欠平衡钻井条件下录井技术浅析

[摘 要]随着油气勘探难度的增大，欠平衡钻井技术的广泛应用，综合录井如何尽快适应这一新技术的发展和挑战，已成为录井界面临的重要问题之一。文章阐述了欠平衡钻井工艺概况，欠平衡钻井工艺对录井的影响，相应提出了欠平衡钻井条件下综合录井气体、岩屑录井、岩屑描述、异常预报监测和相应条件下油气显示判断和岩性鉴别等地质录井方法，对同类欠平衡钻井条件下的综合录井施工具有一定的帮助。

[关键词]欠平衡钻井；录井技术；油气显示；影响

中图分类号：TE866 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0223-01

引言

目前胜利油田在墨西哥EPC油区施工中全部采用充氮气欠平衡钻井技术，主要勘探灰岩裂缝中油气，总体看来应用现有的综合录井技术对发现油气显示有比较大的影响，但是通过出口钻井液、岩屑薄片鉴定、气体流量和火焰观察等综合因素考虑不难判断油气的显示。

1 欠平衡钻井工艺概况

1.1 基本原理及方式

欠平衡钻井技术是指在钻井过程中使钻井液的循环压力，低于地层的孔隙压力，允许地层流体进入井眼，并将其循环到地面并加以有效控制的一种钻井技术，又称负压钻井技术。

1.2 工艺特点

1.2.1 液相欠平衡钻井工艺特点欠平衡钻进过程中，从井筒内返出的混合物经过井口钻井四通、再经过节流管汇节流阀的降压控制，进入液气分离器将气相分离出来，被分离出的可燃气体通过燃烧管线排出井场并燃烧掉，液相进入撇油系统后将油与钻井液分离开，油进入储油罐，干净的钻井液被泵回循环系统。

1.2.2 气相欠平衡钻井包括干空气钻井、氮气钻井、氮气雾化的系列工艺特点钻井。充氮气钻井液钻井是在钻进的同时往钻井液中注氮气，是广泛应用的一种欠平衡钻井方法。

2 欠平衡钻井对录井的影响

从欠平衡钻井工艺原理及欠平衡钻井施工流程可看出，其对录井施工部分录井参数产生不同程度的影响，或者部分信息弱化、叠加和干扰，或者混淆（岩屑、气测）不能准确归位，有时部分信息根本无法采集到。

2.1 对岩屑录井的影响

首先，岩屑采集的问题。由于欠平衡钻井采用密闭循环体系，无法采用常规的振动筛实现分离液固相的方式来收集岩屑。

其次，岩屑的识别问题。由于钻井液密度较低，携砂能力差，返出的岩屑细小，代表性差，现场一般采用显微镜下观察描述、定名。

第三，岩屑归位问题。由于欠平衡钻井工艺流程的变化，岩屑是经过液固或气固分离器后才能排出循环系统，岩屑是某一层位的混合物，有时根本无法归位。

2.2 气测录井由于钻井工艺流程的变化，主要带来以下几方面的问题：

一是以泥浆脱气为主的气体采集没有了基础，如何在高压力下采集到有代表性的气体。

二是欠平衡钻井如果采用油基泥浆，气测采集分析的是经油气分离器分离之后的流体内的气体，背景值较高，对地层油气发现有影响。

三是在以液相作为钻井介质的欠平衡钻井中，流体呈间断返出，使得信息被混淆、叠加，同时因欠平衡钻井，对新地层油气层的发现造成困难。

2.3 地层压力录井

由于钻井介质发生变化，岩石破损机理跟常规钻井也有所不同，传统dc指数、sigma指数地层压力监测法已缺少相应的理论支持，需要重新认识与研究。

2.4 工程参数监测

由于欠平衡钻井工艺发生了变化，常规钻井条件下的部份工程事故预报的机理发生了变化，需要重新认识与研究（如因充氮时立压的忽高忽低、流量时有时无现象）。

2.5 钻井液录井

采用充氮气钻井，影响出口泥浆监测传感器，则减少了发现油气的几率。

3 充氮气钻井条件下的录井对策

3.1 捞取岩屑的装置和位置的改进

在EPC油区仍采取传统的捞取岩屑，从井底返出的携带岩屑的钻井介质经过液气分离器分离后，流经振动筛后捞取岩屑。这里的地层岩性比较单一，通过目前所实钻的井证明，通常出现大套、同一种岩性，容易识别和鉴定，EBANO 1077H井735-755米

所捞取的三套层位岩屑单从颜色上判断很明显。

3.2 对气测检测和显示层的判断

对液气分离器从泥浆中分离出的气体定期取样、分析，供地层气体解释时使用和参考，但是油气显示活跃时，所采集的气测值往往录井全烃值为100%，这样的数据对于气层的识别和评价意义不大。而在钻时相对变快、气测值明显升高、套压压力和立压波动较大、钻井液出口密度降低、粘度升高、体积增大、电导率降低的井应当是相应的地层中含气量较高。不同的地层其组分含量不一样，故充分利用定量荧光和地化录井技术，对油气勘探有重要的价值。

3.3 工程事故预报

除了常规钻井条件下的工程事故预报方法外，更要总结和加强欠平衡钻井条件下的工程事故预报，具体表现在：

（1）上提钻具阻力增大，下钻遇阻，有可能发生地层坍塌或井眼不规则。

（2）点火塔出口出现火焰，停止注气后，仍有气体排出并见火焰，则可能地层出气。

（3）火焰增高，并且伴有黑烟，则可能地层出油。

4 充氮气钻井条件下的油气显示判断与岩屑岩性鉴别

4.1 套压变化

在条件允许的情况下尽量安装套压传感器，套压对井筒内的含气压力时刻进行监测，井筒油气显示越活跃套压越高，即可判断井筒含气情况，还可对井控安全进行监测。

4.2 用薄片和显微镜鉴定岩屑岩性

EPC油区主要为海相地层，无疑，现场薄片鉴定对地质评价有很大的帮助，特别是

对目的层卡取和岩性结构在本地区帮助极大；在快速钻进时，磨薄片速度跟不上钻速，可采用显微镜下鉴定岩性，提高岩屑描述和识别的准确率。

4.3 出口密度、温度参数的应用

欠平衡钻井过程中钻遇气层时，钻井液出口密度必然降低，天然气从钻井液中大量

释放过程中带走热量，使出口钻井液温度下降。测量钻井液出口密度、温度参数的变化判断油气显示。

4.5 火焰观察

可通过火焰的高度和颜色直接判断地层的含油气状况外，也可粗略地判断原油性质，可提供有价值的信息。如图1，EBANO 1067H在钻至461.12米时发现活跃的油气显示，点火塔的火焰由原来的约5米增高至约8米，火焰颜色由原来的亮色变为棕红色，并伴有黑烟产生，此时可判断有油层的出现。

结束语

随着钻井技术的更新和发展，尤其是欠平衡钻井技术的应用，传统录井技术面临许多新的挑战，不断的研究新的录井技术及方法，只有这样，录井才能适应新的要求和发展。通过此次的总结，有针对性的提出了一些欠平衡条件下的岩屑捞取和鉴别、气体检测、工程实时监测及油气层识别等现场录井方法，但由于欠平衡钻井条件下的录井工作经验有限，还有待于进一步的总结和完善，相应的技术和理论水平还需认识和研究。