阿拉伊盆地SA1井PDC钻头条件下岩屑剖面建立实践.docx

1、2008年第10期内蒙古石油化工,133III阿拉伊盆地SA1井PDC钻头条件下岩屑剖面建立实践（中石化国际石油勘探开发有限公司，北京100083）摘要：本文对阿拉伊盆地SA1井PDC钻头条件下岩屑剖面建立过程进行了总结及探讨。在做好岩屑剖面建立“前导性工作前提下，针对阿拉伊盆地不同类型的岩性组合，在SA1井钻探过程中通过综合分析识别岩性，参考特征参数建立起了满足勘探需要的岩屑剖面。关键词:SA1井；PDC钻头条件凑屑剖面j建立收稿日期008_02_15作者简介:边国兴（1973），工程师，1997年毕业于长春科技大学石油与天然气地质专业，毕业后长期在胜利油田地质录井公司从事现场录升和生产管理

2、工作。1前宫阿拉伊盆地位于吉尔吉斯坦南部奥什州，构造上处于特提斯构造带北缘，为一近东西展布的长条形山间盆地,面积约6000km2o盆地勘探程度较低,只有原苏联部署实施的1口探井，施工周期长达3年，最终由于工程事故而报废，未建立起系统的地层岩性剖面。2007年中石化投资在盆地内部署实施了区域探井SA1井。SA1井主要勘探目的层为古近系及中生界地层。为实现勘探效益的最大化，自新近系下部（2800m后）开始使用PDC钻头。SA1井作为国外区域探井，其实时岩屑剖面建立的准确性、真实性，对整个盆地及时评价有着重要意义。PDC钻头的使用，邻井实钻资料的缺失，为准确建立岩屑剖面增加了难度。通过SA1井岩屑剖

3、面建立的实践，力求为今后在该盆地继续开展钻探工作，建立正确的岩屑剖面提供一定的借鉴参考。2做好实时岩屑剖面建立前的“前导性工作”“前导性工作”指在SA1井钻探实施前加强区域资料收集，对钻探过程中将钻遇的地层剖面做出正确预测,强化钻井设备、泥浆技术保障，提高PDC钻头条件下返出岩屑的质量。2.1开展野外踏勘，从宏观上了解盆地区域地层剖面组合SA1井主要目的层钻探前，组织实施了野外踏勘。确定了盆地SA1井目的层段主要存在三种类型剖面，碎屑岩组成的砂泥岩剖面、碳酸盐岩剖面、膏泥岩与碳酸盐岩互层剖面。岩性主要为泥质岩、砂质岩、碳酸盐岩及膏泥岩。野外踏勘获取的资料受盆地周边地层出露程度制约具有一定的局限

4、性，但对区域上SA1井将钻遇主要目的层段的岩性组合有一个宏观了解。对在PDC钻头条件下，实钻过程中综合判断岩性识别定名的合理性有着重要的参考作用。2.2保证PDC钻头条件下返出岩屑的质*岩屑作为岩性识别、剖面建立的“物质源”，为保证它的真实性及代表性，配备70D型钻机及两台新的F1600钻井液泵。钻进过程中，采用大排量钻井液钻进，避免经常中途停泵、变换工作参数。设备运行状态良好，保证施工连续性，减少岩屑二次破碎的影响;加强钻井液技术人员的技术支撑力度，配备了一名具备长期现场及科研经验的技术人员从事泥浆技术服务。在PDC钻头使用井段，钻井液性能具备较大切力、较小粘度及较强携带细小粒状岩屑的能力;

5、通过以上措施，将PDC钻头条件下岩屑样品在井筒中上返及井口录取前所受的客观影响降至最低，保证了所获取的岩屑样品质量。3做好基础性工作，综合分析、判断，实现岩屑正确识别与定名、根据野外踏勘盆地周边出露的三类岩性剖面组合情况，通过对岩屑的颜色、粒级、硬度、手感及荧光灯下颜色的差异，实现了对新岩屑的选样、区分，借134134内蒙古石油化工2008年第10期助光学显微镜、碳酸盐岩分析仪及化学指示剂等必要的岩性识别工具,对岩性做出最终定名。具体剖面岩屑识别如下：3.1砂泥岩剖面SA1井砂泥岩剖面占（2800m以下）目的层剖面的80%,岩性组合主要为泥岩与砂岩、泥质砂岩不等厚互层。这类剖面岩性在PDC钻头

6、条件下仅少部分在钻时曲线上表现出明显差异，岩屑粒级及形状差异大，容易区分。大部分剖面钻时差异不明显（如图1中29753025m井段），且岩屑破碎程度较高，砂质岩含泥质或泥质含量较高，形状与泥质岩差异较小。SA1井中砂岩泥岩剖面上返的岩屑颜色整体表现为灰色、灰褐色及棕褐色等各种颜色混杂。在岩屑岩性识别过程中除对大段具明显差异的主体颜色样品进行挑分外，对新的湿岩屑中一些相对颜色较浅的灰色、浅灰色等存在细微颜色差异的岩屑特别关注，仔细进行选样。将样品放在手指间进行捻磨，砂质岩与纯泥质岩相比具有的明显的粒度感，砂质岩中随泥质含量的增加，粒度感相对减弱。普通荧光灯下，砂岩中部分细小的石英颗粒较亮，可以将

7、其从细小的背景泥质岩颗粒岩屑中区分出来。砂泥岩剖面中的砂泥岩样品，具有颜色、硬度及手感差异，借助荧光灯下及高倍显微镜对其岩屑岩图1SA1井岩屑剖面（三类岩性剖面组合）3.2碳酸盐岩剖面SA1井中碳酸盐岩剖面占目的层段的10%。岩性主要为灰岩、泥灰岩与泥岩、灰质泥岩。碳酸盐岩岩屑由于成岩作用较差，在PDC钻头强烈的剪切作用下，其岩屑具有一定的“假层理”成片状特征，棱角不分明，较软，与常规致密、坚硬，棱角分明的碳酸盐岩岩屑有着较大的区别，与泥质岩岩屑特征相似。本段碳酸盐岩组合岩性中，灰岩段中无砂质岩夹层。岩屑识别过程中除注重岩屑颜色、粒级形状、手感、镜下等特征的区分鉴别外，主要借助盐酸试剂、碳酸盐

8、岩分析仪对其进行分析鉴别。图1剖面中34923540m井段，34923499m井段岩屑样品分析碳酸钙含量52%54%,碳酸镁含量7.8%8.2%,具一定量的泥质残留物.35183540m样品分析结果碳酸钙含量75%89.8%,碳酸镁含量0%1-6%：34993518m泥岩样品的碳酸钙及碳酸镁含量极低。结合测井曲线（图1）可以看出，建立起的碳酸盐岩剖面与测井曲线有着很好的对应关系。在SA1井中，碳酸盐岩分析仪对与泥质岩岩屑特征相似的碳酸盐岩的岩性鉴别区分过程中有着很强的实用性。3.3碳酸盐岩与骨盐互层剖面碳酸盐岩与膏盐互层剖面占目的层段的10%,岩性主要为碳酸盐岩与膏质盐互层。膏质岩由于在地层条

9、件下具有一定的塑性，硬度较低，本井在PDC钻头剪切作用下，“假层理”特别明显，表现在PDC牙齿与岩石剪切接触面形成一面均匀的“层理”假象，另一面呈块状断口。碳酸盐岩硬度较软,断口不明显，具泥质岩岩屑特征，但其硬度明显大于膏质岩类。图1中37253785m剖面中碳酸盐岩与膏质岩互层剖面的的识别主要是根据其岩屑“假层理”特征及硬度的差异，借助碳酸盐岩分析仪及氯化颈溶液来实现的。其中碳酸盐岩岩屑样品分析:碳酸钙含量在7085%之间，碳酸镁含量在424.5%之间。膏质岩与盐酸反应不起泡，但反应后的残余酸与氯化锁反应可生成乳白色硫酸锁沉淀。借助碳酸盐岩分析仪、化学指示剂建立起来的碳酸盐岩与膏盐互层剖面中

10、，碳酸盐岩在测井曲线上与膏岩相比表现为相对低阻。SA1井钻探过程中三类剖面组合，根据它们岩屑样品在颜色、硬度、断口及在碳酸盐岩分析仪等鉴定特征，通过综合分析正确识别出了岩屑的岩性，与测井曲线特征具有较高的符合程度，实现了岩屑岩性的正确区分定名。4综合利用特征参数,实现岩性深度界线划分与归位2008年第10期边国兴阿拉伊盆地SA1井PDC钻头条件下岩屑剖面建立实践135物为准。图2SA1井录井剖面(35833622m)SA1井时实录井图及录井剖面(3210-3225m)SA1井中PDC钻头条件下岩性界线确定、深度归位主要是结合具体岩性，综合利用各种特征参数来实现。4.1参考钻时SA1井中对于沉积

11、压实作用中等一较好的地层，钻时上表现出较明显区别。钻时突变的界线常常也是地层岩性剖面的分界线，具体的归位以岩屑实图3SA1井剖面(图3)所示：钻时曲线在分层界线处无明显差别，但实时录井图上1、2、3、4段曲线扭矩特征变化明显。结合实物岩性，分别对1、2、3、4井段岩性参考实时录井图中的扭矩曲线变化特征实现了对岩屑剖面的正确归位、划分。SA1井PDC钻头条件下实时岩性深度界线的划分、归位主要以岩屑实物为基础，参考不同情况、不同条件下各种特征参数的变化深度界线、特征井段来具体实现。5结束语阿拉伊盆地SA1井在目的层段采用PDC钻头进行钻探情况下，通过做好“前导性工作,采用岩屑综合分析定名及特征参数

12、进行界线分层等方法建立SA1井中剖面图4所示钻时曲线在3588m、3592m、3601m、3619m处存在着明显的钻时界线。结合实际识别的岩性，将泥岩、灰质泥岩的界线划分归位在钻时界线处。在这种钻时特征差异明显的情况下，参考钻时曲线特征进行岩屑剖面界线划分归位的方法具有很强的实用性。4.2依据实物岩屑，参考综合录井参数对于成岩性及沉积压实作用较差、钻时差异不明显的地层主要依据实物岩性，根据新岩屑出现的深度、数量，颜色等差异，参考综合录井仪录取的各种与地层相关信息的特征参数进行深度及厚度的确定归位。依据实际情况，气测显示背景值的变化、扭矩、温度、电导、DC指数、SIGM指数等应用较成熟的综合录井参数的特征变化都可以作为岩性分层归位的重要参考。起了SA1井实时岩屑剖面。经相应的完井资料证实，剖面符合程度完全可以满足勘探决策应用的需要。SA1井实时岩屑剖面的