蔡永健

摘 要：氣測(cè)錄井是鉆井中發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)油氣顯示層的重要技術(shù)手段。現(xiàn)行氣測(cè)錄井是從架空槽、架空管末端或緩沖罐對(duì)鉆井液進(jìn)行脫氣，由于鉆井液在井口與空氣接觸時(shí)發(fā)生級(jí)次脫氣，不同成分的氣體不同程度地逸散到大氣中，氣測(cè)測(cè)量值與地下巖層含氣之間的關(guān)系具有較大的不確定性，依據(jù)氣測(cè)資料評(píng)價(jià)油氣顯示層的可信程度不足。在防噴器和架空管之間引流，膜分離脫氣，紅外或微型色譜檢測(cè)氣體成分，結(jié)合定時(shí)取樣全脫分析測(cè)定脫氣效率，可以準(zhǔn)確計(jì)算地面含氣量，合理估算地層含氣量，為科學(xué)評(píng)價(jià)油氣顯示層奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣測(cè) 級(jí)次脫氣 井口液面下 地面含氣量 地層含氣量

中圖分類號(hào)：TE155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0022-02

幾十年來，氣測(cè)錄井技術(shù)的發(fā)展主要集中在提高儀器分析方式和精度、改進(jìn)脫氣方式和效率、建立地區(qū)性解釋圖版等方面，檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確度都有大幅度提高，而評(píng)價(jià)油氣層的能力幾無(wú)進(jìn)展。近年來國(guó)外開展的隨鉆井下氣體檢測(cè)技術(shù)研究將會(huì)掀開氣測(cè)錄井新的一頁(yè)，但是由于諸多技術(shù)難題沒有攻克，距離商業(yè)性應(yīng)用尚有相當(dāng)一段路程[1]。筆者從目前現(xiàn)實(shí)可行的角度，提出從井口液面之下引流脫氣檢測(cè)的設(shè)想，以從根本上改進(jìn)氣測(cè)采集質(zhì)量，提高氣測(cè)評(píng)價(jià)油氣顯示層的能力。

1 目前氣測(cè)錄井的不足

有關(guān)專業(yè)技術(shù)文章在介紹氣測(cè)解釋基本方法時(shí)，通常會(huì)列舉國(guó)外提出的Pixler法、三角圖版法、3H法等[2]，國(guó)內(nèi)有關(guān)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)油氣層方法的論文，大都認(rèn)為那些基本方法因?yàn)椤暗貐^(qū)性差異”的原因不適合自己工區(qū)，他們選擇不同類型的烴類比值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合試油結(jié)果統(tǒng)計(jì)工區(qū)規(guī)律制作解釋圖版，從而建立自己工區(qū)的經(jīng)驗(yàn)性方法。其實(shí)，這些經(jīng)驗(yàn)性方法與那些“基本方法”并無(wú)本質(zhì)不同：都不能準(zhǔn)確計(jì)算或合理估算地層含氣量，缺少單井縱向和井間氣測(cè)測(cè)量值的有效比較，沒有建立工區(qū)的以氣測(cè)測(cè)量值或校正值為主要參數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3-11]。究其原因，是“氣測(cè)測(cè)量值與地下油氣層缺乏良好相關(guān)性”在作怪。氣測(cè)錄井的影響因素很多，有被脫氣鉆井液含氣情況與地層含氣的差異、儀器標(biāo)定準(zhǔn)確性、鉆井液密度和粘度差異、脫氣效率差異（脫氣器類型、鉆井液面穩(wěn)定性），等等[12-15]。其中，被脫氣鉆井液含氣情況與地層含氣的差異是最關(guān)鍵的因素，其它影響因素都可以從技術(shù)和管理層面解決或改善。從地層被鉆頭破碎直至被脫氣器脫出，鉆井液含氣情況基本是這樣變化的：①地下油氣層被鉆頭破碎后，少部分氣被巖屑吸附，大部分氣進(jìn)入鉆井液中以溶解態(tài)、吸附態(tài)、游離態(tài)存在，此外還有一定量的井壁附近地層的氣擴(kuò)散進(jìn)入井筒。②在鉆井液上返過程中，隨著溫度、壓力的降低，游離氣量相對(duì)上升，溶解氣和吸附氣含量相對(duì)減少。鉆井液路過相對(duì)高壓層段時(shí)，可能會(huì)有微量地層擴(kuò)散氣加入鉆井液中，提高游離氣的含量；路過相對(duì)低壓層段時(shí)，可能會(huì)向地層擴(kuò)散出微量游離氣體。每段鉆井液在橫向上的含氣量接近于均質(zhì)，垂向上的含氣量會(huì)發(fā)生很小幅度的變化。③鉆井液返到導(dǎo)管口與空氣接觸的時(shí)候，發(fā)生級(jí)次脫氣，即不斷降壓、不斷排出氣體、氣體迅速逸散到大氣中。而且不同烴類的逸散速度不同，烴分子越小，逸散速度越快[16]。④鉆井液以紊流狀態(tài)從架空管（槽）流至脫氣器，級(jí)次脫氣持續(xù)進(jìn)行。部分地區(qū)要求將架空槽改為架空管，表面上看是把開放系統(tǒng)改為密閉系統(tǒng)，實(shí)際上由于鉆井液不能充滿架空管，架空管上部空氣的存在使次級(jí)脫氣的進(jìn)行基本沒有受到影響。⑤脫氣器脫出的僅是鉆井液中的部分游離氣和少量溶解氣，氣體比例與地下巖層中的也存在一定差異（圖1）。

在某井場(chǎng)同時(shí)于表層套管閥門和導(dǎo)管口處取樣進(jìn)行全脫分析試驗(yàn)表明（據(jù)趙洪權(quán)，2005），

式中 JZC、CZC——表層套管閥門、導(dǎo)管口全脫烴類氣體總量，%；SZC——隨鉆檢測(cè)的烴類氣體總量，%；Qt——隨鉆檢測(cè)的全烴，%[15]?？梢?，氣測(cè)錄井脫出的氣體含量，與導(dǎo)管口、表層套管閥門處都有著相當(dāng)?shù)牟罹?，推測(cè)氣體烴類比例也會(huì)有明顯差別。而且，具體施工時(shí)，隨著地表溫度，脫氣器距離導(dǎo)管口的長(zhǎng)度，鉆井液類型、密度、粘度、流速，脫氣器類型、效率等方面的不同，均會(huì)對(duì)此公式造成影響。

因此，現(xiàn)行氣測(cè)錄井的脫氣位置在井口發(fā)生級(jí)次脫氣之后，大量氣體已經(jīng)逸散，是造成氣測(cè)測(cè)量值與地下含油氣情況關(guān)系不確定的關(guān)鍵原因，是氣測(cè)錄井的核心缺陷。

2 井口液面下的氣測(cè)錄井技術(shù)設(shè)想

在發(fā)生井口級(jí)次脫氣之前進(jìn)行氣測(cè)錄井，將可準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算地面含氣量，進(jìn)而合理估算地層含氣量。防噴器和架空管入口之間有0.5～4 m長(zhǎng)的導(dǎo)管，在此區(qū)間適當(dāng)位置開口引流，采用膜分離脫氣[1]，隨即用紅外或微型色譜檢測(cè)氣體[2]，數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射。“脫氣+氣體檢測(cè)+數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射”設(shè)備模塊化。兩套設(shè)備并聯(lián)，一套工作，一套備用，便于維護(hù)時(shí)切換（圖2）。

實(shí)鉆中，定時(shí)采集鉆井液進(jìn)行全脫分析，對(duì)比全脫數(shù)據(jù)和氣測(cè)測(cè)量值計(jì)算脫氣效率，根據(jù)脫氣效率計(jì)算地面含氣量，繼而估算地層含氣量。

采用以下公式計(jì)算脫氣效率、地面含氣量，估算地層含氣量：

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)行氣測(cè)錄井的脫氣位置在井口發(fā)生級(jí)次脫氣之后，大量氣體已經(jīng)逸散，是造成氣測(cè)測(cè)量值與地下含油氣情況關(guān)系不確定的關(guān)鍵原因，是目前氣測(cè)錄井的不足之處。井口液面下的鉆井液含氣情況與地層較為接近，在防噴器和架空管入口之間引流、脫氣、檢測(cè)，結(jié)合定時(shí)取樣全脫分析，可以準(zhǔn)確計(jì)算地面含氣量，合理估算地層含氣量，從根本上改進(jìn)氣測(cè)錄井評(píng)價(jià)油氣顯示層的能力。雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在開展井下氣體分析技術(shù)的研究，但從工藝上實(shí)現(xiàn)井口液面下的氣測(cè)錄井可能更容易，成本更低，希望錄井工藝研究人員在此方面開展工作，將之產(chǎn)品化、實(shí)用化，推進(jìn)錄井技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張衛(wèi).隨鉆井下氣體檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展[J].錄井工程，2010，21（2）：51-54.

[2] 張衛(wèi)，慈興華，張光華，等.鉆井液氣體分析檢測(cè)技術(shù)研究[J].天然氣工業(yè)，2006（26）.

[3] 邢志哲，陳宏民，馮蓓華，等.氣測(cè)解釋新方法分析[J].青海石油，2010（1）：92-98.

[4] 張書遠(yuǎn)，趙建偉，耿安然，等.氣測(cè)錄井判別地層流體性質(zhì)的兩種方法[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2010（1）：278-280.

[5] 張妍，羅丙昌.吉林油田紅崗地區(qū)扶余油層解釋評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[J].錄井工程，2009，20（4）：31-34.

[6] 張叢秀，龍利平，邵東波，，等.氣測(cè)錄井油水層解釋評(píng)價(jià)的漸進(jìn)排除法[J].錄井工程，2009，20（2）：19-24.

[7] 胡延忠，吳文明，孟建華.氣測(cè)錄井烴類比值和烴氣指數(shù)圖板的建立與應(yīng)用[J].錄井工程，2009，20（2）：11-13.

[8] 韓小俊.南陽(yáng)凹陷東莊油田氣測(cè)低顯示油氣層評(píng)價(jià)方法[J].錄井工程，2009，20（2）：25-28.

[9] 蔡明華，陸軍，周顯松，等.油氣層解釋評(píng)價(jià)技術(shù)建模方法研究與實(shí)踐[J].錄井工程，2009，20（2）：34-36.

[10] 劉巖松.氣測(cè)錄井參數(shù)物理意義及差異分析解釋方法[J].錄井工程，2009，20（1）：15-17.

[11] 侯平，史卜慶，鄭俊章，等.利用氣測(cè)錄井簡(jiǎn)易參數(shù)法判別油、氣、水層[J].錄井工程，2009，20（1）：21-24.

[12] 蘆城，楊亞娟.氣測(cè)錄井影響因素分析[J].青海石油，2010（1）：99-103.

[13] 商鎖貴.氣測(cè)錄井影響因素分析及甲烷校正值的應(yīng)用[J].錄井工程，2008，19（4）：42-45.

[14] 張策，石景艷.影響氣測(cè)錄井發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)油氣層的因素分析[J].錄井技術(shù)，2001，12（3）：20-22.

[15] 趙洪權(quán).氣測(cè)錄井資料環(huán)境影響因素分析及校正方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005（S1）：32-34.

[16] 何更生.油層物理[M].石油工業(yè)出版社，1997，80-87.endprint

摘 要：氣測(cè)錄井是鉆井中發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)油氣顯示層的重要技術(shù)手段?，F(xiàn)行氣測(cè)錄井是從架空槽、架空管末端或緩沖罐對(duì)鉆井液進(jìn)行脫氣，由于鉆井液在井口與空氣接觸時(shí)發(fā)生級(jí)次脫氣，不同成分的氣體不同程度地逸散到大氣中，氣測(cè)測(cè)量值與地下巖層含氣之間的關(guān)系具有較大的不確定性，依據(jù)氣測(cè)資料評(píng)價(jià)油氣顯示層的可信程度不足。在防噴器和架空管之間引流，膜分離脫氣，紅外或微型色譜檢測(cè)氣體成分，結(jié)合定時(shí)取樣全脫分析測(cè)定脫氣效率，可以準(zhǔn)確計(jì)算地面含氣量，合理估算地層含氣量，為科學(xué)評(píng)價(jià)油氣顯示層奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣測(cè) 級(jí)次脫氣 井口液面下 地面含氣量 地層含氣量

中圖分類號(hào)：TE155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0022-02

幾十年來，氣測(cè)錄井技術(shù)的發(fā)展主要集中在提高儀器分析方式和精度、改進(jìn)脫氣方式和效率、建立地區(qū)性解釋圖版等方面，檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確度都有大幅度提高，而評(píng)價(jià)油氣層的能力幾無(wú)進(jìn)展。近年來國(guó)外開展的隨鉆井下氣體檢測(cè)技術(shù)研究將會(huì)掀開氣測(cè)錄井新的一頁(yè)，但是由于諸多技術(shù)難題沒有攻克，距離商業(yè)性應(yīng)用尚有相當(dāng)一段路程[1]。筆者從目前現(xiàn)實(shí)可行的角度，提出從井口液面之下引流脫氣檢測(cè)的設(shè)想，以從根本上改進(jìn)氣測(cè)采集質(zhì)量，提高氣測(cè)評(píng)價(jià)油氣顯示層的能力。

1 目前氣測(cè)錄井的不足

有關(guān)專業(yè)技術(shù)文章在介紹氣測(cè)解釋基本方法時(shí)，通常會(huì)列舉國(guó)外提出的Pixler法、三角圖版法、3H法等[2]，國(guó)內(nèi)有關(guān)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)油氣層方法的論文，大都認(rèn)為那些基本方法因?yàn)椤暗貐^(qū)性差異”的原因不適合自己工區(qū)，他們選擇不同類型的烴類比值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合試油結(jié)果統(tǒng)計(jì)工區(qū)規(guī)律制作解釋圖版，從而建立自己工區(qū)的經(jīng)驗(yàn)性方法。其實(shí)，這些經(jīng)驗(yàn)性方法與那些“基本方法”并無(wú)本質(zhì)不同：都不能準(zhǔn)確計(jì)算或合理估算地層含氣量，缺少單井縱向和井間氣測(cè)測(cè)量值的有效比較，沒有建立工區(qū)的以氣測(cè)測(cè)量值或校正值為主要參數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3-11]。究其原因，是“氣測(cè)測(cè)量值與地下油氣層缺乏良好相關(guān)性”在作怪。氣測(cè)錄井的影響因素很多，有被脫氣鉆井液含氣情況與地層含氣的差異、儀器標(biāo)定準(zhǔn)確性、鉆井液密度和粘度差異、脫氣效率差異（脫氣器類型、鉆井液面穩(wěn)定性），等等[12-15]。其中，被脫氣鉆井液含氣情況與地層含氣的差異是最關(guān)鍵的因素，其它影響因素都可以從技術(shù)和管理層面解決或改善。從地層被鉆頭破碎直至被脫氣器脫出，鉆井液含氣情況基本是這樣變化的：①地下油氣層被鉆頭破碎后，少部分氣被巖屑吸附，大部分氣進(jìn)入鉆井液中以溶解態(tài)、吸附態(tài)、游離態(tài)存在，此外還有一定量的井壁附近地層的氣擴(kuò)散進(jìn)入井筒。②在鉆井液上返過程中，隨著溫度、壓力的降低，游離氣量相對(duì)上升，溶解氣和吸附氣含量相對(duì)減少。鉆井液路過相對(duì)高壓層段時(shí)，可能會(huì)有微量地層擴(kuò)散氣加入鉆井液中，提高游離氣的含量；路過相對(duì)低壓層段時(shí)，可能會(huì)向地層擴(kuò)散出微量游離氣體。每段鉆井液在橫向上的含氣量接近于均質(zhì)，垂向上的含氣量會(huì)發(fā)生很小幅度的變化。③鉆井液返到導(dǎo)管口與空氣接觸的時(shí)候，發(fā)生級(jí)次脫氣，即不斷降壓、不斷排出氣體、氣體迅速逸散到大氣中。而且不同烴類的逸散速度不同，烴分子越小，逸散速度越快[16]。④鉆井液以紊流狀態(tài)從架空管（槽）流至脫氣器，級(jí)次脫氣持續(xù)進(jìn)行。部分地區(qū)要求將架空槽改為架空管，表面上看是把開放系統(tǒng)改為密閉系統(tǒng)，實(shí)際上由于鉆井液不能充滿架空管，架空管上部空氣的存在使次級(jí)脫氣的進(jìn)行基本沒有受到影響。⑤脫氣器脫出的僅是鉆井液中的部分游離氣和少量溶解氣，氣體比例與地下巖層中的也存在一定差異（圖1）。

在某井場(chǎng)同時(shí)于表層套管閥門和導(dǎo)管口處取樣進(jìn)行全脫分析試驗(yàn)表明（據(jù)趙洪權(quán)，2005），

式中 JZC、CZC——表層套管閥門、導(dǎo)管口全脫烴類氣體總量，%；SZC——隨鉆檢測(cè)的烴類氣體總量，%；Qt——隨鉆檢測(cè)的全烴，%[15]?？梢?，氣測(cè)錄井脫出的氣體含量，與導(dǎo)管口、表層套管閥門處都有著相當(dāng)?shù)牟罹?，推測(cè)氣體烴類比例也會(huì)有明顯差別。而且，具體施工時(shí)，隨著地表溫度，脫氣器距離導(dǎo)管口的長(zhǎng)度，鉆井液類型、密度、粘度、流速，脫氣器類型、效率等方面的不同，均會(huì)對(duì)此公式造成影響。

因此，現(xiàn)行氣測(cè)錄井的脫氣位置在井口發(fā)生級(jí)次脫氣之后，大量氣體已經(jīng)逸散，是造成氣測(cè)測(cè)量值與地下含油氣情況關(guān)系不確定的關(guān)鍵原因，是氣測(cè)錄井的核心缺陷。

2 井口液面下的氣測(cè)錄井技術(shù)設(shè)想

在發(fā)生井口級(jí)次脫氣之前進(jìn)行氣測(cè)錄井，將可準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算地面含氣量，進(jìn)而合理估算地層含氣量。防噴器和架空管入口之間有0.5～4 m長(zhǎng)的導(dǎo)管，在此區(qū)間適當(dāng)位置開口引流，采用膜分離脫氣[1]，隨即用紅外或微型色譜檢測(cè)氣體[2]，數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射?！懊摎?氣體檢測(cè)+數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射”設(shè)備模塊化。兩套設(shè)備并聯(lián)，一套工作，一套備用，便于維護(hù)時(shí)切換（圖2）。

實(shí)鉆中，定時(shí)采集鉆井液進(jìn)行全脫分析，對(duì)比全脫數(shù)據(jù)和氣測(cè)測(cè)量值計(jì)算脫氣效率，根據(jù)脫氣效率計(jì)算地面含氣量，繼而估算地層含氣量。

采用以下公式計(jì)算脫氣效率、地面含氣量，估算地層含氣量：

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)行氣測(cè)錄井的脫氣位置在井口發(fā)生級(jí)次脫氣之后，大量氣體已經(jīng)逸散，是造成氣測(cè)測(cè)量值與地下含油氣情況關(guān)系不確定的關(guān)鍵原因，是目前氣測(cè)錄井的不足之處。井口液面下的鉆井液含氣情況與地層較為接近，在防噴器和架空管入口之間引流、脫氣、檢測(cè)，結(jié)合定時(shí)取樣全脫分析，可以準(zhǔn)確計(jì)算地面含氣量，合理估算地層含氣量，從根本上改進(jìn)氣測(cè)錄井評(píng)價(jià)油氣顯示層的能力。雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在開展井下氣體分析技術(shù)的研究，但從工藝上實(shí)現(xiàn)井口液面下的氣測(cè)錄井可能更容易，成本更低，希望錄井工藝研究人員在此方面開展工作，將之產(chǎn)品化、實(shí)用化，推進(jìn)錄井技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張衛(wèi).隨鉆井下氣體檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展[J].錄井工程，2010，21（2）：51-54.

[2] 張衛(wèi)，慈興華，張光華，等.鉆井液氣體分析檢測(cè)技術(shù)研究[J].天然氣工業(yè)，2006（26）.

[3] 邢志哲，陳宏民，馮蓓華，等.氣測(cè)解釋新方法分析[J].青海石油，2010（1）：92-98.

[4] 張書遠(yuǎn)，趙建偉，耿安然，等.氣測(cè)錄井判別地層流體性質(zhì)的兩種方法[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2010（1）：278-280.

[5] 張妍，羅丙昌.吉林油田紅崗地區(qū)扶余油層解釋評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[J].錄井工程，2009，20（4）：31-34.

[6] 張叢秀，龍利平，邵東波，，等.氣測(cè)錄井油水層解釋評(píng)價(jià)的漸進(jìn)排除法[J].錄井工程，2009，20（2）：19-24.

[7] 胡延忠，吳文明，孟建華.氣測(cè)錄井烴類比值和烴氣指數(shù)圖板的建立與應(yīng)用[J].錄井工程，2009，20（2）：11-13.

[8] 韓小俊.南陽(yáng)凹陷東莊油田氣測(cè)低顯示油氣層評(píng)價(jià)方法[J].錄井工程，2009，20（2）：25-28.

[9] 蔡明華，陸軍，周顯松，等.油氣層解釋評(píng)價(jià)技術(shù)建模方法研究與實(shí)踐[J].錄井工程，2009，20（2）：34-36.

[10] 劉巖松.氣測(cè)錄井參數(shù)物理意義及差異分析解釋方法[J].錄井工程，2009，20（1）：15-17.

[11] 侯平，史卜慶，鄭俊章，等.利用氣測(cè)錄井簡(jiǎn)易參數(shù)法判別油、氣、水層[J].錄井工程，2009，20（1）：21-24.

[12] 蘆城，楊亞娟.氣測(cè)錄井影響因素分析[J].青海石油，2010（1）：99-103.

[13] 商鎖貴.氣測(cè)錄井影響因素分析及甲烷校正值的應(yīng)用[J].錄井工程，2008，19（4）：42-45.

[14] 張策，石景艷.影響氣測(cè)錄井發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)油氣層的因素分析[J].錄井技術(shù)，2001，12（3）：20-22.

[15] 趙洪權(quán).氣測(cè)錄井資料環(huán)境影響因素分析及校正方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005（S1）：32-34.

[16] 何更生.油層物理[M].石油工業(yè)出版社，1997，80-87.endprint

摘 要：氣測(cè)錄井是鉆井中發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)油氣顯示層的重要技術(shù)手段?，F(xiàn)行氣測(cè)錄井是從架空槽、架空管末端或緩沖罐對(duì)鉆井液進(jìn)行脫氣，由于鉆井液在井口與空氣接觸時(shí)發(fā)生級(jí)次脫氣，不同成分的氣體不同程度地逸散到大氣中，氣測(cè)測(cè)量值與地下巖層含氣之間的關(guān)系具有較大的不確定性，依據(jù)氣測(cè)資料評(píng)價(jià)油氣顯示層的可信程度不足。在防噴器和架空管之間引流，膜分離脫氣，紅外或微型色譜檢測(cè)氣體成分，結(jié)合定時(shí)取樣全脫分析測(cè)定脫氣效率，可以準(zhǔn)確計(jì)算地面含氣量，合理估算地層含氣量，為科學(xué)評(píng)價(jià)油氣顯示層奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣測(cè) 級(jí)次脫氣 井口液面下 地面含氣量 地層含氣量

中圖分類號(hào)：TE155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（b）-0022-02

幾十年來，氣測(cè)錄井技術(shù)的發(fā)展主要集中在提高儀器分析方式和精度、改進(jìn)脫氣方式和效率、建立地區(qū)性解釋圖版等方面，檢測(cè)靈敏度、準(zhǔn)確度都有大幅度提高，而評(píng)價(jià)油氣層的能力幾無(wú)進(jìn)展。近年來國(guó)外開展的隨鉆井下氣體檢測(cè)技術(shù)研究將會(huì)掀開氣測(cè)錄井新的一頁(yè)，但是由于諸多技術(shù)難題沒有攻克，距離商業(yè)性應(yīng)用尚有相當(dāng)一段路程[1]。筆者從目前現(xiàn)實(shí)可行的角度，提出從井口液面之下引流脫氣檢測(cè)的設(shè)想，以從根本上改進(jìn)氣測(cè)采集質(zhì)量，提高氣測(cè)評(píng)價(jià)油氣顯示層的能力。

1 目前氣測(cè)錄井的不足

有關(guān)專業(yè)技術(shù)文章在介紹氣測(cè)解釋基本方法時(shí)，通常會(huì)列舉國(guó)外提出的Pixler法、三角圖版法、3H法等[2]，國(guó)內(nèi)有關(guān)氣測(cè)解釋評(píng)價(jià)油氣層方法的論文，大都認(rèn)為那些基本方法因?yàn)椤暗貐^(qū)性差異”的原因不適合自己工區(qū)，他們選擇不同類型的烴類比值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合試油結(jié)果統(tǒng)計(jì)工區(qū)規(guī)律制作解釋圖版，從而建立自己工區(qū)的經(jīng)驗(yàn)性方法。其實(shí)，這些經(jīng)驗(yàn)性方法與那些“基本方法”并無(wú)本質(zhì)不同：都不能準(zhǔn)確計(jì)算或合理估算地層含氣量，缺少單井縱向和井間氣測(cè)測(cè)量值的有效比較，沒有建立工區(qū)的以氣測(cè)測(cè)量值或校正值為主要參數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3-11]。究其原因，是“氣測(cè)測(cè)量值與地下油氣層缺乏良好相關(guān)性”在作怪。氣測(cè)錄井的影響因素很多，有被脫氣鉆井液含氣情況與地層含氣的差異、儀器標(biāo)定準(zhǔn)確性、鉆井液密度和粘度差異、脫氣效率差異（脫氣器類型、鉆井液面穩(wěn)定性），等等[12-15]。其中，被脫氣鉆井液含氣情況與地層含氣的差異是最關(guān)鍵的因素，其它影響因素都可以從技術(shù)和管理層面解決或改善。從地層被鉆頭破碎直至被脫氣器脫出，鉆井液含氣情況基本是這樣變化的：①地下油氣層被鉆頭破碎后，少部分氣被巖屑吸附，大部分氣進(jìn)入鉆井液中以溶解態(tài)、吸附態(tài)、游離態(tài)存在，此外還有一定量的井壁附近地層的氣擴(kuò)散進(jìn)入井筒。②在鉆井液上返過程中，隨著溫度、壓力的降低，游離氣量相對(duì)上升，溶解氣和吸附氣含量相對(duì)減少。鉆井液路過相對(duì)高壓層段時(shí)，可能會(huì)有微量地層擴(kuò)散氣加入鉆井液中，提高游離氣的含量；路過相對(duì)低壓層段時(shí)，可能會(huì)向地層擴(kuò)散出微量游離氣體。每段鉆井液在橫向上的含氣量接近于均質(zhì)，垂向上的含氣量會(huì)發(fā)生很小幅度的變化。③鉆井液返到導(dǎo)管口與空氣接觸的時(shí)候，發(fā)生級(jí)次脫氣，即不斷降壓、不斷排出氣體、氣體迅速逸散到大氣中。而且不同烴類的逸散速度不同，烴分子越小，逸散速度越快[16]。④鉆井液以紊流狀態(tài)從架空管（槽）流至脫氣器，級(jí)次脫氣持續(xù)進(jìn)行。部分地區(qū)要求將架空槽改為架空管，表面上看是把開放系統(tǒng)改為密閉系統(tǒng)，實(shí)際上由于鉆井液不能充滿架空管，架空管上部空氣的存在使次級(jí)脫氣的進(jìn)行基本沒有受到影響。⑤脫氣器脫出的僅是鉆井液中的部分游離氣和少量溶解氣，氣體比例與地下巖層中的也存在一定差異（圖1）。

在某井場(chǎng)同時(shí)于表層套管閥門和導(dǎo)管口處取樣進(jìn)行全脫分析試驗(yàn)表明（據(jù)趙洪權(quán)，2005），

式中 JZC、CZC——表層套管閥門、導(dǎo)管口全脫烴類氣體總量，%；SZC——隨鉆檢測(cè)的烴類氣體總量，%；Qt——隨鉆檢測(cè)的全烴，%[15]?？梢?，氣測(cè)錄井脫出的氣體含量，與導(dǎo)管口、表層套管閥門處都有著相當(dāng)?shù)牟罹?，推測(cè)氣體烴類比例也會(huì)有明顯差別。而且，具體施工時(shí)，隨著地表溫度，脫氣器距離導(dǎo)管口的長(zhǎng)度，鉆井液類型、密度、粘度、流速，脫氣器類型、效率等方面的不同，均會(huì)對(duì)此公式造成影響。

因此，現(xiàn)行氣測(cè)錄井的脫氣位置在井口發(fā)生級(jí)次脫氣之后，大量氣體已經(jīng)逸散，是造成氣測(cè)測(cè)量值與地下含油氣情況關(guān)系不確定的關(guān)鍵原因，是氣測(cè)錄井的核心缺陷。

2 井口液面下的氣測(cè)錄井技術(shù)設(shè)想

在發(fā)生井口級(jí)次脫氣之前進(jìn)行氣測(cè)錄井，將可準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算地面含氣量，進(jìn)而合理估算地層含氣量。防噴器和架空管入口之間有0.5～4 m長(zhǎng)的導(dǎo)管，在此區(qū)間適當(dāng)位置開口引流，采用膜分離脫氣[1]，隨即用紅外或微型色譜檢測(cè)氣體[2]，數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射?！懊摎?氣體檢測(cè)+數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射”設(shè)備模塊化。兩套設(shè)備并聯(lián)，一套工作，一套備用，便于維護(hù)時(shí)切換（圖2）。

實(shí)鉆中，定時(shí)采集鉆井液進(jìn)行全脫分析，對(duì)比全脫數(shù)據(jù)和氣測(cè)測(cè)量值計(jì)算脫氣效率，根據(jù)脫氣效率計(jì)算地面含氣量，繼而估算地層含氣量。

采用以下公式計(jì)算脫氣效率、地面含氣量，估算地層含氣量：

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)行氣測(cè)錄井的脫氣位置在井口發(fā)生級(jí)次脫氣之后，大量氣體已經(jīng)逸散，是造成氣測(cè)測(cè)量值與地下含油氣情況關(guān)系不確定的關(guān)鍵原因，是目前氣測(cè)錄井的不足之處。井口液面下的鉆井液含氣情況與地層較為接近，在防噴器和架空管入口之間引流、脫氣、檢測(cè)，結(jié)合定時(shí)取樣全脫分析，可以準(zhǔn)確計(jì)算地面含氣量，合理估算地層含氣量，從根本上改進(jìn)氣測(cè)錄井評(píng)價(jià)油氣顯示層的能力。雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在開展井下氣體分析技術(shù)的研究，但從工藝上實(shí)現(xiàn)井口液面下的氣測(cè)錄井可能更容易，成本更低，希望錄井工藝研究人員在此方面開展工作，將之產(chǎn)品化、實(shí)用化，推進(jìn)錄井技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張衛(wèi).隨鉆井下氣體檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展[J].錄井工程，2010，21（2）：51-54.

[2] 張衛(wèi)，慈興華，張光華，等.鉆井液氣體分析檢測(cè)技術(shù)研究[J].天然氣工業(yè)，2006（26）.

[3] 邢志哲，陳宏民，馮蓓華，等.氣測(cè)解釋新方法分析[J].青海石油，2010（1）：92-98.

[4] 張書遠(yuǎn)，趙建偉，耿安然，等.氣測(cè)錄井判別地層流體性質(zhì)的兩種方法[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2010（1）：278-280.

[5] 張妍，羅丙昌.吉林油田紅崗地區(qū)扶余油層解釋評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[J].錄井工程，2009，20（4）：31-34.

[6] 張叢秀，龍利平，邵東波，，等.氣測(cè)錄井油水層解釋評(píng)價(jià)的漸進(jìn)排除法[J].錄井工程，2009，20（2）：19-24.

[7] 胡延忠，吳文明，孟建華.氣測(cè)錄井烴類比值和烴氣指數(shù)圖板的建立與應(yīng)用[J].錄井工程，2009，20（2）：11-13.

[8] 韓小俊.南陽(yáng)凹陷東莊油田氣測(cè)低顯示油氣層評(píng)價(jià)方法[J].錄井工程，2009，20（2）：25-28.

[9] 蔡明華，陸軍，周顯松，等.油氣層解釋評(píng)價(jià)技術(shù)建模方法研究與實(shí)踐[J].錄井工程，2009，20（2）：34-36.

[10] 劉巖松.氣測(cè)錄井參數(shù)物理意義及差異分析解釋方法[J].錄井工程，2009，20（1）：15-17.

[11] 侯平，史卜慶，鄭俊章，等.利用氣測(cè)錄井簡(jiǎn)易參數(shù)法判別油、氣、水層[J].錄井工程，2009，20（1）：21-24.

[12] 蘆城，楊亞娟.氣測(cè)錄井影響因素分析[J].青海石油，2010（1）：99-103.

[13] 商鎖貴.氣測(cè)錄井影響因素分析及甲烷校正值的應(yīng)用[J].錄井工程，2008，19（4）：42-45.

[14] 張策，石景艷.影響氣測(cè)錄井發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確評(píng)價(jià)油氣層的因素分析[J].錄井技術(shù)，2001，12（3）：20-22.

[15] 趙洪權(quán).氣測(cè)錄井資料環(huán)境影響因素分析及校正方法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005（S1）：32-34.

[16] 何更生.油層物理[M].石油工業(yè)出版社，1997，80-87.endprint