄片分析也较为困难（主要是不易磨片），但使用10×2以上双目体视显微镜，在镜下可以清楚地观察鉴定矿物的成份、结构、构造，准确地进行碳酸盐岩定名。

鉴定过程中，应注意选用滤纸吸干后的湿样或加稀盐酸后的酸蚀样，因为烘干的混合样表面粉末较多，影响了镜下观察，而酸蚀样能较清楚地观察到碳酸盐岩的各种颗粒结构，如颗粒类型、生物化石、晶粒或颗粒大小等。

该方法的优点是可以进行岩屑的细描，缺点是现场速度慢，逐包描述效率太低。

3.2 化学试剂分析法

PDC钻头破碎的岩屑虽细而碎，但其成份不会改变，通常用化学试剂：如稀盐酸（5%或10%）、镁试剂、氯化钡等定性识别岩性，再结合综合录井碳酸盐岩含量分析来定量确定岩性。

准备1-2块瓷性调色板，每个调色板有10个以上的凹槽，逐包取少量样品入槽对比分析：

（1）加盐酸反应起泡越剧烈，灰质含量越高。如呈跳跃状气泡可定性为纯石灰岩。

（2）加盐酸反应静置5分钟后，用镁试剂染色，染色越蓝，白云质含量越高。如呈天蓝色可定性为纯白云岩。

（3）加热盐酸反应后取其滤液，滴入氯化钡，沉淀越浑蚀，石膏质含量越高。如呈絮状浑蚀，可定性为纯石膏岩。

建南构造的建41侧平1井（侧3井）井段3545～4055m使用PDC钻头钻进，岩屑呈灰白色粉末状，显微镜下较难识别，用化学试剂分析，加酸反应时剧烈起泡，几乎无残余成分，综合录井碳酸盐岩含量分析CaCO3达到96％，很快就能定名为纯灰岩。

该方法结合综合录井碳酸盐岩含量分析，在海相录井中能充分提高岩屑描述的速度，是观察大段岩性变化的有效手段，缺点是不够精确，一定程度上依赖现场地质师经验。

3.3 外观特征描述法

PDC钻头因其特殊的结构构造和独特的破碎机理，因此对不同成分的岩石的敏感程度也不一样，不同岩石类型破碎后具有不同的外观特征，包括颜色、外形、断口等，寻找其规律性可以起到事半功

倍的效果。

在聚合物泥浆中，同一型号PDC钻头下碳酸盐岩（石灰岩、白云岩）质越纯，岩屑清洗越方便；遇清洗困难时，可能泥质、石膏质含量增加。一般碳酸盐岩地层岩屑外观上具有以下特点(见下表)：膏岩类：湿样呈面糊，较难识别，但干样以粉末状为主，见白色粉末。

石灰岩、白云岩：呈小片状，湿样清洁易识别，干样反而表面不清洁不易识别。

页岩、泥岩：呈片状～小块状，没有陆相泥岩段的造浆特征。成岩性好，颜色较深，硬度中等且脆。

凝灰岩（绿豆岩）：呈细条块状，棱角分明，硬且脆。

海相地层不同岩石类型PDC钻头破碎岩屑特征

岩性外观特征岩屑颗粒mm 泥质石灰岩、白云岩浅灰～深灰色小块状0.5～3.0

纯石灰岩、白云岩浅灰～深灰色小片状0.2～2.5

泥岩、页岩（煤）灰色～黑灰色小块状1～5

凝灰岩（绿豆岩）浅灰绿色中块状1～5 石膏岩易水化的白色～浅灰色粉末状0.1～1

赤水凹陷的BP1井井段1720～1723m使用PDC 钻头钻进，岩屑杂乱，但可见到少量的1720m前没