張春梅

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井二公司錄井分公司，黑龍江 大慶 138000）

1 綜合錄井儀的發(fā)展歷程

綜合錄井技術(shù)是在氣測錄井技術(shù)和地質(zhì)錄井技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸完善發(fā)展起來的。國外錄井技術(shù)商用最早始于1939年，同時(shí)期國內(nèi)勘探開發(fā)仍處于起步階段，錄井手段還在使用土鏟、尺子等手工工具，直到20世紀(jì)50、60 年代國內(nèi)油氣勘探才引入國外半自動設(shè)備設(shè)施用于生產(chǎn)中，隨著國內(nèi)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿足現(xiàn)場油氣勘探的需求，我國逐步仿造了蘇式QC-571型半自動錄井氣測儀，開啟了國產(chǎn)錄井設(shè)備設(shè)施的制造步伐。但是那個時(shí)代的氣測儀的檢測器均由鉑絲靈敏臂和固定臂組成，需要以不同的電橋電壓分別測量出總烴和重?zé)N值，再通過人工換算出其百分比的含量，一是誤差較大，二是計(jì)算復(fù)雜，因此效率較低。

隨著油氣勘探開發(fā)的深入，20世紀(jì)70年代開始研制色譜氣測儀，以滿足對錄井技術(shù)需求的緊迫性，并于1972年研制出了SQC-701型自動色譜氣測儀，大大拓展了錄井技術(shù)的應(yīng)用范圍和效果。與此同時(shí)氣測錄井儀的性能也有了較大的飛躍，主要體現(xiàn)在氣體分析由間隔點(diǎn)測量變?yōu)樽詣舆B續(xù)測量，數(shù)據(jù)分析的精確度和時(shí)效性得到了提高；烴類組分檢測器測量精度由千分之幾提高到幾十ppm，烴類氣體擴(kuò)大至C1、C2、C3、iC4、nC4等多種組分。此時(shí)期的綜合錄井儀仍是以引進(jìn)國外設(shè)備為主，包括美國的MD-1000 綜合錄井儀、法國的TDC 綜合錄井儀、貝羅特公司CAD 綜合錄井儀。其中以法國的TDC綜合錄井儀性能最為強(qiáng)大，該綜合錄井儀包括氣測錄井、地質(zhì)錄井、鉆井參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)（錄）測、鉆井液性能錄井、地層壓力錄井等技術(shù)，通過錄井各參數(shù)的收集檢測可以實(shí)現(xiàn)對鉆井施工的優(yōu)化、工程參數(shù)數(shù)據(jù)和錄井資料整理等一系列的技術(shù)服務(wù)。

近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)綜合錄井儀及其相關(guān)產(chǎn)品取得了較大的進(jìn)步。其中神開、德瑪?shù)裙狙邪l(fā)的綜合錄井儀經(jīng)現(xiàn)場使用得到的廣泛的認(rèn)可；儀器的精確度、檢測項(xiàng)目和時(shí)效性都得到了大大提高，為我國油氣勘探開發(fā)提供了有力保障。目前國內(nèi)綜合錄井儀已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并且開始出口國際市場。

2 綜合錄井儀的功能和作用

隨著油氣勘探的不斷深入，國內(nèi)油氣勘探逐步邁向深層、超深層和非常規(guī)領(lǐng)域，勘探開發(fā)難度愈發(fā)加大，地質(zhì)錄井技術(shù)在識別地層油氣顯示、鉆井工程和鉆井液性能參數(shù)檢測、地層地質(zhì)巖性數(shù)據(jù)錄取等方面擁有明顯的優(yōu)勢。通過油氣水層識別、儲層含油氣評價(jià)、生油巖和油源評價(jià)等，為快速識別儲層提供依據(jù)。通過鉆井工程和鉆井液性能參數(shù)數(shù)據(jù)檢測、地層壓力和流體檢測，可以為優(yōu)化鉆井施工和保護(hù)油氣層等提供先進(jìn)方法和技術(shù)。

2.1 地質(zhì)錄井技術(shù)

（1）巖屑錄井技術(shù)：巖屑錄井是指人工撈取鉆井液攜帶的井下地層巖屑，通過清洗、烘干、在進(jìn)行觀察描述，并根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)要求分層收集，經(jīng)過取樣分析、比對資料后繪制綜合錄井圖等一系列的技術(shù)工作。

（2）巖芯錄井技術(shù)：巖芯錄井包括鉆井取芯和井壁取芯錄井兩種方法。鉆井取芯錄井根據(jù)取芯層位的不同，分為油氣層取芯和地層控制取芯兩種。鉆井取芯錄井根據(jù)取芯方式的不同又分為常規(guī)取芯、密閉取芯和保壓取芯。井壁取芯錄井根據(jù)取芯方式的不同分為旋轉(zhuǎn)井壁取芯和取芯槍式井壁取芯。

（3）熒光錄井技術(shù)：熒光錄井包括巖屑熒光錄井和鉆井液熒光錄井，目前常用的是定量熒光錄井，采取有代表性的巖樣測定F值。定量熒光錄井是利用了原油的濃度與原油發(fā)出的熒光強(qiáng)度成正比的性質(zhì)。熒光強(qiáng)度F計(jì)算公式如下所示。

式中：F—-熒光強(qiáng)度；

I0——激發(fā)熒光源強(qiáng)度；

Ψf——熒光的相關(guān)效率；E---所測熒光分子的吸收；P---被測溶液的路途長度；C---熒光分子的濃度。

I0和P取決于熒光測定儀，對于給定的熒光分子Ψf和E是固定的。所以熒光強(qiáng)度與溶液熒光分子濃度C成正比。熒光的相關(guān)效率隨原油組分的變化而變化，重質(zhì)油相關(guān)效率最高，凝析油最低，也就是同樣濃度重質(zhì)油熒光強(qiáng)度要比輕質(zhì)油高。

（4）油氣錄井技術(shù)：油氣錄井技術(shù)是指在鉆井施工過程中遇有地層油氣顯示異常時(shí)，會通過鉆井液攜帶至地面，通過在地面的油氣槽面、液面顯示變化和鉆井液性能及氯離子的變化進(jìn)行觀察和記錄，體現(xiàn)井下地層含油氣的變化。

（5）鉆時(shí)錄井技術(shù)：鉆時(shí)錄井指通過鉆臺絞車裝有的傳感器計(jì)算大鉤行程從而得到鉆井速度，再換算成純鉆時(shí)間，通過記錄鉆時(shí)可以表征鉆速，給鉆井施工提供數(shù)據(jù)決策支持。

2.2 氣測錄井技術(shù)

氣測錄井是鉆井過程中發(fā)現(xiàn)油氣層最直接的方法和手段。尤其在新區(qū)塊的勘探開發(fā)中是發(fā)現(xiàn)新含油氣層位不可缺少的資料。并可根據(jù)油氣顯示判別油氣水層，進(jìn)行油氣層比照。根據(jù)氣測錄井中的任務(wù)、方法和目的不同可分為隨鉆氣測錄井和擴(kuò)散氣測錄井。

（1）隨鉆氣測錄井技術(shù)。隨鉆氣測錄井是指連續(xù)測量由鉆井液中脫離出來的烴類氣體組分含量和種類。鉆井液中攜帶烴類氣主要由兩種途徑進(jìn)入其中：一是鉆碎巖屑中含有的游離氣，另一種是油氣層以滲透擴(kuò)散等運(yùn)移方式進(jìn)入鉆井液中的氣體。隨鉆氣測錄井需要及時(shí)、準(zhǔn)確捕捉和測量鉆井液中攜帶出來的氣體，因此烴類氣體的測量，除需配備高靈敏度、穩(wěn)定可靠的分析儀器外，還需要配備高效脫氣設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)及時(shí)高效的隨鉆氣測錄井。

（2）擴(kuò)散氣測錄井技術(shù)。已發(fā)現(xiàn)的油氣顯示層段，在鉆井液靜止時(shí)相應(yīng)油氣層井段由于油氣的擴(kuò)散和滲透作用，形成烴類氣體相對較富集含油氣鉆井液井段。擴(kuò)散氣測錄井是在鉆井液靜止一段時(shí)間后循環(huán)鉆井液時(shí)進(jìn)行的，對擴(kuò)散在鉆井液中的油氣進(jìn)行測量。

3 地質(zhì)錄井技術(shù)在水平井中的應(yīng)用

為了達(dá)到鉆探目的和完成錄井任務(wù)，錄井隊(duì)與鉆井工程、泥漿人員密切配合，嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)設(shè)計(jì)和甲方指令，按甲方資料錄取規(guī)范，認(rèn)真負(fù)責(zé)地取全、取準(zhǔn)各項(xiàng)錄井資料，完成了各項(xiàng)鉆探地質(zhì)任務(wù)。

按設(shè)計(jì)要求自井深455.90m 開始，進(jìn)行鉆時(shí)、巖屑、氣測、鉆井液等各項(xiàng)地質(zhì)錄井，其中鉆時(shí)、氣測每0.2m 錄取一點(diǎn)，各錄取8945 點(diǎn)，巖屑錄取井段：456.00～1628.00m，每2m 錄 取1 包，錄 取586 包；1628.00～2270.00m，每1m 錄取1 包，錄取642 包，鉆井液性能（密度、粘度）每10m 錄取1點(diǎn)，共測定182點(diǎn)，碳酸鹽含量分析每2m 錄取1 點(diǎn)，共測定51 點(diǎn)；此外，還進(jìn)行了工程監(jiān)測、地層壓力監(jiān)測、鉆井液監(jiān)測、氣體監(jiān)測等工程錄井項(xiàng)目，準(zhǔn)確及時(shí)地為現(xiàn)場施工提供了地層與事故預(yù)報(bào)。各項(xiàng)錄井資料齊全，真實(shí)可靠。

3.1 地質(zhì)成果

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，DG20-1X 井從455.90m 開始綜合錄井，通過與臨井地層對比，本井自上而下鉆遇地層依次為：第四系；三疊系延長組、紙坊組、和尚溝組、劉家溝組；二疊系石千峰組、石盒子組、山西組、太原組；石炭系本溪組、馬家溝組。

3.2 構(gòu)造特征

鄂爾多斯盆地位于華北地塊西部，奠基于太古代和早元古代結(jié)晶基底之上。盆地內(nèi)構(gòu)造平緩，沉降穩(wěn)定、坳陷遷移復(fù)合、扭動明顯，總體呈現(xiàn)東部翹起、西部傾伏的區(qū)域性斜坡面貌；沉積蓋層賦存下古生界寒武系、奧陶系，上古生界上石炭統(tǒng)、二疊系，中生界三疊系及新生界新近系。缺失下古生界志留系，上古生界泥盆系、下石炭統(tǒng)，中生界侏羅系、白堊系，新生界古近系。沉積巖平均厚度約5000m。盆地構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了中—晚元古代坳拉谷、早古生代陸表海臺地、晚古生代濱海平原、中生代內(nèi)陸坳陷以及新生代盆地周邊斷陷五大發(fā)展階段，最終形成了現(xiàn)今古生代—中生代大型復(fù)合的含氣盆地。大寧—吉縣區(qū)塊整體呈現(xiàn)為“一隆一凹兩斜坡”的基本構(gòu)造格局，即中部的桃園背斜帶、蒲縣凹陷帶、東部的明珠斜坡帶和西部斜坡帶。DG20-1向1井臺位于大寧—吉縣區(qū)塊西部斜坡帶上，區(qū)域構(gòu)造位置屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東部，構(gòu)造整體呈向西傾的斜坡。井區(qū)構(gòu)造為一大型寬緩西傾單斜，地層平緩，傾角約為1°，斷層不發(fā)育。DG20-1X1井在三維地震剖面上，主要目的層段資料信噪比較高，主頻35Hz，頻帶寬度10～80Hz，明顯高于二維資料。地震反射界面清楚，層間信息豐富，產(chǎn)狀細(xì)節(jié)清晰。區(qū)域構(gòu)造背景是一大型寬緩北西傾斜坡，無明顯斷層發(fā)育，有利于成藏。DG20-1X1 井山23 亞段下砂巖頂面構(gòu)造海拔-1116m，附近無斷層。

3.3 生、儲、蓋層評價(jià)

由于本井目前無分析化驗(yàn)資料，現(xiàn)僅就現(xiàn)場錄井資料對煤層氣的生、儲、蓋層進(jìn)行簡述。

3.3.1 氣源巖評價(jià)

縱觀錄井剖面山西組—本溪組暗色泥巖發(fā)育，自上而下泥巖顏色逐漸變深，從深灰色到灰黑色。山西組系大陸環(huán)境沼澤相沉積，暗色泥巖及煤層發(fā)育，累計(jì)厚度為64.62，占本組地層厚度的43.08%；太原組系海陸交互相沉積，暗色泥巖及煤層累計(jì)厚度為6.00m，占本組地層厚度19.02%。本溪組也為海陸交互相沉積，暗色泥巖及煤層累計(jì)厚度為16.80m，占本組地層厚度的48.75%。該三套地層有機(jī)質(zhì)含量高，屬于成熟階段，是良好的生氣源巖。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，鄂爾多斯盆地上古生界的煤和干酪根絕大多數(shù)屬腐植型，其元素分析H/C一般小于0.8，屬于Ⅲ型干酪根。在古地溫和地質(zhì)時(shí)間的作用下，煤和腐植型干酪根不斷產(chǎn)出煤成氣。煤成氣的生成、運(yùn)移、聚集貫穿于煤系形成的整個地史時(shí)期，但盆地主要生氣期在燕山旋回的中晚期(下白堊統(tǒng)沉積之后)。此時(shí)全盆地高強(qiáng)度生氣中心形成，盆地內(nèi)大部分地區(qū)均進(jìn)入了大量生氣階段。本井盒8段、山西組砂體較厚，見到良好煤成氣藏，證實(shí)本區(qū)具有良好的氣源條件。

3.3.2 蓋層評價(jià)

（1）石千峰組、石盒子組上部泥巖厚度大，橫向分布穩(wěn)定，單層厚度大，巖性致密，有較強(qiáng)的封蓋能力，為良好的區(qū)域蓋層，也是下石盒子組氣層的較好蓋層；

（2）山西組泥巖區(qū)域分布較廣，厚度較大，具有一定的封蓋能力，是山西組、太原組氣層的蓋層。石炭系本溪組泥巖可作為奧陶系頂部氣層的直接蓋層。

4 提速措施

4.1 優(yōu)化定向井軌道控制

（1）優(yōu)化單井軌跡，做好待鉆井設(shè)計(jì)。

（2）二開使用穩(wěn)斜較好的雙螺扶螺桿，為滿足井眼曲率3°/30m要求，每個單根均采用復(fù)合鉆進(jìn)與滑動鉆進(jìn)相結(jié)合，使井眼平滑。

（3）進(jìn)入煤層，將井斜降至3°以內(nèi)，以滿足煤層內(nèi)井眼軌跡要求。

4.2 優(yōu)選螺桿或液動旋沖工具

（1）全井以復(fù)合鉆進(jìn)為主，優(yōu)選螺桿，努力實(shí)現(xiàn)一趟鉆工程。

（2）造斜（糾斜）、穩(wěn)斜、降斜使用一套鉆具組合，根據(jù)井眼軌跡要求可隨時(shí)調(diào)整井斜方位，滿足五段制要求，同時(shí)減少起下鉆次數(shù)。

（3）鉆遇硬地層時(shí)，選用高效螺桿或液動旋沖工具來提高機(jī)械鉆速。

5 結(jié)論

（1）地質(zhì)錄井技術(shù)能夠及時(shí)準(zhǔn)確測量地層地質(zhì)信息，連續(xù)收集相關(guān)地層資料為油氣勘探開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持與保障。

（2）地質(zhì)錄井技術(shù)能夠及時(shí)收集各種鉆井工程數(shù)據(jù)信息，為水平井施工提供決策建議，有效提高水平井施工速度。