水平井PDC钻头条件下现场岩性识别方法探讨-最终.docVIP

水平井PDC钻头条件下现场岩性识别方法探讨 第  PAGE 8 页 共  NUMPAGES 8 页 水平井PDC钻头条件下现场岩性识别方法探讨 张刚 刘渠洋 鲍延鑫 长庆油田第七采油厂环江作业区 （甘肃省庆阳市?745700） 摘要：PDC（(金刚石复合片)）钻头钻井在提高钻井速度降低钻井成本、增加经济效益的同时，也给岩屑录井中岩性、油气层判别等带来诸多困难，同时受水平井固有的特点，现场岩屑录井岩性识别困难重重。经过现场探索，并结合其他录井公司在这方面的实践经验，针对PDC钻头钻井岩屑细碎呈粉末状从而给岩屑岩性识别岩石定名带来的难题，本文立足现场技术条件下，讨论了如何准确有效地识别水平井PDC钻头条件下的岩性。 关键词：PDC钻头 岩性 钻时 气测 水平井 录井 1 引言 随着油田勘探程度的不断加深，勘探对象由简单构造变为复杂断块构造，油田开发中后期，主要油区含水量上升，开发难度大、成本高，加之好多地区（包括深层地层）岩性致密，储层薄、夹层多，等等，想有效解决这些难题，最好的办法应该是钻水平井或大位移井。 PDC钻头技术创新所带来的高钻速、高时效，有利于降低钻井总成本、增加经济效益，同时在生产大提速的形势下，在水平井水平段尝试使用PDC钻头钻井作业。 由于PDC钻头是利用低钻压、高转速的切削原理破碎地层,该钻头是一种镶齿结构,牙齿细小,其产生的岩屑相应也非常细碎,这就为现场岩屑的清洗和岩性识别带来了一定的难度,如何识别PDC钻头条件下的岩屑,并准确的进行岩性定名,已成为现场急待解决的难题。同时受水平井固有的特点和钻井新工艺的影响，钻井岩屑变得十分细小，甚至呈粉末状，加上被钻头破碎的岩屑在井底返出井口的过程中，不断受到钻头与井壁、套管壁的碰撞、研磨而多次破碎，岩石变得更加细小，特别是螺杆驱动的反复研磨使细小的岩屑呈粉末状悬浮在环空，这些因素的综合作用使录井中的岩屑细小，甚至成粉末状，进而增加了岩屑描述的难度，直接影响了岩屑描述的准确性，油气显示落实和归位难度增加，钻时不能准确反映地层岩性和物性,所有这些因素都会在降低录井资料的采集品质、岩性剖面和油气层符合率的同时，削弱现场录井对钻井施工的地质导向作用。使岩屑录井工作根本无法按常规方法进行。 经过现场探索，并结合其他录井公司在这方面的实践经验,总结出一套水平井PDC钻头条件下岩性的识别方法。 2 PDC钻头特点及造屑机理 2.1 PDC钻头的主要特点 2.1.1 钻头无活动部分 钻进中无掉牙轮顾忌，可实现高转速安全钻进。 2.1.2 不同岩性适应性强 针对地层情况，PDC钻头有不同的设计，如用于软地层，其钻头冠部外型呈长形或锥形；用于硬地层其钻头冠部外型呈圆形或抛物线形状。所以，适应范围比较广。 2.1.3 使用时间长 采用聚晶金刚石镶齿，坚硬锋利，寿命长；一般一支PDC钻头入井的工作时间是普通钻头的五至八倍，减少了起下钻时间，降低了钻工的劳动强度，提高了钻井时效。 2.1.4 硬度高、破岩能力强 金刚石的硬度最高，钻头强度大，钻进速度快，钻时均匀。 2.1.5 破岩机理以切削和研磨为主 PDC钻头所钻的岩屑细小，甚至呈粉末状，尤其是疏松砂岩则往往呈颗粒状出现。钻屑颗粒细小，便于泥浆携带保持井底清洁。 2.2 PDC钻头造屑机理 PDC钻头破碎岩石的方式主要是剪切作用。从岩石破碎强度可知，岩石抗剪切强度远低于岩石的抗压强度（为抗压强度的0.09-0.15倍），PDC钻头正是利用岩石的这一特征实现其高速钻进。PDC钻头在扭矩力的作用下，复合片刮切岩石时生成的岩屑会沿着金刚石表面上移，直至与复合片脱离，通过岩石在切削齿边缘处的破碎，钻头的切削能量得到高效释放。 3 PDC钻头使用对岩屑录井的影响 3.1 岩屑量少，采样困难 由于PDC钻头特殊的工作原理，加之高钻速、高泵压、大排量钻井液的冲刷，岩屑到达地面已成粉末状，而振动筛筛布还在继续使用小于80目的筛布，岩屑在返出经过振动筛时，绝大部分岩屑随钻井液进入泥浆罐，导致岩屑量少。 3.2 岩屑细碎，岩性识别困难 由于岩屑细小，有的甚至为粉末状，给正确的岩屑描述观察、挑样、定名等判定带来了很大的难度，不能准确判断地层岩石的矿物成份和结构，难于进行地层分层，严重影响岩性剖面符合率。 3.3 岩屑混杂，描述困难 由于岩屑混杂，给岩屑描述带来一定的困难，影响随钻地层对比的进行。 3.4 钻时变化无规律（如图1、图2） 图 1 靖平51-8钻时曲线图 图 2 桃7-14-18H井钻时曲线图 在钻井参数相对稳定的情况下，钻时的变化主要与岩性有关，因而钻时资料是岩屑描述工作中定性判断岩性和进行岩性分层的重要参考资料。在普通直井钻进中，一定井段的钻井参数是相对稳定的，因此钻时能够比较真