泡沫鉆井下錄井資料的獲取

摘 要：泡沫鉆井具有提高鉆井速度，降低井漏風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，在渝東南上部地層鉆進(jìn)中被普遍采用。但其相對(duì)封閉的高壓循環(huán)系統(tǒng)給錄井資料的獲取帶來了很大的挑戰(zhàn)，錄井現(xiàn)場(chǎng)通過改進(jìn)采集裝置，完善錄井技術(shù)理論，保證了錄井資料的獲取率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：泡沫鉆井；錄井；改進(jìn)

1 泡沫鉆井

泡沫鉆井是指鉆井時(shí)將大量的空氣分散在少量含起泡劑（表面活性劑）的液體中作為循環(huán)介質(zhì)的工藝。泡沫鉆井工藝技術(shù)流程：是以泡沫基液為工作對(duì)象，用空壓機(jī)對(duì)空氣先進(jìn)行初級(jí)加壓，然后經(jīng)過增壓機(jī)增壓后的氣體再與霧化泵泵出泡沫基液混合，經(jīng)立管三通進(jìn)入鉆具，泡沫通過鉆頭時(shí)對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻，再通過井口的旋轉(zhuǎn)頭（旋轉(zhuǎn)密封），泡沫和鉆屑進(jìn)入排砂管線，最后到巖屑池，完成攜帶巖屑和消除粉塵的任務(wù)，泡沫自然破泡后基液回收到上水池進(jìn)行再利用。

泡沫鉆井施工作業(yè)工藝流程圖如圖1所示：空氣→空壓機(jī)→增壓機(jī)→霧化泵（基液與氣體混合）→立管→鉆具→鉆頭→環(huán)空→井口→排砂管→巖屑池→破泡后基液→上水池。

圖1 泡沫鉆井工藝流程

渝東南的渝X井是四川盆地川東南地區(qū)彭水——德江褶皺帶桑柘坪向斜的一口重點(diǎn)探井/水平井。該地區(qū)地形構(gòu)造復(fù)雜，上部地層缺失，表層即為三疊系下統(tǒng)大冶組的灰?guī)r，裂縫、溶孔發(fā)育，并可見溶洞。中部為二疊系地層，同樣為灰?guī)r，裂縫、溶孔發(fā)育，易斜、易漏。為提高鉆井效率，降低鉆井過程中井漏風(fēng)險(xiǎn)，該井采用了泡沫鉆井工藝。

2 錄井資料獲取的挑戰(zhàn)

常規(guī)錄井獲取地質(zhì)資料的設(shè)備和技術(shù)在泡沫鉆井下受到巨大的挑戰(zhàn)：（1）氣體采集較困難，采集到的氣體被泡沫稀釋，弱化了采集的信息；（2）泡沫鉆井循環(huán)相對(duì)封閉，無法采用常規(guī)的振動(dòng)篩，實(shí)現(xiàn)分離固液相的方式采集巖屑；（3）常規(guī)鉆井條件下使用遲到時(shí)間的測(cè)定、計(jì)算方法已不適用；（4）常規(guī)錄井下油氣層判別標(biāo)準(zhǔn)在泡沫鉆井下缺乏準(zhǔn)備。

3 錄井裝置的改造和技術(shù)的改進(jìn)

針對(duì)泡沫鉆井的特殊情況，進(jìn)行錄井裝置的改造和技術(shù)改進(jìn)。

首先是裝置的改造（圖2）。在排砂管末端頂我們開鑿了3個(gè)小孔，兩個(gè)出氣口，一個(gè)燃爆檢測(cè)口，均裝上內(nèi)直徑大于1cm的管道；在旁邊內(nèi)側(cè)面開鑿了一個(gè)大口，裝上一個(gè)內(nèi)直徑6cm的管道。

圖2 排砂管線末端示意圖

設(shè)置AB兩個(gè)出氣口。A口為直插式，較難收集氣體效果，不易被細(xì)小的巖屑，B口設(shè)置了一定的傾角，易被細(xì)小的巖屑堵塞，易收集氣體。同時(shí)設(shè)計(jì)兩口，能夠更好的收集氣體，降低資料丟失的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于清除泡沫，采用的是雙桶凈化方式（圖3）。最原始的氣體先在兩個(gè)凈化桶中完成凈化后，再通過常規(guī)氣路管線進(jìn)行凈化、干燥和過濾處理。

圖3 泡沫鉆井下氣體凈化裝置示意圖

對(duì)于巖屑的收集，最開始是在內(nèi)側(cè)壁上開口，但是使用過程中該口容易堵塞，同時(shí)流出泡沫污染場(chǎng)地。因此在鄰近巖屑池，排砂管底面開了一個(gè)8cm×8cm口，巖屑因重力分異，較大的巖屑自該口流到下面鋪制的撈砂盒。因?yàn)閹r屑已經(jīng)被前口進(jìn)入的水沖洗過，撈取的巖屑再用清水過濾一遍就已經(jīng)干凈，從而節(jié)約用水了。在R口處增加了一套井下燃爆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)硫化氫，保證錄井安全。

改造原有裝置和增加新裝備，可保證獲取連續(xù)完整的錄井資料，即保障錄井資料的數(shù)量。

引入同行業(yè)對(duì)欠平衡鉆井下錄井技術(shù)，改進(jìn)錄井技術(shù)，確保錄井質(zhì)量。

第一，泡沫鉆井下遲到時(shí)間的測(cè)定是一個(gè)難點(diǎn)，因此采用理論計(jì)算遲到時(shí)間乘以校正系數(shù)。校正系數(shù)是通過特殊巖性測(cè)定遲到時(shí)間除以該米特殊巖性理論遲到時(shí)間得來的。泡沫鉆井中，該井主要是灰?guī)r，中間夾有泥巖薄層，泥巖的鉆時(shí)明顯低于灰?guī)r鉆時(shí)。經(jīng)該系數(shù)多次校正得到遲到時(shí)間保證了錄井資料的準(zhǔn)確性。

第二，因?yàn)榕菽♂寶怏w濃度，弱化了采集的信息，常規(guī)錄井油氣解釋不利于解釋。因此采用了許小瓊、劉嗥《欠平衡鉆井條件下氣體采集與解釋評(píng)價(jià)》中推薦的方法。在泡沫鉆井條件下，建立鉆時(shí)與立管壓力關(guān)系曲線，從鉆時(shí)與立管壓力關(guān)系曲線的下降幅度可判斷出縫、洞的發(fā)育程度。同時(shí)氣測(cè)值和液氣分離器排氣管線內(nèi)氣體流量明顯升高或波動(dòng)范圍較大，表明地層內(nèi)的含氣量較高。綜合判斷油氣顯示情況。

在后續(xù)的兩口泡沫鉆井中采用這一系列措施，可以順利優(yōu)質(zhì)的完成對(duì)錄井資料的獲取及油氣的判別。

4 結(jié)束語

通過改造常規(guī)錄井設(shè)備能夠適應(yīng)泡沫鉆井下錄井資料的獲取數(shù)量，增加相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備保障錄井安全，改進(jìn)錄井技術(shù)保證了錄井資料的質(zhì)量。在今后的工作中要完善想過的設(shè)備和技術(shù)，更好地適應(yīng)泡沫鉆井及欠平衡鉆井作業(yè)。

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