一、 综合录井仪的基本知识
1、 录井仪的发展过程
综合录井是在气测录井和地质录井的基础上包含钻井工程录井逐渐发展起来的。 国外最早1939年录井用于商业服务,国内50到60年代。我国油气勘探初期当时气测录井使用原苏联半自动气测仪,后来我国自行制造仿苏QC_571
测量,进一步发展为自动气测仪采用记录仪记录总烃和组份两道曲线可以连续测量。但是上述气测仪的检测器均采用铂丝灵敏臂和固定臂组成的测量电桥以1.1V和0.65V供桥路电压分别测量出总烃和重烃读数值,再换算其百分比含量。70年代开始纷纷研制色谱气测仪。72年气测录井使用SQC_701型自动色谱气测仪。气测录井仪技术性能有很大飞跃,气测录井气体分析由间隔点测量变为自动连续测量。烃类检测器由高灵敏度氢火焰离子检测器代替铂丝灵敏臂,测量精度由千分之几提高到几十PPM,烃类气体可分析C1、C2、C3、iC4、nC4多种组分。综合录井仪地矿系统最初引进了美国泥浆公司的MD_1000综合录井仪,备有各种工程参数的传感器,各信息传递均为气体传送,并应用气动式指针仪表显示和记录。气体分析检测器采用黑白元件。同时期石油部系统引进法国地球物理服务公司的TDC综合录井仪,华东石油学院引进贝罗特公司CAD综合录井仪。TDC综合录井仪首先将计算机用于综合录井仪,采用VIGLANCE系统,烃类气体分析检测器为黑白元件。该综合录井仪包括气测录井、地质录井、钻井实时监测、泥浆录井、地层压力录井、钻井优化、工程数据和资料整理等一整套综合录井程序。
1986年中国石油天然气总公司(CNPC)引进国外40多套、四种型号的综合录井仪,这次大量引进对我国综合录井技术和综合录井仪的制造都有很大促进和提高。
国外录井技术方面:
1.烃类气体分析周期愈来愈短:4分、2分、1分、最短可达30秒; 2.软件发展走向::统一化、平台化、标准化、智能化; 3.新技术应用:定量、恒效率脱气,连续分析; 4.钻具振动随钻检测; 5.定量荧光; 6.多井对比; 7.井涌监测;
8.综合录井计算机新技术; 9.地层综合评价技术;
10. MWD技术、LWD(随钻录井技术); 11. 热成相技术;
仪器制造:
国外综合录井仪制造商竞争相当激烈。综合录井仪性能都向更稳定、功能更齐全方向发展,能适应各种用户的不同要求,加强现场服务,使新产品不断出现。美国贝克休斯公司第一代产品XLBASE,第二代产品DMS,第三代产品DRILLBYTE(具有PC 网络)。法国地球物理服务公司第一代产品TDC,第二代产品GEO-5000,第三代产品GEO-6000。美国哈里伯顿公司第一代产品GEO DATA,第二代产品SDL,第三代产品SDL-9000(具有UNIX工作站)。三家公司占居世界录井市场90%份额,它们都以高性能综合录井仪产品和良好的录井服务位居主导地位。
近年来,国内有很多厂家和油田投入力量制造综合录井仪及其相关产品。其中以上海神开公司为代表:90年代早期产品SK-lZ01综合录井仪经现场使用得到认可;90年代中期,研制出各种高性能传感器、分析仪器,取消了大量二次仪表;均以计算机、打印机显示和输出。并具有防爆、室内H2S、可燃气体报警系统的升级产品SK-lZ02正压防爆综合录井仪(适用于海上和有防爆要求的场合);90年代后期与贝克休斯公司合作研制生产的DRILLBYTE综合录井仪。新近推出新一代SK-2000和SK-2000F综合录井仪。总线结构的新型录井仪即将面世。
综合录井仪制造厂家还有新乡电子工业部22所的产品SLZ录井仪。上海石油仪器厂的产品SOC-882升级气测仪、SDH-941地化气测仪,并与哈里伯顿公司合作生产的SDL-9000综合录井仪。
录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术,是发现油气藏、评价油气藏最及时、最直接的手段,具有获取地下信息及时多样、分析解释快捷的特点。
综合录井技术是在地质录井基础上发展起来的,初期的综合录井服务包括深度测量、地质描述以及使用热导捡测仪进行气测录井服务。随着找油找气难度的增加,油公司对提高钻井效率的重视和对安全环保问题的关注以及现代电子学和计算机技术的应用,使综合录井技术得到了较快的发展。
2、功能和作用
综合录井仪是在石油钻井过程中连续录取所钻地层释放出来的油、气显示、钻井工程、泥浆性能、地层地质等参数,用以识别油、气、水层和地层评价、生油岩和油源评价。监测钻井施工、检测地层压力、优化钻井`保护油气层等为实现科学钻井提供先进方法和技术。
综合录井是直接发现油气层的好手段,是其它手段所不能替代的。建立钻遇地层剖面、地层层序及烃类气体百分含量变化剖面。
配合科学钻井可以在连续钻井全过程,实时地对各种作业监督和记录,从而及时发现钻井施工中的隐患和事故苗头,配合固井进行计量,配合下套管测量地层破裂压力等。提供喷射钻井的水眼选择,优化、平衡钻井提供必要的参数资料。
SK-2000型综合录井仪是公司吸取国内外的先进技术和累积多年专业基础上,依靠我公司科技人才的优势和上海雄厚的工业基础研制成功新一代石油勘探、开发的重要仪器设备,在总体设计和制造技术上起点高、技术先进。SK-2000型综合录井仪是集石油钻井、地质勘探、传感技术、微电子技术、计算机技术、精密机械、色谱分析、集装箱制造技术、强配电及UPS等多种技术于一体的高技术产品。SK-2000型综合录井仪在钻井过程中可以连续监视油气显示情况,并对显示做出解释评价、采集分析岩屑样品,建
立钻井地层剖面及其含油气性,实时采集钻井工程、泥浆、压力等各种钻井参数和显示各种钻井工作状态画面和图形,并贮存、处理、打印近几百项数据,具有多种资料处理功能。
SK-2000型综合录井仪包括有:采用国际标准20多套各种电流型传感器。配备具有极好的线性指标,技术先进的色谱分析系统、各种地质仪器、适应不同环境要求的脱气系统装置,采用智能模块化的数字通讯技术的信号处理接口系统、高性能、高水平。计算机硬件系统配置和采用Win98、Win2000及WinNT平台,可扩展局域网的联机采集系统和先进脱机处理系统软件。
SK-2000型综合录井仪为了适应综合录井仪的不同工作环境及防爆要求,可分为非防爆型的SK-2000综合录井仪和防爆型SK-2000F综合录井仪两种型号。强配电保护系统和UPS不中断电源,能适应不同的工作环境。对防爆型SK-2000F综合录井仪提供正压防爆综合录井仪房,配置有增压防爆系统。在录井房失压和可燃气体、有毒气体(H2S)超标条件下,自动声光报警,自动切断电源。采用防爆型各类传感器和隔离安全栅。SK-2000型综合录井仪能适应复杂多变地理环境和现场,在恶劣供电条件下也能安全、可靠、长期地运行。
3、基本配置
综合录井仪的类型多种多样,但是它们的基本功能和作用是大体相似的,故综合录井仪基本设备是大同小异的,现以SK-2000型(含防爆)综合录井仪为例介绍其设备配置情况。
仪器部分:氢焰色谱仪(3Q02)、热导色谱仪(3R03)、氢气发生器(9Q400)、空气压缩机、电动脱气器(7T02)、 H2S检测器、3056记录仪、接口箱(7J02)、计算机(采集机、工作站、服务器各一台)、打印机(EPSON1520K三台)、彩色显示器4台、终端3台。 传感器部分:传感器包含有:悬重、立压、套压、扭矩、液位、转速、泵冲、H2S、电导、温度、密度、流量、绞车等。 配套设备:拖撬(防爆型或非防爆型)、空调、冰箱、电源控制系统、不中断保护电源(UPS)。
地质装备:荧光灯、碳酸盐分析仪、泥岩密度测定仪,热真空蒸馏全脱气装置、双目显微镜、复印机、晒图机、烘箱、P.K分析仪。 技术指标:
1. 天然气总烃检测器和组分检测器
总烃检测器:最小检测浓度(50PPm)~100%(甲烷) 烃组分检测器:最小检测浓度(30PPm)~100%(甲烷),在3分钟分析周期内可 分析出C1~C5。
非烃组分检测器:CO2测量范围:0.2~100%,测量精度2.5%(F.S)
H2测量范围:0.01~2%,测量精度2.5%(F.S) 2.传感器
A. 泵冲:测量范围30、60、120、240、480、960、1920次/分可选,精度1% B. 转盘转速:测量范围30、60、120、240、480、960、1920次/分可选,精 C. 度1%
D. 转盘扭矩:测量范围:0~1.6MPa(0~50KN.m),精度2%(F.S) E. 立、套管压力:测量范围:0~40Mpa、0~60Mpa精度:2% F. 大钩悬重:测量范围:0~6MPa(0~4500KN),精度:2% G. 泥浆温度:测量范围:0~100℃,精度:1℃ H. 泥浆密度:测量范围:0.9~2.5kg/l,精度:1%
I. 泥浆电导率:测量范围:0~250ms/cm,精度:2%(F.S) J. 泥浆出口流量:测量范围:0~100%(相对流量),精度:5%(F.S) K. 泥浆池体积:测量范围0~2~5m(可按用户要求而定),精度:1.5%(F.S) L. 绞车传感器:测量范围0~9999数,精度:1cm/单根 M. 动力电源主要技术指标
电源设备:电源输入:电压:380/220V(+20%,-30%) 频率:50HZ(±15 HZ) 电源输出:电压:220V±5%
频率:50±1HZ 波形失真:≯5%
中断电源持续时间:满负荷工作时:≮10min 适用于电网电源或柴油发电机供电。
仪器有过载、短路、漏电安全保护、缺相保护与报警。防爆电气箱有自
动检测可燃气体H2S气体,并能在失压、烟雾、可燃气体、H2S浓度超 限时自动切断电源与声光报警。 传感器安装位置 1.钻台处
立管压力SPP 装在立管上
转盘转速RPM 感应转盘传动轴的目标
扭 矩TORQ 机械装在链条下,电动卡在电动扭矩电缆上 大钩负荷H.L 装在死绳结处 井 深DEPTH 装在滚筒轴上 井口硫化氢H2S 装在井口喇叭口附近 2.钻井液出口处
出口排量MFO 装在出口管线上 出口密度MDO 装在出口缓冲灌中 出口电导率MCO 装在出口缓冲灌中 出口温度MTO 装在出口缓冲灌中 脱气器TRIP 装在出口缓冲灌中 出口硫化氢H2S 装在出口缓冲灌上方附近 3.循环灌上
1#液位传感器 PIT1 装在1号灌上 2#液位传感器 PIT2 装在2号灌上 3#液位传感器 PIT3 装在3号灌上 4#液位传感器 PIT4 装在4号灌上
5#液位传感器 PIT5 装在5号灌上 4.钻井液入口处
入口密度MDI 装在入口缓冲灌中 入口电导率MCI 装在入口缓冲灌中 入口温度MTI 装在入口缓冲灌中 5.泵房
1#泵冲SPM#1 装在1号泵上 2#泵冲SPM#2 装在2号泵上 6.其它
套压CSIP 装在节流管汇压力表处 排放管线上的硫化氢H2S 装在色谱分析排放管线上 二氧化碳CO2 装在仪器房样品气入口管线上 碳酸盐含量分析仪表 装在地质房(或仪器房) 泥岩密度分析仪 装在地质房 荧光分析仪 装在地质房 晒图仪 装在地质房
计算机系统
a、全套计算机硬件系统配置有:CPU中心处理器:PⅢ、时钟:≥800MHZ、内存≥128MB、3\"软盘驱动器 、显示方式:ASUS 3800、AGP/16M RAM、键盘: 标准键盘、打印机:EPSON; MJ1520K×4 CD-ROM:ACER40X(R/W) 、监视器:高分辨率彩显器。
b、全套计算机软件系统具有采集、显示、报警、打印、存盘等功能。 采集道:采用RS232串口通讯。
计算:根据采集信号进行运算、比较、并发出必要的报警信号等。 显示:根据软件格式,可实时显示各种录井信号的画面。 存盘:每米存盘一次或每分钟存盘一次。 计算机的软件系统
A、实时数据采集程序
此程序是随钻实时采集的主程序,是整套软件系统的核心程序。它通过14位32路A/D卡接口箱处理的各种传感器所提供的模拟电量,具有实时采集,计算、多画面显示、报警等多种功能软件能中英文自由切换,能提供二十一个功能模块和显示画面:钻井动画、钻井主参数、系统初始化、传感器标定、钻具管理、色谱标定、长图记录、报警记录、起下钻记录等。
B、实时数据处理程序
此程序将采集所得到的实时数据生成米数据文件,延迟米数据文件,文件为开放式数据库,随钻实时打印监测数据表。
C、脱机数据处理程序
此程序是实时数据程序所产生的数据文件后的处理程序,它将产生钻具报告,钻头系列报告、气测录井图、水力学报告、井深报告、压力报表、编辑打印地质和工程日
报、水马力报告、地质录井数据的录入,修改和打印,优化钻井的专家系统等。
D、监视器数据远程传输
为了便于场的地质监督和工程监督指导生产,分别装置了远离仪器房的100m的监视器,可根据需要选择监视的画面。
二、综合录井项目和内容
(1)地质录井
①岩屑录井:岩屑录井是井下被钻碎的岩屑,由泥浆携带到地面,录井人员根据地质设计要求收集岩屑,进行观察描述,取样分析并绘制综合录井图等一系列的工作。
②岩芯录井:包括钻井取芯和井壁取芯。钻井取芯根据地质设计的取芯对象不同,又分为油气层取芯和地层控制取芯两种。
③荧光录井:一般可进行岩屑荧光录井和泥浆荧光录井,目前在现场,有的在进行定量荧光录井,采取有代表性的岩样测定F值。定量荧光录井是利用原油的浓度与原油发出的荧光强度成正比的性质。荧光强度由下列公式表示。
F=I0ΨfEPC F—-荧光强度
I0—激发荧光源强度 Ψf—荧光的相关效率 E---所测荧光分子的吸收 P---被测溶液的路途长度 C---荧光分子的浓度
I0和P取决于荧光测定仪,对于给定的荧光分子Ψf和E是固定的。所以荧光强度与溶液荧光分子浓度C成正比。荧光的相关效率随原油组分的变化而变化,重质油相关效率最高,凝析油最低,也就是同样浓度重质油荧光强度要比轻质油高。
④油气录井:钻井过程中遇有油气显示异常时,对油气的槽面、液面显示变化和泥浆性能及氯离子的变化进行观察和记录。钻井过程中遇有油气显异常时,对油气槽面、液面显示变化泥浆性能氯离子的变化进行观察和记录。
1. 观察和记录泥浆槽面,泥浆池液面的增减变化。泥浆中出现油花、气泡的开始和结束时
间,油花和气泡的大小、形状、颜色、分布情况及所占百分比。
2. 密切注意和记录在油气显示过程中泥浆粘度、密度、体积、出口流量等参数的变化,特
别在气浸时注意可能产生井涌现象,注意井控。
3. 油气显示异常时,加密做VMS全脱泥浆样品分析,及时准确了解油气和烃组分的组成,
对油气显示做出正确的解释。
4. 采集气样,做点火试验。根据火焰的颜色,初步判断气体的性质:兰色—干气;黄色—
湿气含盐水;淡红—含淡水;灭火—含隋性气体或CO2。 5. 测定和记录泥浆氯离子的含量及其变化。
⑤钻时录井:钻时录井指钻头钻进一个单位进尺所用的纯钻时间。
⑥采样录井:根据地质设计或合同标书要求采集的各类样品、采集样品的间距、数量的多少、样品重量等。根据地质设计或合同标书要求采集的各类样品、采集样品的间距、数量的多少、样品重量等,一般需要采集以下几种样品: 1. 岩石矿物的薄片、重矿物、差热分析等样品。
2. 油层物性:孔隙度、渗透率、沾度、残余油饱和度、残余水饱和度、碳酸盐岩含量、泥
岩含量等样品。
3. 古生物方面:介形虫、孢粉、轮藻、牙形虫、大化石等样品。 4. 生油指标方面:氯仿沥青“A”,三价铁,发光沥青“B”,有机碳、还原硫、簇组分、
烃类、元素分析、组分、生油母类型、成熟度等样品。
5. 地层水性质方面:密度、CL、CL、CO3、HCO3、SO4等离子含量、总矿化度、水型、
微量元素、酸碱度等样品。
6. 各类样品采集时,应按其各自的要求进行采样送验。
(2)气测录井
气测录井是钻井过程中发现油气层最直接的方法和手段。尤其是在新探区发现新含油气层系不可缺少的资料。并可根据油气显示判别油气水层,进行油气层对比。根据气测录井中的任务、方法和目的不同可分类如下:随钻气测录井、扩散气测录井和热真空全脱气气测录井。
A、随钻气测录井
主要任务连续测量由井筒返出口的泥浆中脱出来的烃类气体。泥浆中携带烃类气
主要由两种途径进入泥浆中:一是被钻碎岩屑右游离气,另一种是油气层以渗透的扩散等等运移方法进入泥浆。随钻气测录井是及时、准确捕捉和测量泥浆携带的返出井口的气体。烃类气体的测量,除要高灵敏度、稳定可靠的分析仪器,还要有高效脱气设备,泥浆性能的控制。油气显示深度位置归位。
1. 根据地质设计和合同标书的要求进行气测录井工作。一般总烃做连续监测,烃组分 进行连续周期分析C1-C5或 C1-C4,也可以对烃组分分析设置门限值,即总烃达一定 含量,再启动烃组分测量。
2. 随钻气测录井的连续脱气装置采用气动脱气器或防爆电动脱气器。浮子脱气器由于脱
气效率低一般已不采用。脱气器安装在靠近泥浆出口管的泥浆槽中或振动筛附近,不宜离井口太远安装。
3. 根据地质设计、工程设计或合同标书要求,进行其它气体如CO2、H2S等项目测量,
并根据用户要求选择高、低报警门限,以保证安全施工。
4. 泥浆循环迟到时间由计算机自动跟踪,确保气测录井C1-C5分析资料正确归位。录井
过程中要经常用带色塑料片或电石人工实测,以校正泥浆迟到时间。 5. 及时将气测录井资料绘制气测录井图或者编制综合录井图。
6. 油气显示层段进行收集岩性、烃类气百分含量、非烃气百分含量等资料,及时对油气
显示性质做出判断解释。 B、 扩散气测录井
它是对已发现的油气显示层段,在泥浆静止时在相应井段由于油气层体贴的扩散和渗透作用,形成烃类气体相对较富集含气泥浆井段或者以一定移动速度向上扩散。当油气层段具有一定能量还会发生上窜现象(即烃类气上升速度大于泥浆上升速度)。扩散气测录井是在泥浆静止一段时间后循环泥浆时进行。 1. 中途扩散气测录井:
它是在随钻气测录井过程中,对发现较好油气显示层段,在起下钻或停钻静止泥浆一段时间间隔后进行,一般要求连续监测2个泥浆循环周期。 2. 完井扩散气测录井
完井后泥浆静止24小时以上,如全井发现油气显示层段在一层以上时,则钻头
应下到最下层油气层段底部以下,才可以循环泥浆,或划段分几次进行完井扩散气测录井。
扩散气测录井只是时间与浓度关系。所以开始泥浆循环时间和结束泥浆循环时
间要记录准确,一般中途不得停泵或改变泵冲次(泵速),以免造成误差。 3. 扩散气测录井计算油气上窜速度公式 其计算方法有容积法和迟到时间法两种:
1)容积法的计算公式:
QHT1T2VcVT0
V—油气上窜速度(米/小时) H—油气层深度(米) Q—泥浆泵排量(升/分)
VC——井眼环空每米理论容积(升/米) T1—见到油气显示巅峰时间(时:分) T2—开泵时间(时:分)
T0—井内泥浆静止时间(小时)
*井身结构有变化应分段计算环空容积,否则误差大。 2)迟到时间法的计算公式:
h—循环泥浆时钻头据的井深(米) t—钻头所在井深的迟到时间(分)
T2—下钻到井深为h的开泵时间(时:分)
V、H、T1、T0所代表的含意与(1)公式相同。
C、 热真空全脱气测录井
主要任务是在目的层或油气层井段按一定间距采集出口泥浆样,进行泥浆热真空蒸馏全脱气,将脱出一定量的气样注入色谱仪中分析。用于定量计算泥浆中含气饱和度、提供评估油气产能参数,也可用于对其它连续脱气效率校正。
(3)碳酸盐录井
碳酸盐岩含量分析技术已被广泛地应用于现场录井。目前现场使用的仪器主要有两种类型。机械测压式和电子压力传感式。 1、 分析基础
实验证明:碳酸钙与盐酸的反应速度高于白云岩(碳酸镁钙)与盐酸的反应速度。综合现场的实际情况,岩屑与盐酸的反应主要表现如下: A. 灰岩反应速度大于白云岩;
B. 白云质灰岩中首先出现的是灰岩的快速反应峰,随时间的延长,白云质成份才反应; C. 泥质白云岩反应速度较慢;其他类型白云岩反应速度也慢; D. 白云岩与热盐酸反应速度比冷盐酸反应速度要快;
以上为解释反应记录曲线的基础
2、典型碳酸盐岩测定曲线分析
(l)纯净的石灰岩(PueLimestone):碳酸钙含量100%
如图1-3-1所示;一条从O到100%的迅速而又斜率很小的直线代表100%的纯石 灰岩。
(2)含x质灰岩(LimestoneCalc缸eousRocks);碳酸钙含量在50%到100%之间。
如图Ⅰ-3-2所示:反应迅速,一条从O到72%的斜率很小的直线,未能达到100%。 0 50 100 0 50 100
图1-3-1 纯灰岩测定曲线图 1-3-2含x质灰岩测定曲线
(3)含次质一次质岩石(LimeyRocks):碳酸钙含量在0到50%之间,如图1-3-3所示:反应迅速,碳酸钙含量为39%。
图I.3-3 含灰质一灰质岩石
(4)纯净的白云岩(PureDolomites) 如图1-3-4所示:反应缓慢地进行,记录曲线呈弧形上升,大约需要七分钟的时间,记录笔才稳定在100%的位置土。这是典型的纯白云岩样品分析曲线。
图1-3-4 纯白云岩测定曲线
(5)含x质白云岩(Dolomites):白云岩含量在50%到100%之间。如图1-3-5所示:反应缓慢地进行,最终达70%。表明此样品含白云质70%。 0 50 100
图1-3-5 含X质白云岩测定曲线
(6)含白云质一白云质岩石(DolomiticRocks):良云质含量在O到50%之间。如图1-3-6所示:反应缓慢地进行,最终达20%。表明此样品含白云质20%。通过对上述典型碳酸盐岩分析记录进行逐一分析,说明碳酸钙和白云岩的百分含量,只有利用拐点(break point)的方法才能比较确切地说明二者的真实含员。
0 50
100
图1-3-6 含白云岩-白云质岩石测定曲线
(4)地化录井
它是用于获得地层含油特征参数的新的录井技术。在钻井过程中对钻遇地层上返的岩屑进行连续、系统地取样分析。主要通过对含油岩屑进行程序升温控制;一般在90℃可以得到So一为C7以前的烃,以前的烃;在90一300℃,得到S1为C7一C32的烃,在300一600℃得到S2一重烃和胶质沥青。然后计算出派生参数:P=So+S1+S2一含油气丰度和B=(So+ S1)/ S2一原油油质轻重及M=P x B油层综合值。其综合值M呈现高值,油层特性得到较好反映,故将油层高M值称之为地化亮点。
钻井过程中,应严格挑选和制备具有代表性的岩屑或岩心样品,样品称重要准确,精度要求万分之一,样品重量不少于10克,一般要保留副样以备查。
A、 在岩样分析过程中升温控制程序要准确。应防止加热坩埚受污染,电热耦要通过调整,
使之固定在最佳位置土,以保证岩样分析精确度。 B、 绘制热解谱图和提交地化分析数据表,其表中记录内容:序号、井号、井段、So、S1、S2、
P、B、M和原油性质等项目。 C、 结合P.K分析仪分析的孔隙度资料绘制P—ф、S1—ф及S1—P关系图板。 D、 现场快速判断贮油层油、气、水性质,进行贮量概算、产能估算。
E、 对生油岩建立系统,标准生油岩层的地化录井剖面,并对有机质的类型、成熟度、生油
门限进行评价。
F、 地化录井一般是根据地质设计和合同标书要求进行,主要在生油层或油气层进行地化录
井。
(5) 工程录井
是在钻井过程中钻进、起下钻循环(划眼)及其它施工状态下,对各种工程参数进行连续实时监测。钻井工程参数是通过各类传感器输出信号,经接口处理后进入计算机进行采集、存贮、处理后,实时显示和实时打印。
钻井工程参数:
深度系统:大钩负荷、井深、起下钻速度、钻头位置、悬重、钻压、钻时、离底村志、卡瓦信号、时间标志等。
工程方面:转盘转速、扭矩、泵冲、绞车等。
泥浆系统:泥浆进出口温度、泥浆进出口密度、泥浆进出口电导率、泥浆液面(体积)等。
压力系统方面:泵压、套压等。
A、 密切注意钻井过程中各种钻井参数的显示是否正常。否则查出原因,及时排除。 B、 收集和整理钻井工程情况:及时整理各种钻井工程参数,实时原始资料,钻井日报、钻
头报告、水力学报告、钻井成本图、及时预告工程事故预兆等。
C、 下套管要有原始套管记录:记录内容:套管鞋下达井深,磁性接头位置,每根套管长度
及入井顺序,套管直径等。
(6)压力录井
钻井过程中,根据取得的工程参数和破裂试验,随钻绘制地层孔隙压力曲线,dc指数曲线和破裂压力曲线。其次在钻进泥岩井段,按一定间距选取泥岩岩样进行泥岩密度测定,通过不同的井深中泥岩密度资料做出井深—泥岩密度关系图和泥岩密度—压力关系图板。在这里主要介绍如何利用泥岩密度测定检地层压力。 (一) 工件原理:是测定泥岩密度,用来监测异常高压层。由泥岩压实规律可知,正常情况
下其泥岩孔隙度随深度增加而呈指数函数减小。即泥岩密度随深度增加而增加。当遇到压力过渡带和高压层时由欠压实的结果。孔隙度比正常条件下要大,密度比正常条件下要小。泥岩密度这种变化规格规律,在钻井过程通过按一定井段间隔取出返出地面泥岩岩屑测量密度,可以作出泥岩密度一井深关系图,泥岩密度一压力关系图。正常压力井段的泥岩密度值是为正常趋势线。凡偏离正常趋势线即反映压力异常,偏移量越大,异常压力越高。开始偏离点即过渡带的顶点。
(二) 泥岩密度测定仪的组成:SK-2NO1G型泥岩密度测定仪组成,由有机玻璃筒、镜面
分度尺、固定镜架、不锈钢杆及顶盘、浮子、镇定锤和调零旋钮等组成。测量范围:1~3g/cm3,最小样品重量:0.03克,分辨率: g/cm3。 (三) 使用方法:
1、.将淡水注入有机玻璃筒内,使浮子(有机玻璃浮筒)与水面相距2厘米为 放入简内水中,此时浮子顶
面在水下1厘米,否则去掉一些水直到合乎要求为准。 2、“零位\"调整,在仪器上没有岩样时,应使用调零位旋钮精准地调整零位,此时读零值,
室温有变化重新调整零位,读出新零值。
3、测量:将岩样入在顶盘上,宜到镇定锤稳定后(不要触筒底),读出刻度值L1;然后将
盘土的岩样移到水中浮子土,待稳定后读出新值L2,则泥岩密度由下公式计算得到:
d=L1/(L1-L2)
(四) 资料解释
在钻过泥岩井段,按一定间距选取泥岩岩样进行泥岩密泣测定,通过不问的井深中泥岩密度资料做出井深一泥岩密度关系图和泥岩密度一压力关系图板(见阁7名)。泥岩密度测定岩样取样按5~20米间距取一个,用水轻轻洗,然后用小组纸水吸干,通过泥岩密度测定仪测得每个样的密度结果,将这些数值按共井深标在井深一密度关系图的座标格值,即可发现在正常惰况泥岩密泣随井深增加而增加,并引出密度变化的正常趋势线,离正常趋势线方向密度减少方向反映异常高压。它的开始即为压力过渡带顶部(点),见典型的泥岩密度录井图。
同样将这些来自不同井深的泥岩密度值标在“密度一压力图表”的密度一深度的座标上,构成A、B、C、D的泥岩密度大致连线。现在计算C点井底压力(见密度一压力图表)。AB线段是正常泥岩密度趋势线,在B点遇到压力异常泥岩密度开始下降,趋势线向左偏移弯曲。
1、由C点作垂线,交于AB线段于D点,其井深为;1920米,相应的静水压力为192 巴,在压力标尺找该点值,该点为E,并连接DE线。
2、通过C点一直线平行DE与压力标尺交于F点,读井底压力为637巴。 3、计算压力梯度,即干衡井下压力所需要泥浆密度理论值,C点的井深:3840米,
泥浆密度平衡井底压力的理论值=637/384=1.65
二、录井发展方向
近年来,录井技术有了长足的发展,归纳起来。主要表现在以下几个方面:
1、 计算机技术带来录井技术革命
计算机技术的应用推动了录井技术的发展,使录井实现了从手工劳动向机械化、自动化的飞跃,使录井资料的应用实现了从简单分析向综合解释、评价的飞跃。通过采用先进的计算机技术,使综合运用现场各种地质和工程数据进行综合评价成为可能,工作效率大大提高。 第一:发展了综合评价技术。一是采用新的系统工具,如岩屑描述软件、岩心描述软件、完井报告编制软件为我们这些工作提供了模板、提高了工作效率和资料整理水平,实现了自动化。二是对现场采集的所有资料进行分门别类,剔除各种影响因素,使其反映地层情况,并综合分析研究,得出可信的结论。三是应用多井对比技术,根据邻井的各种录井资料、测井资料和随钻录井资料。利用计算机系统的多井对比软件可进行多达22口井的对比,从而建立区域构造剖面和地层剖面,据此进行随钻分析,及时修改设计,预报目的层段,卡准取心层位和完钻钻层位,确定完钻井深,指导钻井工程合理使用钻井参数。 第二:发展了数据管理与决策技术。先进的综合录井系统就是一套数据管理和决策服务系统。该系统可以对钻井过程中的各种活动数据信息采集、存储实时显示和处理。这些活动包括:钻井、取心`中途测试、井控、下套管、固井、起下钻、扩眼、流量监测、防喷监测、打捞和海底作业等。对地质录井、综合录井、随钻测量、电测资料等亦可进行存储和处理。该系统主要包括如下软件或软件包,工程计算、井涌监测系统、岩屑描述资料包`综合报告生成软件、地层压力软件包、卡钻测量与预防软件、岩石物理特性软件包、钻井扭矩和阻力监控软件、数据实时作图及系统管理软件。该系统的应用面对四个方面的用户:钻井人员、录井人员、现场监督和作业者 (油公司)基地管理人员。通过向上述用户实时提供地面和地下不同深度不同时间的钻井和测试倍息,有助于上述入员及时做出井控、钻机管理、安全、地质评价等方面的决策,从而提高钻井效率、提高地质评价质量,并为后续作业和生产提供高效的地质导向。
2、 气测录井技术取得重大突破
传统的气测录井具有色谱分析周期长、脱气效率不稳定、不能准确反映地层含气量等缺点,使气测录井资料的应用受到了很大的限制,为此国际上一些知名公司做出了不懈的努力,取得了很大的进展。,
l)色谱分析周期越来越短,一般为2~4min一个周期。法国地质服务公司的Geologger色谱分析周期(C1~C5)为1min,而加拿大Datalog公司色谱分析周期(C1~C5)仅需30 s,创造了气测录井色谱分析周期最短的世界记录,但空气做载气已不能满足其技术要求,改用氦气做载气。
2)发展了定量气测技术,主要采用定量脱气的方法实现气测录井的定量化。常规脱气器有两大问题,一是其操作条件发生变化则其精度会产生较大的变化;二是钻井液中每一烃组分的脱出率不同,因而脱气器难于调校。针对这些问题,德士古公司对传统脱气器进行了改造,开发出QCM(定量气体检测)脱气器并获得专利。QGM脱气器消除了传统脱气器效率低、性能不稳定以及影响脱气结果等诸多不利因素,通过监控脱气器的工作性能,实现了定量气体检测,进而为地层定量评价创造了条件。
法国地质服务公司则对脱气器进行了全新设计,开发出气测仪(Geologger),采用恒流原理,使采样的钻井液体积保持恒定,从而实现了气体定量检测。
此外,德士古公司还另辟蹊径,开发了气体参照法(Gas Referencing)定量气测技术,其基本原理是在钻井液中添加一种已知浓度(保持不变)的物质作为参照气。参照气是相对于钻井液中的地层气而言的,它具有可扩散、可提取和可检测性(一般采用乙炔气)。参照气和地层气是从钻井液中用气体收集器一起提取并用标准气相色谱仪一起测量的,然后用已知的标准浓度回归地层气含量。从而得出每种地层气体在钻井液中的体积浓度。
3、 地化录井技术渐趋成熟
岩石热解色谱分析技术是70年代末发展起来的地球化学录井(地化录井)方法。它采用地化录井仪对岩屑`岩心、井壁取心祥品进行热解色谱分析,在钻井现场达到定量评价储集层中烃类含量的目的。我国自80年代末开发地化录井技术,地化录井仪目前已发展到第四代。第一代为单片机数据处理系统;第二代将微机引入地化录井处理系统,提高了地化资料处理能力和解释速度;第三代增加了有机碳分析仪,弥补了地化仪的不足,实现了分析过程自动化;第四代将地化录井仪与综合录井(或气测录井)仪联机,进行油气层的综合解释。
在地化录井仪器不断更新换代、不断完善、提高分析精度、增加分析参数的同时,地化录井评价技术也在不断完善和提高,拓宽了地化录井技术的应用范围。从最初的油气水解释、原油性质判别`计算油气聚集遗.到测定储油岩孔隙度、饱和度,进行单层产能估算,目前已被引入开发领域。检查油井的开发现状、水淹现状、水驱油效果分析、残余油饱和度计算、残余油烃类组成研究等,其应用效果越来越好.技术优势得以充分体现。 4、 定量荧光技术投入现场试用
常规荧光仪虽然已有近60年的历史了,但其局限性显而易见;原油荧光在紫外线范围内,肉眼只能识别其中一小部分,凝析油、轻质油及中质油的大部分不在肉眼可视范围内;荧光描述主观性很大,其准确性在很大程度上取决于现场人员的经验。鉴于此,德士古公司经过8年潜心研究,开发出了定量荧光检测仪(QFT)并获得成功。
QFT的理论依据是,荧光强度与岩样中石油浓度成正比,其工作原理是用紫外线荧光灯光波选择器及初级滤波器共同组合起来,选择最佳波长的激发光,激发光被样品溶液散射后再经初级滤波器送到鉴定器测定其荧光强度。QFT是监测油层的一种可靠且准确的手段,它实现了荧光录井的定量化,但不能区分地层原油荧光和其它污染物荧光。因此全荧光扫描技术(TSF)应运而生。把QFT与TSF技术相结合,不但可实现荧光定量检测,而且可识别地层荧光与钻井液荧光。
TSF的原理是:物质的荧光性质主要取决于芳香烃的分子结构,具有不同芳香烃分子结构的化合物表现不同的激发波长。而这些化合物的混合物在一较宽的激发波长范围内,每次激发可产生系列发射波长,应用TSF检测法就是检测这些发射波长,形成表示混合物中芳香烃组成的光谱图。由于TSF具有较高的灵敏度和可选择,因此可区别各种荧光物质。
目前,用计算机和辅助紫外光谱仪进行分析,在紫外光下利用一较宽波长范围 (240~430nm)使祥品受激发,检测样品荧光发射情况并以数字形式表示其强度,其结果可看作是三维荧光检测图,图中包括发射波长(x)、激发波长(y)和荧光强度(z),也可以看做是二维的轮廓图(不包括荧光强度),通常称为“荧光指纹图”,通过该图实现对不同样品的识别。 5、 MWD与LWD技术方兴未艾
70年代后期迅速发展起来的随钻测量技术,最初是用于定向钻井,现在已逐步发展成为一种有效的地层评价工具。用于定向钻井的称MWD(随钻测量),用于地层评价的称为LWD (随钻录井或FEMWD地层评价随钻测量系统)。
随钻测量系统由井下传感器组件、数据传输或井下记录装置与地面检测处理设备组成,所有随钻系统应用紧靠钻头上部的f专感器来测量钻井参数与地层参数,钻井期间测量的数据或存储于井下或实时传送到地面。
MWD一般都能测量井斜、方位及工具面方向,有的还可测量环空温度、压力及井下钻压、扭矩等参数,LWD除上述参数外还可以测量电阻率、自然伽马`岩性密度、中子、声波等地层参数。
MWD技术发展的关键是数据传输与井下传感器的研制问题。MWD工具有钻铤组装型和探测器型两种,且以前一种为主。其稳定性愈来愈高,测量参数愈来愈多。
MWD数据传输方法有多种,目前比较成熟的是钻井液脉冲遥测系统和电磁波传输系统都能实现采集数据的实时传输,且各具优缺点。另有井下记录系统,可将测量数据存储于井下MWD工具存储器中,但不能实时传输。国外已研制开发出井下记录与实时传输相结合的
MWD系统,既能实现实时检测,又保证了随钻测量资料的高质量。
一般情况下,MWD与LWD能测出比电缆测井质遗更高的测井图,这是因为其测量速度较低且是在地层基本上未受污染情况下进行的,因而具有更高的分辨率。但是要雇用MWD服务价格较昂贵,这就是它目前还不能替代电测的主要原因之一。随钻测量主要应用如下: 1)
于优化钻井,减少地层损害。
2)、在定向钻井过程中及时了解并控制井眼方向,或在水平井中进行地质导向。 3)、用于地层对比和评价。在地层特性比较清楚的开发井中,可以取代电缆测井。
4)、在电缆测井难以进行(水平井与大斜度定向井)的井中取代电缆测井,是安全可靠的斜井测量方法。
5)、进行时间延迟测量,研究钻井液侵入机理。 6、 钻具震动分析技术引入录井领域
在钻井过程中,钻具振动与钻柱及其组成部分的动力学特性有关。早在60年代国际上就开始钻具振动问题的研究,并开发出各种检测仪器和解释技术,用来指导安全钻井可有效地防止钻具事故和钻井问题的发生。
对于钻具振动的监测可通过安装在钻柱顶部的信号测量接头或使用专门的MWD工具来获取井下钻具的动态信息。
在钻井过程中,钻具振动是指由于钻柱与井壁、钻头与岩石相互作用使钻具应力变化而产生的复杂振动,主要指纵振(轴向)、横振(侧向)和扭振(扭向)。对钻具振动的监测和分析可实现卡钻的监测、钻头磨损的监测和对钻柱谐振和钻具偏转现象的识别等,从而能及时调整钻井参数,减少钻柱故障,优化钻井过程,提高钻井效率。
在旋转:钻井中,钻头的破岩作用使岩石在破碎时产生声波发射现象。这实际上是岩石应变能以弹性波方式快速释放,其中一部分能量通过钻柱作为传播介质以微振动的方式传至地面。如果在地面安装合适的传感器和测量系统,可实现对岩性的快速识别。即用钻柱应力波频谱分析方法识别岩性,这是钻具振动分析的应用方向之一。 7、 传感器技术有所创新
这里所指的传感器是指地面传感器,而井下传感器应归到MWD工具中。近年来,地面传感器的发展比较缓慢,主要原因是国外公司把主要精力投入到发展MWD工具上,但地面传感器技术仍有所所创新。
(l)、利用新的工作原理制造灵敏度高的传感器替代旧式传感器。如用超声波池体积传感器替代电位器式或干簧管式池体积传感器,减小了传感器体积,提高了测量精度;用应变式转盘顶丝扭矩传感器替代笨重的过桥轮液压扭矩传感器等。
(2)、开发出了新的传感器。法国地质服务公司采用离子色谱分析原理,研制了自动连续检测进出口钻井液矿化度分析仪器,可以测量钻井液中钾、钠、钙、氯离子的含量,为判断井下地层流体性质提供了新的检测手段。大庆油田地质录井公司开发的密度、粘度、流量三参数仪,首次实现了对钻井液粘度的连续测量。
三、现代录井技术的发展趋势
1、 录井参数向定量化方向发展
已经量化的参数变得更加准确,原来未量化的录井项目或参数,通过新的方法和手段已能量化。如定量荧光分析技术(QFT)、定量脱气分析技术(QGM)、地化录井技术等。由于数据采集实现了定量化,更趋于准确反应地下客观情况,提高了油气层的发现率和解释精度。 2、 录井检测方法多样化
在常规综合录井基础上,新型的检测仪器和检测项目不断增加,为现场评价提供了新的力法。
l)、法国地质服务公司研制的自动连续检测进出口钻井液滤液矿化度分析仪,可以测量钻 井液中钾、钠`钙和氯离子的含量,为判断井下地层流体性质提供了新的检测方法。 2)、斯仑贝谢公司研制的利用四个红外分光光度计检测气体组分的方法,将原来气体组分的色谱分析变为光谱分析,将原来的周期性分析检测变为连续分析检测。 3)、使用P一K仪,在录井现场对岩心、岩屑进行孔隙度`渗透率分析,进行
附力。使被吸附的烃类物质释放出来,并加以收集分析、鉴定和计算,进行油层评价。 可以预测,将有更多的检测方法引入综合录井技术中。 3、录井资料的采集向地层延伸
l)、MWD`LWD(FEMWD)技术的发展为及时监测井下情况、获得真实地层信息、随钻地层评价提供了手段。
2)气测井方面,井下钻井液气体检测法(声波干扰法)的出现又使气测井突破了迟到时间 的束缚,在钻开储层的同时。进行气体检测,获得气体参数更及时。 4、 资料处理智能化
录井资料处理解释计算机系统,既是现场资料信息数据的监控采集系统,又是可供共享的数据管理系统。能使用多种技术信息综合评价地层,解释模式层出不穷,专家系统的出现,使录井解释达到一个新的水平。用于地层评价,可以进行岩性的确定、地层划分、构造气资料评价可以提供从油气层的发现、解释到储层的分析、评价、生油层的生油资料评价等一整套的方法,快速及时作出评价报告;用于钻井施工以进行钻井实时监控,优选钻井参数;随钻地层压力监测,利用随钻测量技术为定向井、水平井施工服务,极大地提高钻井效率。 5、 现代化的综合录井使作业决策向现场化发展
综合录井仪使用现代化的计算机系统进行综合性数据采集、存储、处理,为用户进行作业决策提供完备详实的资料和强大的系统工具。它不但可应用到钻井、测井、随钻测量、中途测试、完井等方面跨部门的井场作业.还可应用到井场废弃物处理以及各种作业的经济效益评价等方面,功能强大的综合录井仪使作业决策趋于现场化。
4)、酸解烃法进行油气层评价,把岩石置于一个真空压下加热加酸处理,破坏其颗粒表面吸
综合录井在钻井工程中的应用
综合录井的任务是对整个钻井过程中,通过传感器到计算机采集来的数据进行处理监测,预报,分析,解释.它包括地面的和井下的一切与录井有关的设备和钻井进程;其中最重要的是它的实时性,早发现,早预报,随解释,为下一步钻井工程、地质工作提供科学的依据;为钻井监督和地质监督提供准确的信息,以便他们迅速作出决策;而发现油气层,解放油气层,降低钻井成本,提高钻井速度,减少意外事故是综合录井的根本。综合录井服务在起初主要是为地质服务的,但随着钻井风险意识,安全意识成本意识,效益意识的加强,录井服务开始走向多元化,为钻井安全优质高效服务,为油气发现和地层评价服务.及时发现异常,及时分析异常,及时预告异常.
一、 如何分析判断工程异常事故
钻井工程异常主要有以下几种:
1. 钻具刺 (SPP、MFO)
钻具刺 主要表现是出口排量,泵冲稳定,泵压缓慢下降.钻具刺的较多,主要原因钻具老化、在有H2S的地区应加强钻具的检查. 2.钻具断 (HookLoad, TORQ,SPP,MFO)
钻具断 主要表现是泵压突然下降,扭矩变小, HookLoad变小,出口排量无变化.当钻具向下放是时泵压升高但达不到未断之前的泵压,此时扭矩变大.但有时HookLoad变化不大,原因是重量太轻. 3.钻头老化(ROP,TORQ,RPM)
钻头老化主要表现是ROP变慢,TOOTH WEAR数值变大,扭矩TORQ增大,累计成本开始由小开始增加CCOST. TORQ曲线有规律线锤状.对电动钻机RPM也是一项重要的参数, 对电动钻机RPM变小. 4.钻头牙轮松动,脱落
钻头牙轮松动主要表现是TORQ曲线形态变化的变化,毛刺严重,并且有规律的变化.对于单牙轮框动,数值波动范围大,曲线变宽,并有毛刺.扭矩曲线锤状曲线变大,曲线形态不整.一旦一牙轮脱落,扭矩瞬间变小,之后变大,并且曲线毛刺严重.进尺没有.
5.钻头老化牙齿磨损严重
钻头老化牙齿磨损严重,TORQ曲线形态变化幅度大,岩屑中有铁屑. TORQ曲线形态纺锤体变大,ROP变大。 6.钻头泥包
钻头泥包主要表现ROP变慢,而TORQ变化不大,有的变小.SPP变大,在泥岩段经常发生。
7.泵刺,上水不好
泵刺,上水不好主要表现是SPP下降,MFO减小,而泵冲数不变. 8.井漏
井漏主要表现在总池体积PVT的减少.这有几种情况:
一是在钻进过程中:边钻边漏,其它参数无变化,泵冲数不变,MFO减少,SPP不
变.G/L为负数,且变小.入口池体积减少.岩性为砂岩或裂缝发育的岩性.由于出口排量减少,出口处各传感器参数曲线不正常.如气测,密度等.
二是在循环过程中:泵冲数不变,MFO减少,SPP变化不大,有时漏失严,SPP变
小.G/L为负数,且变小.入口池体积减少.出口处各传感器参数曲线工作不正常.原因开泵过猛,密度过高,或者具有漏失性地层.
三是在提下钻过程中:对于5寸钻杆,每下或起一柱,体积增加或减少0.1方.一般情况下,下钻井漏.这与下钻速度有关.在下钻过程中,井口不出钻井液,总池变化量不增加(G/L).出口传感器温度,电导率因为安装的很低,无钻井液时,曲线无变化.正常情况下曲线同HookLoad曲线一样.
8.跑钻井液
跑钻井液主要表现为PVT总池体积减少,G/L为负,且减少加快,而MFO,SPP无变化.
9.井溢
井溢主要表现在井长时间静止时,井口返出钻井液,总池PVT增加,G/L为正,增大,出
口温度(MTO),电导率(MCO)曲线上升,并且曲线是连续的升高,MFO也有信号,但溢流量小,MFO曲线不明显.这与地层的油气层有关,密度有关,提钻速度有关. 10.井涌
井涌常有两中情况:
钻进过程中井涌:T/D变小,泵冲数不变,MFO增大,PPRS不稳,忽高忽低,PVT, G/L增
加,TG明显上升,CHROM组分明显上升.MDO下降,MCO下降,MTO有时升高,但幅度不大. 11.井喷
井喷前期参数异常基本与井涌相同.不过当关井后,套压CSIP升高,立压升高. 12.卡钻,上提遇卡 下放遇阻
卡钻,上提遇阻,下放遇卡这三种情况基本相似.原因有井眼不规则,排量不够,井内砂样不能返出.泥岩缩径,井壁跨塌.钻具可在一定范围内活动:参数异常主要是在泵冲数不变的情况下,SPP升高,出口排量减少,上起不能起出,HookLoad增大,下放不能放下, HookLoad减少.钻盘钻时,TORQ急剧增大.
卡钻卡死:SPP急剧上升,泵开不起来. HookLoad上提,超拉严重.钻盘不能钻动.
上提遇卡:上提时HookLoad增大,BLOCK,HEIGTH不变化,循环时泵压增大. 下放遇阻: HookLoad下放时变小,放不下去,BLOCK HEIGTH不变化.循环时SPP升高. 13.磨铣,套铣是否完成
磨铣,套铣是当井内有落物时,无法打捞,而进行的作业.
落鱼卡死在中途套洗:密切观察SPP,进尺,划眼井深的变化,RPM,TORQ的变化.当套铣完时,SPP迅速下降,TORQ变小,RPM变快, REAMING DEPTH增加,钻压放空. 14.打捞是否成功
打捞是否成功主要观察SPP及HookLoad的变化.探到鱼顶时HookLoad下降,SPP上升,RPM启动扭拒增大,当PPRS明显升高时,H.L增大,说明打捞成功. 15.有毒气体的预报及检测(主要是H2S)
有毒气体的检测及预报:井口,钻井液出口处,排空管线的H2S传感器,报警线设置尽量小,出口处设成5PPm,并用标样检查是否报警. 16.水眼堵或井下动力钻具堵
水眼堵主要表现SPP迅速上升,之后泵开不起来.
以下是SK2000综合录井仪在TK603井、TK440井异常预报总结及原图: (1) 6月22日17:40泵压由20.34↓17.1↓16.6MPa,其它参数基本稳定,异常井段 1534.2-1540.30m及时预报给井队,经检查为高压节流管汇闸门被刺穿,刺孔大小
约5x8mm。
(2)6月25日11:25-13:45扭矩异常上升,由3600↑5000N.m,其它参数基本稳定,异常井段1650-1680m,因3#钻头经过900多米长距离划眼,预报给井队,经起钻检查发现钻头轴磨严重,牙轮明显旷动。
(3)6月27日22:28-23:18,在2100~2104.77m井段,扭矩异常增大,由2500↑5000N.m,
,异常井段2100-2104m,预报给并
队,用大于230KN钻压试钻有较为严重的蹩钻现象,偶有跳钻现象,起钻检查发现4#钻头三个牙轮相互咬死,轴承磨损严重,牙轮与本体间距5-15mm,即将脱落。 (4)7月28日20:11-20:22扭矩增大、泵压下降、泵冲波动下降,录井分忻动力系统故障,异常井段4147-4151.49m,及时预报给井队,检查确定柴油机输出功率异常。(附图1)
(5)7月29日14:46扭矩异常增大、转速低幅波动、钻进速度极慢,录井分析钻头老化、磨损严重,异常并段4185.17-4186.49m,预报给井队。起钻检查发现10#钻头三个牙轮咬死,l#牙轮严重旷动、其“巴掌”保护面断裂,露出轴承、缝宽10mm左右,且第二排齿80%蹩断。
(6)8月4日16:55-17:25扭矩增大,转速波动幅度较大.异常井段4536.50-4540.6m及时预报给井队,起钻检查,发现钻头l、2#牙轮严重旷动, “巴掌”保护面断裂,露出轴承,缝宽8-10mm。
(7)8月7日18:58扭矩增大,转速突然由72↑155rpm,上提钻具时快速倒转,下放到井深4614.70m时扭矩增大,异常井深4617.59m,分析为井壁垮塌,预报给井队,综合分析结论为井下垮塌导致蹩钻。(附图2)
(8)8月8日13:4G-15:50扭矩增大,异常井段467100-4674.17m,预报给井队,起钻
检查,确定为泥包钻头,l、2#牙轮明显旷动,且两牙轮分别蹩断一齿。(附图3) 异常预报结论:TK603井使用F320-4DH钻机,该设备严重老化,属淘汰没备,安装
,扭矩波动较大,波动幅
度多在800-1500N.m,最大可达1700N.m
,尽管如此,录
井人员平时工作认真仔细负责,依靠我们先进的神开综合录井仪,与井队团结协作,每次都能准确、及时地预报异常,将事故消灭于未然。TK603井为神开综合录井一队在西北石油局塔河油田的第一口综合地质工程录井,所作的录井工作已受到西北石油局及协作并队的高度赞扬和充分肯定。
二、综合录井如何为安全钻井预测服务(深层次服务)?
上述主要是根据原始数据曲线在钻井过程中,直观分析判断工程异常和油气显示,但更
重要的是指导钻井安全快速优质高效,要提供科学技术服务.可在工程 作业前或调整参数前做出.
1.钻头水力学分析
水力学数据对于钻井,钻井液,地质人员都非常重要,因为选择合适地水利学参数如:水马力,环空流型,岩屑的上返,保证顺利钻进,有着非常重要的意义.水利学参数选择合适,可以减少事故,提高钻速,降低钻井成本,它主要为我们在设定排量和水眼条件下,对各井段的压力损失,环空流速及流型等提供参考数据. (1)压力损失情况:
重点是环空中钻井液的流动模式即是层流还是紊流.我们所需要的是层流,如出现紊流应调整钻头水眼,排量和钻井液性能.
层流:它是一种平行流,而且是一种平行的直面流.这种流体经过环空时,径向点速度不同.通常用环空的平均速度表示,可保证井内清洁,保证对井壁较小的损失.
紊流:具有紊乱的窝六属性,使流动以旋转的方式流动,环空内的速度均匀,比层流有更好的清洁能力.但对井壁有冲蚀作用,并且有较高的压力损失.
判断流型模式是计算机软件计算而来的,它与钻井液密度,塑性粘度,井眼尺寸,砂样尺寸,砂样密度,钻具内外径,稠度系数K,入口流量等参数有关系. 计算方法通常使用临界速度法和雷诺数法.
压力降:泥浆泵压在各层段的损失情况,可以掌握整个钻井液柱的压力变化情况. 层流压力降:钻具内压力降,环空压力
紊流压力降:通过磨擦因素确定分钻具内,环空内
钻头压力降:水眼摩擦压力降和喷射压力降.钻井要求喷射亚降越大越好,
(2)提供水马力数据及计算结果,如钻头上的水力学参数,水利学岩屑数据,井涌容限.钻头水马力比,同时提供井涌的一些基本参数和岩屑,钻井液的迟到时间,可向工程师提供环空当量密度(ECD),水眼流速,可为钻井液系统提供一个完整的报告及相关图版.
井涌容限(KT):指井眼钻井液柱压力不能平衡地层压力的差值,它的大小反
映井涌发生的可能性大小.KT大井涌的可能性大. (3)水力学报告的应用
a.给出总压力降和钻头水眼优化,计算钻井液排量. b.给出钻井液排量和钻头水马力比,优化计算水眼. c.给出总压力损失,优化计算钻头水眼和钻井液排量.
d.随钻根据井眼尺寸,组具组合,钻井液系统,钻头描述及实时数据,计算钻井液系统水力学数据,便于调整钻井液性能.
在JD1井为中原60701钻井队,TZ45井中原7014队,TZ168胜利60703队利用工程辅助程序和随钻水利学参数为工程服务.JD1的选择合适的钻井液排;TZ45
优化计算水眼,及时调整钻井液密度性能,使该井高效快速安全完成大包井段;TZ168进入造斜及水平井段,及时提供水利学数据. 2.钻头成本分析
所为钻头成本报告是指该钻头在井内钻进时,考虑井场作业费用和钻头价值的每米平均成本。钻头成本有两个,一是平均纯头成本,它仅包括纯钻和起下钻消耗时间所发生的费用。另一个是平均在井眼时间成本,它包括钻头在井眼时间所消耗的总费用。累计成本起始,其值很高,随着进尺的增加急剧下降接着缓慢下降.最终因钻头的磨损,瞬时成本大于累计成本,此时应考虑是否换钻头.它是评价钻头的重要参数.
累积成本和瞬时成本这两个参数需要指出的是:钻头进尺是变量,因此该报告由计算机计算并绘制成以井深为基准变量的成本曲线图,可从VIP曲线中查看.
山前坳陷的KZ1(克孜1井),进入侏罗系克孜勒奴尔组后井易斜,为了纠斜, 只有放弃大钻压,高钻速,为了加快钻井机械速度选择低钻压,进行钻进,只要井下正常,减少提下钻次数,同样可以提高机械速度.第16号钻头HJ517L,311mm, 水眼20.6+20.6+12.7mm,井段2041.51-2160.43m,WOB 120kN,RPM 68rpm, PPRS 7.5MPa,进尺118.92m,纯钻151.21h,水眼20.6+20.6+12.7mm MFI 20.76 l/str, 岩性为灰色泥岩,粉砂岩互层;第20号钻头,311mm,井段2271.16-2408.16m,水眼19.6X2mm+12.7mm,H517A一次性成功地纯钻进171.78h,进尺137.00m,参数WOB135kN,PPRS 17.3MPa,RPM 73rpm,MFO 20.76 l/str.岩性为灰色泥岩,砂岩,煤层;三开后第26号钻头HJ517A,216mm,水眼14.3X2mm,2613.62-2737.00m,进尺123.38m,纯钻小时123.77h,参数WOB 180kN,PPRS 19.2MPa, RPM 62rpm,MFI 20.76 l/str.岩性为深灰色泥岩夹煤线,细砂岩.这三只钻头都是利用累计成本曲线的变化决定换钻头的,钻头已使用到后期.因此通过成本检测是可以对钻头充分使用的. 3.压力预测DC,SIGMA
地层压力是地质和钻井监督都比较感兴趣的一个参数。在钻井过程中,联机综合录井仪能对地层压力进行时实检测,因而它对实施平衡钻井以及预防井涌井喷和井漏具有很重要的作用。分析异常地层压力对油气藏的动态分析也有一定的指导意义。
实施地层压力监测对钻探工作具有重大的指导意义,但由于在钻井过程中所确定的正常趋势线不一定准确,对钻头的最终磨损及进尺是估计的,另外由于仪器偶然故障所测钻井参数也可能发生错误,因此计算的dcs指数、SIGMA录井值以及地层压力等不是十分准确,在完钻后对录井数据库中的层压力资料进行回归处理,可更准确地选定正常趋势线,钻头数据也可根据钻头实际使用情况输入,还可改正录井库中错误的钻井参数,因而使地层压力分析结果更加准确。这对地质监督分析本井的压力系统,了解油气藏的形成和发展有一定的参考价值。同时也可指导以后的钻井工程设计,如泥浆参数设计、套管程序设计。也可供录井人员将来选取正常趋势线时参考。总而言之,对地层压力资料进行回放处理是十分重要的。 3.1 dcs指数检测地层压力
在正常压实的砂泥岩地层剖面中,随着深度的增加,泥岩的压实程度越大,相应的地
层的可钻性也变差。也就是说在在钻井条件(钻井参数、泥浆参数)不变时,随着深度的增加钻井速度也会逐渐降低,但是在钻遇欠压实页岩(一般为异常高压地层过度带或高压地带)时,钻速会大幅度地增大。因而利用地层岩石的可钻性可预报异常地层压力,钻速在一定程度上反映了岩石的可钻性,但由于影响钻素因素很多,如钻压、转盘转速、井径、泥浆比重、钻头新度等,直接用钻速来预报地层压力显然是不可靠的,必须另外寻找一种能代表岩石可钻性的参数来预报地层压力。dcs指数就是反映岩石可钻性的指数,也可以说它是经过校正的钻速曲线。即它消除了钻压、转盘转速、钻头磨损、井岩直径及泥浆比重对钻井速度的影 响。利用它能准确地预报地层压力。dcs指数也称为校正d指数,它与普通d指数不同的是,它进一步消除了泥浆比重对钻井速度的影响。 3.2 SIGMA指数检测地层压力
dcs指数是为砂泥岩地层的异常压力检测而设计的,它对于渗透层和碳酸盐岩地层没有多大实用价值。SIGMA指数是表征岩石骨架强度的指数,即骨架强度大其值也大。一般地随着井深的增补加,岩石的压实程度增加,相应地骨架强度也增大,SIGMA指数逐渐变大。但当钻遇高压地层时,骨架强度小,SIGMA指数大幅度减小,据此SIGMA指数可用来预报地层压力。SIGMA指数检测地层压力的优点是,它不受地层岩性的影响。另外它还能克服钻头效率变低和水力因素的影响。SIGMA指数特别适用于碳酸盐岩地层的地层压力检测。
3.3地层压力分析报告的解释及应用
地层压力分析报告一般是在完钻后进行处理的,当然也可根据地质监督的要求,在每次起下钻更换钻头时处理前面己钻井段的地层压力资料,完钻后提供的地层压力分析报告同实时地层压力检测结果相比,由于能更准确的确定正常趋势线和能提供钻头实际磨损情况,具有处理结果更准确,更符合实际情况的优点。
地层压力分析报告有两种,即DCS地层压力分析报告和SIGMA录井地层压力分析报告。它们提供的成果报告的内容是类似的,其资料的解释方法也一样,但由于两者检测地层压力的原理不一样,其计算结果不一定完全一样,它们各有各的优点和弱点,如dcs指数对砂泥岩地层剖面解释比较准确,而SIGMA指数受岩性的影响很小,因而在使用的地层压力分析报告时,需将两者有机的结合起来。
地层压力分析报告有两种形式,一种是由打印机输出的地层压力数据报告表,另一种是绘图仪输出的地层压力数据曲线图. 3.4 地层压力分析报告的应用
在介绍dcs指数和SIGMA指数检测地层压力的原理时,己介绍了dcs指数和SIGMA指数判断异常压力的方法以及地层压力分析报告所提供的所有参数,地层压力分析报告对钻井工程技术人员和地质监督都是很有用的,归纳起来它有以下几个作用。 (1)分析泥浆比重是否合理。
平衡压力钻井是目前广泛采用的科学钻井技术。所谓平衡钻井就是钻井时使泥浆柱的压力与地层压力相等,平衡钻井可获得最快的钻井速度,比较循环当量泥浆比重和地层压力梯度,就可知道泥浆比重是否合理。若循环当量泥浆比重ECD远大于地层压力梯度(FP),则会影响钻井速度,同时影响气测显示,当ECD大于地层破裂压力时就会发生井漏,若ECD小于FP则有可能产生井涌和井喷,实际没有发生井涌、井喷是饶幸的,可能是因为地层中没有天然气或者地层流体。一般来说ECD等于或稍大于FP是合理的.
平衡压力钻井是目前广泛采用的科学钻井技术。所谓平衡钻井就是钻井时使泥浆柱的压力与地层压力相等,平衡钻井可获得最快的钻井速度,比较循环当量泥浆比重和地层压力梯度,就可知道泥浆比重是否合理。若循环当量泥浆比重ECD远大于地层压力梯度(FP),则会影响钻井速度,同时影响气测显示,当ECD大于地层破裂压力时就会发生井漏,若ECD小于
FP则有可能产生井涌和井喷,实际没有发生井涌、井喷是饶幸的,可能是因为地层中没有天然气或者地层流体。一般来说ECD等于或稍大于FP是合理的.
(2).可供分析发生钻井事故的原因。如井涌、井喷、井漏和卡钻等。
井涌、井喷、井溢都属于液柱压力不能平衡地层压力所造成,这肯定地层中存在高压,我们可结合气测,钻时,钻井液参数的变化判断它们的来源,并可根据压井等程序提供可靠的压井密度.井漏一般是钻时钻井液夜柱压力大于地层压力或地层裂缝发育都可能造成这种现象.可从DC指数压力图上寻找压力低的层段,再根据压力梯度配合理的密度. (3)可供分析发生钻井事故的原因。如井涌、井喷、井漏和卡钻等。 (4)可供中途测试人员或电测人员似定测井方案时参考。 (5)它可用于地质人员进行地层对比和划分地质时代。 (6)钻井监督可根据地层破裂压力梯度进行套管施工设计。 (7)地质师可利用异常地层太力来评价油气藏,如油气藏的动态分析,油气藏的储量估算等。
(8)指导以后的钻井设计,主要是根据地层的可钻性选择合适的钻头及钻井参数,选择合适泥浆比中进行平衡钻井,以及采取合适的套管程序等。 (9)可供录井人员以后录井选定正常趋势线时参考。 4. 抽吸,波动(提下钻速度)分析
这是很重要的过程,因为大多数情况下井漏和井溢,井喷都发生 在提下钻状态下.因此选择合适的提下钻速度是非常关键的. 可根据工程辅助程序和随钻检测提下钻速度.
TZ45井,TZ168井利用DMS随钻的提下钻速度程序,科学控制速度,使很活跃的地层没有发生一次井溢事件.
5.优化钻进(参数组合,钻头选型)
使用优选钻井参数进行钻井,可以获得最快的钻井速度和最佳的经济效益.
最优化钻井是在科学地总结分析已钻井的有关资料的基础上,利用最优化数学理论, 拟打出一套能够使钻井速度更快,而且钻井成本最低的最佳钻井施工方案.而在钻头确定,水利学条件一定的情况下,只有使用最佳的钻压和转盘转数组合,可得到最快的钻井速度,同时要求钻井总成本最低.而一味增加钻压和转盘转数,钻头磨损加大.因此优化钻进参数更为重要. 对于山前坳陷,进入克孜勒努尔组,阳霞组的煤层碳质泥岩后,钻井存在两个问题, 一是井斜大,易斜,钻井参数选择上总存在疑心,二是地层处于断裂带附近,当钻开地层后,地应力快速释放,加之煤层发育,碳质泥岩交互层中泥岩很脆,塑性差,使井壁不稳定,易跨塌.三是为了落实塔指的精神,提高钻井速度,尽快使大场面明朗化,提高机械钻速.而三开后,钻时很慢.针对这些问题我们同井队共同研究,利用综合录井随钻模拟,利用工程附助程序提共钻头水眼优化, 提高钻井夜的携砂能力,为了对井壁的确保护对水力学参数进行了优化. KZ1井三开后井段2503-2613.62米,钻时在90-135min/m,钻压175KN,入口流量变
1529l/min,泵压16.1MPa,转盘转数90rpm,钻时130m/min,岩性为深灰色泥岩夹煤线,灰色细砂岩;2613.62米后,下ATJ22钻头,采用优化的水眼22mmX2,参数仍使用上述参数,钻时未改变,当钻至2618米时参数进行了改变,优化参数为入口流量变1657l/min,泵压升到18.6MPa,转盘转数降到60rpm,钻压未变,钻时明显变快,由130降到来50-60m/min,岩性为深灰色泥岩夹煤线,泥质粉砂岩,优化参数为入口流量不变,泵压不变,转盘转数升到75-78rpm,钻压未变,钻时
再次由50-60m/min降到30-50m/min,岩性同上.这只钻头纯钻123.77h, 进尺123.38m.
因此对不同的地层选择不同的钻头和参数组和结果是很不同的,只要我们肯应用综合录井一些资料,是可以检测提高钻井机械速度,尤其在目前塔指落实大场面的紧迫关头,我们
录井要尽我们的义务,缩短钻井周期.
6.优化钻头水眼选择
利用计算机程序根据所要的泵压,排量及钻具组合,优化水眼组合以获取最大的冲击力,和携砂能力,并保证钻井液以层流方式流动.
KZ1井由于钻头牙帮断裂落入井内,用S225钻头磨铣,完成后,想用二个水眼,要求泵压20MPa,排量在1300-1700l/min之间清洗井底,需多大的水眼,我们根据目前的水马力,利用EAP程序进行了水眼优化,下钻循环后,满足了需求,达到了预期目的. 7.下套管与固井服务
资料的收集,型号,尺寸,重量,丈量,利用下套管程序配套管,下套管严密检测悬重,下入根数,下钻遇阻情况.输出套管报告.
固井服务检测计算泵冲数,套管内体积,环空体积.替浆量等参数.碰压检测,上返高度计算.
8.特殊作业服务 如套铣,磨铣,打捞,取心作业
在钻井过程中,由于井下的复杂性,影响因素很多,因此如套铣,磨铣,打捞, 取心作业等作业时常发生,这种作业的特殊工具,对钻井条件要求严格,录井 检测就非常重要.要求对井下的情况了解,作业完成程度清楚. TZ1井对试油工具被卡,套铣检测落鱼情况,在套铣过程中泵压突然下降,落鱼下沉,套铣完成.KZ1井钻具断套铣由于井眼狗腿大,套铣时扭矩打,可能对套筒有影响,及时忠告有关人员,尽管套铣完成,但套筒有一定程度磨损. 9.安全井筒静止时间
对于油气水层很活跃的井,安全提下钻,电测,下套管计算安全井筒静止时间是很重要的,如果不能充分考虑这个因素,可能会造成井溢井喷会造成很大的损失.可根据油气水层位置,地层压力,油气水层的上串速度,估计本次作业所用的时间,采取注入多大的钻井液密度才能使油气水层压而不死,既可以安全作业,又可以不让油气水层串出到地表. 10.实效分析,寻找原因,认真详细记录
实效分析是一个很重要的工作,通过操作员对各个作业过程详细记录时间,分析实效的使用情况,可以非生产的原因,及时解决造成这些原因的因素.它 可以计算出生产时间和非生产时间所占的百分数,及各种作业所战的百分数,并可绘出图表,使人一目了然. 11.定向井监测
目前我们没有MWD设备,但我们及时收集井斜测量数据并输入到DMS系统中,使垂直井深始终在目的层中,利用DMS内部设置在钻盘不转的情况下,根据排量计算动力钻具的钻头转数,为地层压力预测评价提供数据.利用井斜分析程序及时绘出井斜图,利用垂直井深计算地层压力.
12.井涌及压井报告
要很好的描述,这是很重要的,因为对油气水显示很活跃的井,做好这方面的检测工作和后期资料处理工作都是很重要的. 13. 区域性对比
有时对于评价井,地层比较清楚,但由于对下面的地层,录井检测仍然是不清楚的, 我公司的多井对比系统可根据临井的的气测资料,随钻录井资料,电测资料通过一定的程序转化可对地层对比,预测地质地层变化.也可对工程优化钻进提供科学的数据. 14.碳酸岩分析
TK603井利用碳酸岩分析仪分析地层碳酸岩含量分布情况,解决了风化壳不易卡取的问题,地层分层问题。 15.P-K仪、热解
三、如何分析判断油气水显示
安全,快速,优质,高效钻井,最终是为油气发现和开采服务的.随着钻井新技术的应用,如PDC,巴拉斯钻头的应用,岩屑变形,细粉状;钻井液新材料的应 用,如RH-3,RH-4,SPH,润滑济,柴油,原油,黄化干粉,黄化沥青等,这些材料对气 测都有不同程度的影响,要高速要定向就要用一些润滑济.不能为了录井就不能 应用新材料,而是要掌握不同材料,不同钻头对气测及砂样的哪些方面有影响. 只有掌握了它们的特性才能临威不乱,使每一个油气层不能漏掉.根据我们的录 井经验对不同情况下的油气发现陈述如下: 1.钻井液无污染情况下,如何发现油气显示
对于砂泥岩剖面,钻遇油气层时,在WOB不变的情况下,钻时加快,扭矩增大,及时通知地质监督,若地质循环,密切注意PVT,G/L,出口各参数有无异常,气测(量程和衰减要尽量小),现观察TG是否升高,当TG升高时,查看CHROM组分的变化,MCO,MDO也会有一些变化,砂样捞出后,冲洗干净,看有无荧光,有无油味.若有荧光辨别真伪.并对组分进行分析解释.
TZ45井全井未使用对气测有影响的材料,利用钻时,TORQ,TG,CHROM发现了所有油气显示.尤其进入中下奥陶系后,只要气层异常,就地质循环,全井取出了92米含油岩心.而对油气层的解释,随着组分一同解释,并绘出图版.如东河沥青砂岩我们的根据气测解释是残余油,油质重,不可采,取出后,果然为沥青砂岩.而中下奥陶系的油气层显示我们用了六中图版进行解释都是油气同层,试油结果也被证实.
TZ168井的导眼井段钻井液无污染,发现了所有显示,最后选择了A点位置.有显示层段钻时都快,TORQ变大,TG升高,CHROM出峰齐全.
2.采用PDC,巴拉斯钻头情况下,如何发现油气显示
采用PDC,巴拉斯钻头钻进,砂样细,变形,岩性不易辨认和描述,而且荧光也不好照. 这也是让地质监督恼火的事,录井砂样也不易捞,但我们对这种钻头认真分析,就会发现,它们有他们的特点.
这种情况下,只有靠钻时,扭矩,气测等参数进行油气发现.PDC(R系列),巴拉斯(S系列)钻头对于砂泥岩地层,常出现钻遇泥岩时钻时快,钻遇砂岩时钻时慢的特点,而扭矩也同泥岩小,砂岩大的特点,这对于塔里木塔中地区的上奥陶系地层,具有普遍的特性.我们遇到钻时慢时循环,密切观察气测TG及CHROM的变化.
TZ45井临近进入潜山顶时,使用PDC(R245)钻头,当钻至XXXXXX米时,钻时变慢,扭矩增大,我们要求循环,等一周后,气测出现异常,TG上升,组分出蜂齐全,岩屑有荧光,地质决定取心,结果取出了灰色荧光级含油岩心.
TZ168井进入水平井段后使用巴拉斯钻头(S225),次井不取心,也不循环,但当钻遇油气层时,这些特点在两段最好的显示中都很明显.随钻解释为油气同层,试油也表现为这两段,也为油气同层.
3.钻井液中加入有气测显示的添加济,如何发现油气显示
钻井液中加入有气测显示的化工材料,这些材料都对气测有一定的影响.要排除这些影响,就要了解这些材料在气测上的表现.
磺化沥清:在钻井中普遍使用,磺化彻底的在气测上的表现是C1,C2高,重组分无.磺化不彻底的在气测上的表现为组分齐全,但C1,C2高,重组分低.若钻遇油气层,TG明显上升,组分C1,C2升高,重组分出峰.滴南2井加入了大量的未彻地磺化的磺化沥青,但我们利用TG,重组分的变化发现了油气显示.
干粉磺化沥清:这有几中变种,在气测上的表现是C1高,其他组分无. 若钻遇油气层,TG明显上升,组分C1,C2升高,重组分出峰. 滴南2,滴西2,马4井利用TG,重组分发现了油气显示. KZ1井加入了这种材料,影响主要是全烃,而组分变化不大.
CH-3,CH-4:这种材料对气测影响较大,出峰也很混乱,轻组分几乎没有,而重组分无法分辨.若钻遇油气层后,TG明显上升,轻组分C1,C2升高,重组分部分紊乱,我们认为轻组分明显升高就说明是异常显示.
SPH:抗高温润滑剂,对气测有影响,但影响不大,而对荧光影响很大.这种情况下只要我们密切观察色谱总烃和组分的变化油气层是跑不掉的.KZ1井在2600米后加入了大量SPH为了防止掉块润滑井壁,岩屑荧光不好判断,但我们的气测发现了所有煤层.
其它润滑济,柴油等材料对气测影响也较大,但也有它们的特点.只要我们掌握了这些特点,我想任何油气层都不会跑过我们的眼睛.
对于这些材料的使用,我们只要抓住钻时,扭矩,TG异常不放,仔细分析组分的轻重组分变化,结合岩屑荧光分析,是不会遮盖油气显示的真面目的. 4.钻井液中加入原油情况下,如何发现油气显示
这是最复杂的一种情况.因为加入的原油,受地下温度的影响,返出后轻重组分出峰齐全.而且后效影响周期长.而岩屑更不好辨认,全都有显示.但任何事物有它的内部规律性.只要抓住这些规律,问题就会迎刃而解.钻井液中加入了原油,刚加入时组分齐全,但随着几周循环,轻组分下降,重组分明显很高.解释结果,曲线表现为重组分远远的大于轻组分,成反序排列.而对于地层中油气显示,不管油质轻重,组分C1,C2都表现的很明显,对于气层C1,C2往往是重组分的十几 倍或几十倍.正常的油气显示组分表现为正序排列.
TZ168井进入造斜水平井段,共加入原油120方.但未影响我们的气层录井工作, 我们作了几方面的工作一是密切钻时,扭矩变化,观察TG的变化,组分中的轻组分的变
化,G/L,PVT,MCO,MDO的变化;二是砂样的变化,荧光级别颜色的变化,系列对比的变化,钻井液虑液荧光的变化.结果我们在4380米,4460米发现了厚度达120米的油气层显示.
TZ16-C1进入造斜井段,共加入原油XX方,当钻至生屑灰岩钻时加块,但气层无显示,当3881米迟到井深出来时,气测TG变化不大,但组分C1,C2明显增大,岩屑为灰色荧光灰岩.荧光干照10%,土黄色.这与TZ16井的导眼井段是吻合的,与临井也是吻合的.这说明井内加入原油只要循环均匀稳定,用气测组分的变化是可以发现油气显示的. 98.2.28钻至井深3993米钻时加快,循环气测有异常,东河砂岩顶部已卡上,3.1钻至4007米钻时加快,4015米循环,4007米开始气测异常,4011米轻组分明显上升,总烃也上升,对比已进入东河砂岩中部,成功的利用气测轻组分的变化卡上了A点. 5.煤层气的发现及录井特征
钻遇煤层,钻时明显加快,迟到井深返出时总烃明显上升,组分轻组分表现为C1明显上升,而重组分变化不大.砂样为黑色煤块增多.出口钻井液参数变化不大.
桐1井井深只有1250米,然而800米以前煤层发育,凡是钻遇煤层钻时由十几分种马上变1-2分种,之后气测总烃和组分升高,组分为轻组分C1升高,煤层结束气测马上下降.
KZ1井克孜努尔组煤层发育,但很薄,每到钻遇煤层时,钻时明显加快,迟到井深返出时总烃曲线明显上升,组分C1升高,重组分变化不大,钻时多长时间,总烃延续多长时间,煤层结束气测开始下降.曲线很有特征.砂样为黑色煤.气测解释为干气层. 6.利用后效气发现油气层
后效是由于钻遇过油气层后,井筒静止一段时间后,地层中的油气窜入钻井液中,又因侵入的气体使钻井液密度下降,油气上窜,造成井筒压力下降,油气大量进入钻井液中,循环时这种气体返出.通过对这种气体的检测,可判断油气的来源,大概层位,深度.如果前面没有发现油气显示,就要回头寻找它的来源;也可根据后效在总烃曲线上的出峰形态判断有几层油气显示,当然这与各层上窜速度有关.钻进过程中,因密度过高,脱气效果不好,上部未录井使地层显示情况不清,可通过后效反推显示的来源.
JD1井后效为相近的两个峰,正好来自两层.说明上部有两个显示.TZ168进入水平段
后效反应为两个峰,正好来自两组裂缝带.MA2井进入三叠系井漏,密度由1.17升到1.30,钻进过程中显示不明显,但每次提下钻后后效反应强烈,经反推,对岩性荧光进行重新实验,气测复查,证实
为三叠系百口泉组的一段砂砾岩显示层. 7.辨别单根气,二次循环气
单根气是因为接单根时井筒静止,抽吸及所接单根内的空气当到油气显示层后,相对密度下降,诱发地层中的流体浸入到钻井液中,一个迟到时间返出,表现在色谱曲线上是一个明显的异常峰.表现为时间短,峰尖,上得快下得也快,不象后效那样延续的时间长.同钻遇的地层中的流体辨别主要是解单根后正好是一个迟到时间,延续时间短.
二次循环气主要是由于后效,地层中气体返出后没有完全脱离钻井液,经循二次进入井内使钻井液密度相对下降,从而使地层中的流体再次进入钻井液中,一周返出时,色谱测得的组分和总烃出现异常称二次循环气.表现为被第一次的后效气要小,但延续时间较长. 因此一般情况下下钻到底循环一周开始打钻当后效大时,要除气器.防止后效气二次进入井中. TZ168,TZ45,TZ16-C1由于地层中的流体丰富,单根气,二次循环气,三次循环气很多,操作人员一定要会辨别它们. 8.水层的发现
钻时加快,总烃升高,组分出峰C1,CO2,H2升高,电导率升高.氯根升高,粘度 下降,密度将降低.
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