钻遇特殊地层时的综合录井监测与判断韦世杰在钻井施工作业过程中.DOC

钻遇特殊地层时的综合录井监测与判断 韦世杰 在钻井施工作业过程中，常常会钻遇对钻井施工作业安全产生重要影响的地层，即特殊地层，如异常高压地层、浅层气区、断层或者高含硫地层等。综合录井就是通过各种专业仪器设备对钻井液录井、钻时录井、气测录井、岩屑录井及钻井工程参数（包括钻压、转盘速度、扭矩、泵排量等）变化的连续监测，成为作业者的“眼睛”。 当钻遇特殊地层时可以利用各种录井资料进行综合分析，及时做出的正确判断，对钻井作业安全生产施工具有重要的现实意义。 一、钻遇异常高压地层 异常高压地层指的是地层压力梯度GP0.0098Mp/m的地层；凡地层压力梯度GP0.018Mp/m的地层，称为超高压地层。在超高压地层中钻进时，必须采取特殊措施。 在尚未钻探的区块，首先可利用地震勘探法确立异常地层压力过渡带的层位和顶部位置，为探井的设计提供依据。一般在同等深度下，地震波传播的层速度在欠压实地层中比正常压实地层中的层速度小。如果有邻井资料，还可根据邻井压力录井、测试资料及测井电阻率降低、泥页岩密度偏小、声波传播时间增加等测井资料判别异常高压地层。在开钻前，做好地质预报，提示相关工程技术人员加强安全防范措施。 在钻进过程中，进入预计的异常高压层500米前开始，要进行连续监测，主要通过以下钻井资料进行随钻分析与判断： 1、钻时录井 在进入高异常压力地层过渡带时，钻进时的钻速突然增大，钻时突然减小（钻压、转盘速度、钻头类型及水力条件基本维持不变）。 2、钻井液录井 钻井液出现明显的增量（1.0米3）；通过对出口流量和总池体积的变化，判断有无发生井涌、井喷或先漏后喷的预兆的可能性；并且由于异常高压地层地温梯度异常大，因此，在钻遇高异常压力地层过渡带时，从泥浆出口管返出的泥浆温度有突然增高的现象。此外，钻井液的密度、粘度下降，氯离子(Cl-)、钾离子(K+)含量明显增高，电阻率（LWD）降低等异常现象。 3、岩屑录井 在钻遇高异常压力地层时，返出岩屑泥岩的颜色深，呈片状，富含生物，粘性降低，不能造浆，岩屑中伊利石、高岭石和碳酸钙矿物成分有明显的增加。由于页岩欠压实的原因，异常高压过渡带页岩岩屑密度较正常压实地层泥页岩密度突然变小。在钻井过程中，可将异常段的岩屑进行密度分析，这种方法较简便，见效快，精度高。但要注意对页岩中碳酸盐矿物和重矿物的含量进行校正。 4.气测录井 在钻遇高异常压力地层过渡带时，气测含量大幅度上升，且高峰显示的延续时间明显地大于钻穿该层的时间（拖尾现象）；气测基值升高，气体组分比值（C1/C2、C2/C3或C1/C2+C2/C3）降低，尤以C2/C3降低幅度最为明显，当C2/C3≤1时，多为欠压实层；气测单根气、背景气和后效气的大幅度升高，都有发生井涌甚至井喷的危险；在一般情况（未发生井涌、井喷、井漏）下，若气全量大于50%，循环排气不降或下降速度较慢时要考虑加重钻井液密度，控制气全量在30%以下。 5、dc指数（可钻性指数） 当钻遇高异常压力地层过渡带时，dc指数将向着减小（偏左）的方向偏离正常压实趋势线。 6、其它钻井参数的变化 A、转盘扭矩突然增大；B、钻具放空；C、钻进中的蹩跳；D、起钻时（包括短起）阻力增大，下钻时遇阻遇卡等现象，都是其预兆。 7、钻井液体积的变化 泥浆池内钻井液体积明显增加，是发生井涌、井喷或先漏后喷的预兆。 二、钻遇浅层气区 浅层气区的特点：1、深度浅，一般500-1200m；2、地层成岩性差，泥岩较软，砂岩疏松；3、气体为“古生新储”或“新生新储”，前者成因一般气体量较大；4、对钻井作业危险性较大，不易使用密度大的钻井液使压力平衡，容易造成“先漏后喷”或“既漏又喷”。 三、钻遇断层及断裂带 地层受各种地质作用影响，断层非常发育。断层类型不同，使地下生成的油气可能溢损，亦可使油气富集；油田地下构造可能被几条断层纵横切割成若干“断块”；因此，有的井可能钻遇几条断层，当钻遇落差较大的断层，可通过以下钻井资料进行监测和判断： 1.钻时录井 钻时突然降低/钻具突然放空（钻井工艺和参数相同时） 2.岩屑录井 在钻至断层之前，通过与邻井地层剖面对比厚度变化，岩屑录井可以发现地层的重复或缺失，地层缺失导致岩屑岩性突变。岩屑或岩心上出现擦痕面及阶步等显示，还可发现大量亮晶方解石、石英等纤维状晶体以及黄铁矿等自生矿物，若使用牙轮钻头钻遇断层时，返出的岩屑还可发现构造岩，如角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、玻化岩或片理化岩。 3、钻井液录井 在钻遇断层过程中，根据断层的情况，会发生不同程度的裂缝性漏失，甚至井漏无返出。 4、气测录井 若断层是油气运移的通道或油气聚集的场所，在钻遇断层过程中，气测值会突然增大。 四、钻遇不整合面或古潜山