钻井液污染对录井工作的影响及解决方法.pdf

2 0 1 0年 4月 第 2 9卷第 2期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l f i e l d De v e l o pme n t i n Da q i n g Ap r ．， 2 01 0 V0 1 ． 2 9 No ． 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 0 1 0 ． 0 2 ． 0 0 9 钻井液污染对录井工作的影响及解决方法 张玉梅 许刚 1 ．青海油田公 司钻采工艺研究 院，甘肃 敦煌7 3 6 2 0 2 ；2 ．青海油 田公 司勘探处 ， 甘肃 敦煌7 3 6 2 0 2 摘要钻井液是钻井工程的 “ 血液” ，具有携带钻屑、保护井壁、平衡地层压力和降低钻具磨损等功能。在石油 钻探过程中，为减少井下复杂情况或有效处理工程事故，获得较快进尺 ，使用钻井液添加剂的品种及数量越来 越多。由于不合格的有机添加剂对底层岩屑的污染 ，给识别真假油气显示造成了一定的难度。对钻井液加入有 机添加剂后给综合录井带来的影响进行了探讨，深入分析了综合录井数据和解释评价方法，为钻井液混油或加 入有机添加剂钻井条件下录井识别真假油气显示、鉴别真假岩性和更好地识别解释评价油气储集层提供了科学 依据。 关键词钻井液；有机添加剂；综合录井 ；油气显示；真假岩性 ；储集层 中图分类号T E 2 5 4 ． 4 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 - 3 7 5 4 2 0 1 0 0 2 - 0 0 4 4 -05 THE I NFLUENCE OF DRI LLI NG FLUI D CoNTAM I NATI oN oN LoGGI NG AND CoUNTERM EAS URES ZHANG Yu me i ， XU Ga n g 1 ． D r i l l i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e ，Q i n g h a i O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ， P e t r o C h i n a ， Du n h u a n g 7 3 6 2 0 2 ， C h i n a ；2 ． E x p l o r a t i o n A g e n c y o f Q i n g h a i O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ，D u n h u a n g 7 3 6 2 0 2 ， C h i n a Abs t r a c t Dril l i n g flu i d， k n o wn a s t h e “b l o o d” i n d r i l l i n g e n g i n e e r i n g，h a s t h e f un c t i o n s t o c a r r y c ut t i n g s 。pr o t e c t i o n wa l l ，b a l a n c e f o r ma t i o n pr e s s u r e a n d r e d u c e d r i l l i n g t o o l we a r ．I n t he p e t r o l e u m d r i l l i n g p r o c e s s ，t h e v a r i e - t i e s a n d q u a n t i t i e s o f d r i l l i n g flu i d a d d i t i v e s a r e i nc r e a s e d，S O a s t o r e d u c e d o wn h o l e c o mp l e x c o n d i t i o n s o r d e a l e f - f e c t i v e l y wi t h e n g i n e e r i n g a c c i de n t s ．Th e c o n t a mi na t i o n o f o r g a n i c a d d i t i v e s o n d e b r i s a t t h e b o t t o m o f r e s e r v o i r h a s c a u s e d a c e r t a i n d i f fi c u l t y t o i d e n t i f y o i l a n d g a s s h o w s ．I n t h i s p a p e r ，t h e i mp a c t o f o r g a n i c a d d i t i v e s i n d r i l l i n g flu i d o n t h e c o mp r e h e n s i v e l o g g i n g i s di s c u s s e d．Be s i d e s ，t h e a n a l y s i s o f c o mp r e h e ns i v e l o g g i n g d a t a a n d t h e s t u d y o n i n t e r p r e t a t i o n a n d e v a l u a t i o n me t h o d s a r e c o n d u c t e d ．Th e s t u d y r e s u l t s p r o v i d e a s c i e n t i fic b a s i s f o r t he r e c o g n i - t i o n o f o i l a n d g a s s h o w i n l o g g i n g wo r k u n d e r t h e c o n d i t i o n s o f t h e mi x i n g o f c r u d e o i l o r o r g a n i c a d d i t i v e s i n d r i l l - i n g flu i d，a nd f o r t h e i d e n t i f i c a t i o n o f l i t h o l o g y a nd t h e i n t e rpr e t a t i o n a n d e v a l u a t i o n o f h y d r o c a r b o n r e s e rvo i r ． Ke y wo r ds d ril l i n g flu i d； o r g a n i c a d d i t i v e； c o mp r e h e n s i v e l o g g i n g； o i l a n d g a s s h o w ； t rue ／f a l s e l i t h o l o gy ； r e s e r v o i r 钻井液是钻 井工程 的 “ 血液 ” ，具有 携带钻 屑、保护井壁 、平衡地层压力和降低钻具磨损等功 收稿 日期 2 0 0 9 -0 9 ． 2 0 作者简介张玉梅，女，1 9 6 2年生，工程师，从事钻井工程设计和科研技术服务工作。 E ma i l y m0 1 5 q q ． c o rn 第2 9卷第 2期 张玉梅等钻井液污染对录井工作的影响及解决方法 4 5 能 。对地质 录井 而言 ，由于其特殊 的结构 、成 分 、流变性等特征 ，对油气显示 的发现会产生重要 的影响。在石油钻探过程中，为减少井下复杂情况 或有效处理工程事故 ，获得较快进尺 ，使用钻井液 添加剂 的品种及数量越来越多。但是 由于加入大量 荧光值超标 的材料对岩屑造成了污染 ，出现真假异 常显示 ，其产生的异常假象很可能掩盖真正的油气 显示 ，进而造成异常解释失真 ，给录井人员正确评 价生储油岩 ，带来很大困难 。因此在常规井地质录 井设计中都严格禁止使用荧光值超标 的钻井液 ，避 免钻井液 中由于荧光含量过高引起岩屑污染 。但是 随着大位移井 ，定 向井技术 的大量应用钻井过程 中 为降低井下钻具摩阻 ，提高润滑性等原因 ，在钻井 液中加入各种有机添D I] N或混油钻进为提高钻井液 某种特定性能或保护油气层等多种原 因，通常会在 钻井液中加入各种添加剂 如 磺化 沥青 、乳 化 剂 、消泡剂 、F T 一 1 等 ，为处理钻井事故会加入原 油 、柴油 ，如红山 1井遇卡泡油等，为某种特定的 目的 ，会采用混油钻井液或油基钻井液钻进等 。因 此 ，钻井中加入各种有机添加剂 ，混油实际上 已不 可避免 ，这样使取全 、取准资料与钻井安全矛盾 ， 那么 ，如何解决 由于钻井液“ 污染 ” 给录井带来 的困难是 当前有待解决的主要问题 。根据青海油 田 咸水泉构造 X X 1 井 的钻井液污染问题 ，结合理论 知识对类似问题进行简要分析 ，并结合实际找 出有 效的解决方法，最大限度地解决钻井与录井 间的矛 盾 l钻 井液 加入 有 机 添 加 剂对 录 井资 料 的影响 由于各种有机添加剂及原油 、柴油的成分绝大 部分是由不饱和烃组成 的有机高分子化合物 ，在荧 光检测仪器下 ，会使岩屑荧光录井出现假异常 ，因 此对地质录井资料产生影响。而其有机高分子化合 物在高温高压的条件下会发生裂解 ，产生轻烃。气 测录井所测气样包括 c 一c 或 c 以上呈蒸汽状态 赋存于气样中的烃组分 ，因 Is D u 人有机添D 1] iJ 势必对气测录井造成不同程度的影响 ，地化录井是 通过热解方式分析储集层的有机质 ，因此加入有机 添加剂也会影响地化录井 的分析结果 ，根据现场录 井实践及实验分析证实 ，加入有机添, h i] 7 J 给钻井液 带来的 “ 污染”对 录井 的主要影响有 以下 3个方 面 1 ． 1对常规录井的影响 1 钻井液 污染后 ，在 荧光灯下试照都 有显 示。滴照后 ，系列对 比级别明显升高 ，影响岩屑含 油气产状 的确定 与判定 。当岩屑在荧光下发光时 ， 由于钻井液的影响，难 以识别 。将会导致油砂含量 偏高 ，从而影响对储集层流体性质的准确判断。 2 假荧光显示 的存 在 ，当较 少含量 的油砂 出现时有可能被掩盖。这样就不能及时发现显示 ， 停钻取心 。这种情况尤 其在使用 P D C钻 头时更 容 易 出现 。 3 加大 了岩屑 的混杂程度 ，增加 了岩 屑描 述的难度 ，从而造成所捞取岩屑的代表性较差 。 1 ． 2对 气 测 录井 的影 响 1 全烃值 升高明显 ，形成 异常。异常值 远 远大于背景值 ，从而造成储集层显示被掩盖 ，使气 测 录井的油气异常检测功能大大消弱。由于钻井液 的污染导致 的钻井 液 中残 留的大量气 泡对观察槽 面，判断地层含油气显示情况造成很大的影响。 2 气测对油气层解释主要依据 c 。 一c 的分 析值。有机 添加剂的混入使 得其全烃值 失去真实 性 ，从而也给气测解释带来误区。无法真实的解释 出是否是油气层 的影响，影响现场油气层快速评价 解 释效 果 。 3 在发现异 常做 “ 后 效”处理 时，钻井起 下钻 ，这时由于钻井液长时问静止在井内，受污染 的钻井液所分离 出的烃类气体 或气泡 不断聚 集 ，在开泵循环时被仪器检测出，从而造成真假混 淆和误判 ，影响后效测定工作 。 4 使用污染 的钻井液 时，由于全烃 色谱仪 反吹峰高幅度 ，长时间出现 ，结果将干扰正常的分 析周期 ，若遇到快钻时 ，色谱仪不能及时取得快钻 时层 的准确分析值 ，从而失去判断依据 。而分析系 统由于大分子量重烃较易被气路管线和色谱柱戒指 吸附，将被污染 ，会影响数据的准确采集和色谱分 析 ，并导致气测异常基线偏移 。 1 ． 3对地化录井影响 给地化工作人员加大了不必要的检测任务 ，不 断对钻井液进行测试 ，影响仪器分析的灵敏度。 2钻 井液 加 入有 机 添 加 剂 的 实验 结果 及分析 2 ． 1实 验结 果 1 采用紫外荧 光分析仪对储集层油 砂及钻 4 6 大庆石油地质与开发 2 0 1 0 ‘ 年 井液中加入各种添加 剂的岩屑分析 ， 荧光实验 分析结果见表 1 。 表 1 紫外荧光仪对钻井液及 添加剂判 断特征 Ta b l e 1 Ch a r a c t e r i s t i c s o f d r i l l i n g flu i d a n d a d d i t i v e s d e t e r mi n e d b y UV- fl u o r e s c e n c e a n a l y z e r 2 钻井液添加剂多数为高分子有机化合物， 在钻井液内性能较稳定 ，不易挥发和分解 。在气测 录井上表现为全烃基值均不变或略有升高 。当钻井 液中挥发和分解的烃类高于地层中烃类 时，就影响 分析参数 ，而掩盖地层 中真实烃类 的显示 。如 混 油钻井液 ，由于其成分多数为轻质 的柴油易挥发检 测较容易 ，常常掩盖了真实的油气显示 ，在气测 录 井上反映为全烃基值上升和组份大幅度升高，给油 气层识别带来了较大困难。在应用 中记 录加人成品 油的井段和数量 ，与气测 异常段对 比 表 2 ；混 油往往造成异常高值 ，并且基值出现较大漂移 表 表 2 狮北 1井混原 油前后数据对照 Ta b l e 2 Co m p a r i s o n o f d a t a f o r W e U S h i b e i - 1 b e f o r e a n d a f t e r t h e mi x i n g o f c r u d e o i l 2 ． 2实验 结果分 析 1 加入钻井液有机添加剂给岩屑荧光 录井造 3 ，较地层 中油气显示持续时间长。 成失真。荧光级别升高 ，影响荧光滴照真实性 ；影 表 3 狮北 1井地化录井分析结果 五峰仪 T a b l e 3 An a l y s i s r e s u l t s o f g e o c h e mi c a l l o g g i n g for We l l S h i b e i - 1 Wu f e n g i n s t r u me n t 响岩屑浸泡系列对 比定级的准确率。 2 通过在现场 观察 结合 1井 的录井实 践 ，发现在没有加入钻井液添加剂时 ，气测色谱资 料各组分的含量是符合色谱的正常分布特征的，即 C C 。 C ，C 。钻井液加入有机 添加剂后 ，组 分含量则不符合色谱 的正常分布特征。出现 C 第 2 9卷第 2期 张玉梅等 钻井 液污染对录井工作 的影 响及 解决方法 4 7 C ，C C 的现象 。因为加 入钻井 液添 加剂后 ， 加入井筒前充分搅拌循环均匀后 ，轻质组分基本 已 经挥发完 ，但重质组分挥发较少 ，以致 出现 C C ；在色谱 分析上表示 为从低值一高值一最高值一 高值一 低 值。假气测异常的特征不是由储集层含油气所引起 而是钻井液受到污染后等外部因素引起的，主要有 4个特征 ，异常井段与地层对应性不好 ，岩屑录井 上可能为渗透层岩性也可能为非渗透层岩性 ，同时 与钻时曲线无对应关系；全烃与反吹峰呈现高值而 组分却可能无异常情况 ；烃组分相对百分含量 ，重 烃远高于轻烃 ，且组分特征不符合地层化学分布规 律，即可能出现 C 2C 1 ／ C ；在钻 井 液加入有机处理剂后 ，全烃显示 ，反吹峰都成倍增 加 ，添加结束后 ，其上述显示随钻井液循环时间的 增加而趋减，循环均匀后 ，全烃会 出现一个相对稳 定 ，较为平滑的显示值 ，组分也会 出现相应 的值 ， 经过钻井液循环一段时间后 ，全烃及组分值逐渐趋 于平稳低值 ，但反吹峰仍高居不下。 3 ． 4 ． 2录 井方法 依据真假气测异常特点，利用全烃 曲线结合组 分显示 情 况 区分 油气 的真 假 显示 ，识别 气 测异 常l 1 0 , 1 1 ] ；气测录井 采用 防吸附管线，组分采用人 工分析 ，强制反吹，增加反吹时间，防止管线及色 谱柱被污染 ；在钻井液加入有机添加剂应该做到 4 点 尽量避免在钻入 目的层后加入有机添加剂 ；钻 井液加入有机添加剂时应将其先在地面专用大罐中 搅拌均匀后缓慢加入井筒 中；一次加入量应尽可能 少 ；井液加入有机添加剂后荧光级别升高 ，全烃含 量升高 ，应循环至全烃 出现一个平稳 的基值才开始 1 现场及录井实践表 明，钻井 液加入有机 添加剂对录井的影响是客观存在的。通过分析钻井 液添加剂特征结合取样油气特征可识别真假油气显 示并准确地评价油气层。 2 不 同录井方法受钻井液污染 的影响是不 同的，识别真假 油气显示应 充分结合各种录井方 法，综合判断。根据添加剂的指纹热解谱图，利用 热解气相色谱分析技术 ，可快速准确鉴别真假油气 显示 ，判别样品有无污染 ，对随钻录井具有重要意 义 参考文献 [ 1 ]中国石油天然气总公司劳资局 ． 钻井泥浆工 [ M]． 北京 石 油大学出版社 ，1 9 9 3 ． [ 2 ]刘树坤 ．推荐一种新 的荧光录井试剂 [ J ]．录井技术 ，1 9 9 7 ， 1 0 1 1 - 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