摘要：随着钻井提速，PDC钻头结合扭力冲击器的钻具组合应用越来越普遍，破岩效率高、钻速快，但破碎岩屑颗粒小，给录井岩屑捞取、岩性识别描述及地层分层带来了难题。为了提升岩屑录井质量，分析了钻井提速对岩屑录井的影响与对策，具有一定借鉴意义。
关键词：钻井提速；岩屑录井；影响；对策
1 前言
地质录井是监测油气显示的重要手段，能够获取第一手资料，在油气发现中发挥重要作用。岩屑录井是地质录井的重要内容，通过随钻捞取岩屑，清洗、照荧光、烘干等一系列操作，然后对岩屑采取多种分析手段，实现对地层剖面归位、储层含油气性评价等目的。近年来，随着钻井提速，PDC结合扭力冲击器等钻具组合应用越来越普遍。PDC 钻头具有破岩效率高、钻速快、进尺多、寿命长等优点，与螺杆动力钻具结合更易达到提高破岩效率和机械钻速的效果。但是，由于PDC 钻头特殊的破岩机理，导致所钻岩屑细小，给现场录井工作造成了较大的困难，表现为岩屑样品的采集、鉴定、识别、描述面临诸多难题。因此，积极探索采用新的岩屑录井技术和方法是一种必然的选择。
2 钻井提速对岩屑录井的影响
2.1 岩屑捞取速度跟不上钻进速度
PDC 钻头平均钻时为1～4 min/m，有时小于1min/m，而采集清洗一包岩屑样至少需要3～5 min，当钻时小于采样时间时，不但会造成采样困难，而且岩屑样的质量及代表性也变差。特别对于油气显示层段，通常需要留取附样以备实验室分析，岩屑样品采集量加倍，岩屑捞取、清洗、烘干、装袋时间变长，导致地质人员捞取岩屑速度赶不上钻进速度。
2.2 岩屑细小
采用PDC 钻头钻出的岩屑粒径较小，这就造成地质人员很难准确判断地层岩石的结构和矿物成分，特别是在砂泥岩颜色接近的井段，因砂泥岩混杂，更难于进行地层分层，使录井剖面符合率降低。岩屑细碎使现场挑样极为困难，挑样任务难以完成，影响着地球化学、荧光分析及化验工作。部分快速钻进井段，极细岩屑在振动筛上很容易流失，在振动筛上返出的岩屑量较少，导致地质人员捞取到的岩屑采样不足甚至捞不到岩屑的现象时有发生。
2.3 岩屑识别难度加大
真假岩屑的判别是岩屑描述的第一步，也是最关键一步。在日常工作中，我们通常把那些色调模糊，形态较大，局部微弯成棱角明显，个体较大的判断为假岩屑，而将颜色新鲜，个体小具棱角的判断为真岩屑。而PDC 钻头一般要求低钻压，高转速，大排量，加上本身独特的结构，使破碎后的地层岩屑呈极细的粉末状，这对传统的岩屑录井方法，即凭肉眼观察等来判断真假岩屑造成困难。
2.4 岩屑描述受到影响
PDC 钻头所钻岩屑极为细小，它的一些物理特征，诸如纯度、硬度等以及一些结构、构造特征、含矿物分布情况均不能明显表现出来，甚至造成假象。尤其是对一些含油气储层，因为好的含油气储层一般都较疏松，极易被PDC 钻头所破坏，加上钻井液的冲击一般会呈极小的岩屑出现，如果我们不仔细观察，将造成漏失油气层的不良后果。PDC 钻头所钻岩屑的描述一般常有的问题是描述内容不全面、不准确。以上两点不利影响，造成的直接不良后果是降低了地层剖面符合率，使现场录井各地层单层厚度与测井所提供的各单层厚度相差较大，影响了油气层准确及时的发现。
2.5 岩屑归位不准确
由于岩屑变得细小，增大了岩屑的比表面，降低了油气显示等级，增加了油气显示发现和评价的难度，使油气显示发现率和解释符合率降低。传统的捞砂方法是根据迟到时间算出岩屑到达时间，通过振动筛滤去钻井液，在振动筛后捞取岩屑、钻井液混合物，用清水搅拌冲洗后晾干。在复合钻井技术条件下泥岩为糊状，疏松砂岩为分散的颗粒状，致密砂岩的岩屑非常细碎，部分细微颗粒混入钻井液中不能及时在振动筛处分离，在除砂处直接混入钻井液池中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，在清洗过程中随剧烈搅拌与冲洗使细碎颗粒容易漏失。
因此，录取的岩屑失真较严重，不能真实反映地下地质信息。
2.6 钻进速快导致薄层难以识别
采用PDC 钻头+螺杆动力钻具的复合钻井技术，使钻速更快，钻屑更小。由于钻时比较小而且岩屑混杂，特别是当井深较深时，岩屑的迟到时间较长，许多2 m 以下的薄层在岩屑中没有明显的显示。再加上常规色谱分析周期较长，也给薄层的识别和评价带来了很大困难。
3 技术对策
3.1 认真捞取岩屑
对成岩性差、易造浆的上部松软地层，可以在钻井液缓冲槽捞取岩屑；对成岩性逐渐较好，岩屑多为小片状的下部地层采用振动筛取样。接样盆的摆放位置应当以能连续接到从振动筛上滤出的新鲜细小真岩屑为宜，且应根据振动筛返砂变化情况，灵活调整接样盆的位置。每捞取一次岩屑要清理接样盆，以防混样。
3.2 仔细清洗岩屑
岩屑应当在盆内清洗，不得使用岩屑筐清洗岩屑，用于清洗的岩屑量应基本保持一致。洗样时切忌用水猛冲、快倒，须用水缓冲、缓倒，以保证悬浮的砂粒和密度较小的岩屑不被冲掉，从而保证岩屑样品的数量和代表性。如果接到的岩屑样品呈稀泥浆糊状，应尽量加大采样量，将整盆岩屑取出清洗，洗样时应尽量采用小水流，轻搅拌，稍微沉淀后倒去混水再换清水的办法，防止细小的真岩屑在洗样过程中流失。在钻时比较快时，一个采集工不能够及时取样清洗，就需要增加人员，进行双岗作业，确保细小岩屑录井工作的准确性。
3.3 岩屑描述
岩屑颗粒大小对岩性描述的影响很大，一般2～5mm的岩屑肉眼易观察和识别，而对0.5～2 mm 或粉末状岩屑则肉眼很难进行观察和描述，一包岩屑中很大的岩屑往往是掉块或假岩屑。因此，为了有效区别真假岩屑，采取洗净岩屑过筛的办法，即利用1 mm、3 mm和5 mm 孔径的筛网分别对样品进行预处理，首先将大于5 mm 的假屑剔除，然后根据整包岩屑总体颗粒的大小，用1 mm 或3 mm 的筛网进行筛析，最后对筛析后的真岩屑采用放大镜结合显微镜观察描述的方法进行定名。同时岩屑描述时以储层、特殊岩层及油气层为重点，描述岩屑颜色、岩性、含油气水变化规律等。
3.4 地层分层
在岩性分层时运用“远观颜色、近看岩性、逐包细找、注意新成分”的方法进行岩性识别与岩性分层。如果泥质成分增加则可划分为泥质层；如果砂质成分增加则可先将其划分为砂质岩层，然后依据其碎屑结构成分进一步划分：如果砂质岩屑绝大部分为单体，基本上可定名为砾岩；如果砂质岩屑主要为集合体（极少单体），则可依据成分划分为细砂岩、粉砂岩、泥质砂岩；当岩屑为松软造浆地层时应主要结合清洗岩屑时的“手感”及岩屑清洗前后重量变化进行岩屑岩性分层。
4 结束语
PDC 钻头的使用对传统的录井技术方法的应用带了较大的影响，特别是对岩屑样品的捞取和对岩性的识别影响很大，传统的岩屑录井技术方法难于适应现场生产的需要。但通过选用合适的PDC 钻头类型，采用新的岩屑采集，及细小岩屑描述方法，并充分利用综合录井资料来判别岩性，于是在PDC 钻头钻进条件下的岩屑录井难题是可以得到解决的。
参考文献：
[1]王佑宁，等.PDC 钻头条件下岩性识别新技术探讨[ J] .录井技术，2003，（4）.
[2]贾世亮，等.PDC 钻头地质录井方法探讨[ J] .录井技术，2002，（4）.
[3]缑震宇.PDC钻头钻进条件下岩屑录井方法探讨[J]. 西部探矿工程，2006，增刊.
论文作者:张妍军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
标签：岩屑论文; 钻头论文; 振动筛论文; 地层论文; 细小论文; 油气论文; 地质论文; 《基层建设》2019年第31期论文;