用pdc鉆头钻井中的岩性描述,仅仅采用传统的岩性描述法已经不能准确地描述好岩性,建立地层剖面,因为,pdc钻头钻井中岩屑容易混杂,钻时有时不能很好反映岩性的特性,描述时必须在观察岩屑样品的同时,考虑钻压、钻速、扭矩、钻时、气测值,几个参数一起考虑,综合分析,在岩屑观察初步确定大套岩性后,再参考钻井参数、及气测数据进行岩性归位,参照区域地质和临近井的地质资料,才能较准确地描述好岩性,建好地层剖面。
我们发现使用pdc钻头钻井有时速度相当快,使岩屑录井难以跟上钻头,岩屑颗粒细小,使岩性定名困难。钻时相对岩性反应有时很不明显,砂泥岩区别不大,甚至出现砂泥岩钻时相反的现象,使利用钻时曲线划分、归位岩性及分层不再准确。因此,传统的以岩屑实物定名、钻时分层归位方法难以满足地质录井需要,必须找出更多、更直观、快捷的录井参数应用于地质录井中,快速建立地层剖面,以适应现代录井需要。
通过油气田及其它构造带的数口井的实践,发现扭矩、顶驱转速、气测值等录井参数的变化有时能直观、及时地反映地下岩层的变化,有时同时考虑钻时、钻压值,防止岩性归位的错位,这些参数的综合利用,填补了传统地质录井方法的不足,有效地提高了岩屑录井质量,对及时发现油气层、卡准取芯层位起到了重要作用。
一、参考钻压参数
在岩屑描述时,我们发现钻压有时是一个不可忽视的钻井参数,有时由于司钻人为因素,或工程上造斜、纠斜的要求,人为增加或减少钻压,造成钻时相对于地层而异常,造成传统地层按钻时归位而发生错位,有时钻时没有大的变化,但钻压却有很大的变化,而有新岩屑出现时,可以参考钻压参数。如表1所示,岩屑样中出现了粉砂岩,1979米,1980米钻时基本无大的变化,钻压降低了很多,岩性反映为粉砂岩,所以参照钻压的变化也能帮助岩性归位。有时钻压大小与岩性也能成很好的对应关系(见表1)。
二、扭矩的作用
实践中发现,使用pdc钻头时,扭矩曲线形态与岩性有着密切的关系。牙轮钻头扭距曲线较平直,一般泥岩扭矩值低,砂岩扭矩值高,只是钻头使用后期出现高频高幅的振荡曲线。
而pdc钻头则不同,一开始钻遇砂岩时就出现高频高幅的振荡曲线,并且曲线的震荡频率与幅度与岩性有密切的关系。泥岩表现为曲线平直或小幅度、低频率震荡,砂岩表现为高幅的振荡曲线,并且随着岩性的由细变粗,其扭矩曲线的震荡频率和幅度也有增大的趋势。另外,pdc钻头使用后期,一般扭矩值升高,但曲线震荡频率和幅度减小。展现了扭矩与岩性的关系,钻遇泥岩时,扭矩值小,振幅小;钻遇砂岩时扭矩值大,振幅大。
三、顶驱转速的应用
虽然司钻给定的是额定顶驱转速,但表现在顶驱转速传感器上的瞬时转速却千变万化。顶驱转速曲线振幅频率与扭矩曲线振幅频率变化有着一定的一致性,因此与扭矩一样,顶驱转速变化也反映了岩性变化。
与扭矩曲线不同的是,顶驱转速曲线是围绕较固定值左右对称震荡,钻遇砂岩时震荡幅度变大,遇泥岩时震荡幅度变小。扭矩曲线的震荡轴是弯曲的,其轴值随岩性的变化而变化,顶驱转速震荡轴是一条垂直线。(见图1)
四、气测曲线的应用
气测录井是利用色谱仪直接测量地层含气性的录井方法。地层含气性与区域生储盖组合特征有关,表现在具体层段,岩性含气性与岩石生、盖、储、孔、渗性有关,不同岩性具有不同的孔、渗性,因此气测值的变化在一定程度上反映了岩性的变化,地层含气性越丰富,气测值随岩性变化越明显。东海地区地层多属正常压力层系,气测仪所测的气含量多为岩屑的破碎气体含量。pdc钻头产生的岩屑颗粒细小,有利于气体的充分扩散和释放,有利于气测录井。东海下第三系龙井组下段、花港组、平湖组,为区域含油气层段,地层含气性好,气测值变化较好地反映了岩性的变化,为岩屑录井提供了良好的参考依据。在钻穿泥岩层段,进入砂岩层段时,其气体全量值明显升高,钻进泥岩层段时,其全量值明显降低。
五、显微镜的应用
有时借助显微镜有利于岩性的描述。采用pdc钻头钻井时,岩屑样及细,有时用肉眼较难看出岩样的变化率及其成分与结构构造,有时虽然都是砂岩,其钻井参数有着相当大的变化,其原因是砂岩颗粒的胶结物及其胶结类型的不同,有些砂岩其钻时、钻压都较大,其钻井参数又无明显的指示,此时就得利用显微镜,观察新出现的岩屑性质及其胶结物和分析胶结类型。一般情况下,灰质、硅质胶结的岩性,性很硬,可钻性差,泥质胶结的,可钻性好。基底式胶结、镶嵌式胶结的可钻性差,而空隙式胶结、接触式胶结的可钻性较好。具体描述时,在结合钻井参数的基础上,再利用显微镜观察分析,才能准确的确定地层的岩性及其颜色、成分、分选、磨圆、形状、含有物,以及油气的含油饱和性,荧光显示色等。