钻遇特殊地层段的综合录井识别与判断

钻遇特殊地层段的综合录井识别与判断

董云飞

中石化经纬有限公司华北测控公司 陕西 榆林 719000

摘要：在油气勘探中特殊地层指的是对钻井施工作业安全及含油气显示有重要影响的地层。综合地质录井就好比是作业者的“眼睛”，通过对钻井液录井、钻时录井、气测录井、通过对钻井液录井、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、钻头类型、泵排量等）变化的连续监测，做好钻遇特殊地层时的正确判断，对于钻井作业施工及后续油气评价具有重要的现实意义。

关键词：特殊地层段；综合录井；录井识别

1特殊层段录井评价的特殊性

  鄂尔多斯盆地油气勘探具有相当的复杂性，特别是在一些特殊地层的钻进过程中其钻井施工及录井等相关作业更具特殊性，主要表现为：投入费用大，建设周期长；施工作业的特殊环境条件，鄂尔多斯盆地油气区构造复杂，不确定因素多，即使是已经发现的地质异常情况，在钻井施工作业过程中，由于种种客观的或主观的因素，仍很难完全达到安全施工。所以必须依靠综合地质录井来随钻监测和判断所正在钻遇的地层。

2特殊层段地质录井监测与判断

2.1钻遇异常高压地层

异常高压地层指的是地层压力梯度GP>0.0098Mp/m的地层；凡地层压力梯度GP>0.018Mp/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。

如果有临井资料，还可根据临井压力录井、测试资料及测井电阻率降低、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，提示各路工程技术人员加强地质预报，提示各路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；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。

 另外，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；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指数将向着减小的方向偏离正常压实趋势线。

（6）其它钻井参数的变化：

①转盘扭矩突然增大；②钻具放空；③ 钻进中的蹩跳 ；④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。

基于以上监测，要及时进行综合分析，做好监测、判断和预测，是否钻遇高异常压力地层过渡带以及判断和预测，是否钻遇高异常压力地层过渡带以及其层位、类型和流体性质等， 对于及时调整钻井液的比重和性能，维持平衡钻进，控制井身质量有重要意义。并且要及时通知钻井总监（监督），采取停钻循环钻井液等工程措施，防止钻井液严重气侵，发生井喷。

2.2 钻遇断层时的监测与判断

断裂的发育可能使地下生成的油气溢损，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（钻井工艺相同时）。

（2）岩屑录井

 在钻至断层之前，通过与临井地层剖面对比，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。

2.3钻遇不整合面

不整合面是已沉积地层或古地层暴露大气，发生侵蚀作用，再接受沉积后，有明显的沉积间断。不整合面由于残留风化壳，孔喉发育，具有好的渗透性，是有利的油气运移和聚集场所。

随钻分析监测和判断的依据主要有以下几个方面：

（1）岩屑录井

 矿物组合发生突变，一般发现古土壤、风化的燧石以及石英、铝土矿、黄铁矿、海绿石、 锰结核等矿物质富集，胶结物、古生物化石也发生剧变。

 若是油气运移的通道，则常见有残余沥青。由碳酸盐岩组成的潜山，因溶蚀作用，在不整合面之下不同深度形成岩溶带，在岩屑录井中常见钙质及渗流豆粒。

（2）气测录井

若不整合或古潜山风化壳是油气聚集的场所，则在钻遇时气测值将明显增大，一般为高产油气层。

2.4对钻遇孔（洞）、裂缝发育地层

对于孔（洞）、裂缝发育的盐层、碎屑岩，以及气孔构造、裂缝发育的火成岩地层，主要利用以下钻井资料监测与判断：

（1）钻井显示：在钻井工艺条件相同时，钻时突然降低，甚至钻具突然放空。并伴随有井漏、气侵、井涌、井喷的征兆。

（2）岩屑录井：返出岩屑中可见方解石、石英及其它次生矿物晶体或火成岩碎屑，有时还可能发现次生矿物晶形完好的晶粒。

（3）气测录井：孔（洞）、裂缝发育的地层，若富集油气，气测值会突然增大，一般为高产油气层。

（4）钻井液录井：孔（洞）、裂缝发育的地层，易发生孔洞性或裂缝性井漏。

3结束语

总结了钻井生产现场随钻地质分析过程中，经常钻遇的几种对生产安全有影响的特殊地层时的地质录井监测与判断的依据和方法，籍以对判断钻遇的地层类型 和对现场施工作业安全有一定的帮助。但要提及一点的是，对以上所述的“特殊地层”在气测录井监测与判断时，应当充分考虑钻井液密度对气测录井的影响 。

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