钻井液脱气效率现场试验研究.pdf

第 3 3 卷第 2 期 2 0 1 2 年4 月 新疆石油地质 XI N J I ANG P E T ROL E UM G EOL OGY Vo 1 ． 33． NO． 2 Apr ． 201 2 钻井液脱气效率现场试验研究 杨明清 中国石化 石油工程技术研究 院 ， 北京 1 0 0 1 0 1 摘要 钻井液脱气效率是影响气测录井准确性的一项重要参数， 对发现、 解释、 评价油气层具有重要意义。由于过 去多是定性的解释评价， 脱气效率的数值很少有人进行现场测量。为了准确获取该参数， 并探讨其影响因素和规律， 从不同思路、 不同原理设计了2种测量脱气效率的试验方案， 即全脱值一 气测值法和全脱值一 全脱值法， 选取了5口钻 井液性能差别不大的井 ， 采用2种方法分别进行试验 ， 得 出了不 同烃组分 的脱气效率值。对其试验 结果进行 对比分 析表明， 对于同一烃组分， 不同井别、 不同方法所测得的钻井液脱气效率值基本相同； 随着烃类气体碳原子数的增加， 脱气效率逐渐降低。在录井工程中， 可利用该值对气测值进行实时校正， 提高录井资料的准确性， 为后期的解释评价 奠定基础 。 关键词 钻井液 ； 烃组分 ； 脱气效率 ； 试验 ； 分析 文章编号 1 0 0 1 3 8 7 3 2 0 1 2 0 2 0 2 3 0 0 3 中图分类号 T E 2 5 4 ． 1 文献标识码 A 在综合录井中， 可在线测量钻井液内烃类气体的 含量 ， 将该参数进行钻头直径 、 钻速 、 钻井液排量 、 色 谱仪样气泵排量 、 脱气器脱气量 、 脱气效率等校正 ， 即 可计算 出在地面条件下单位 时间从钻井液中释放 出 的气体体积与单位时间破碎的岩石体积之比， 即储集 层 中的地面含气量 ， 将地面含气量进行压力 、 温度 、 气 体压缩系数等校正， 可得到地层条件下每立方米岩石 含烃类气体的体积 ， 即地层含气量n 。地层含气量对 于油气层的发现 、 解释 、 评价 ， 估算储量 ， 计算油层产 能 ， 具有重要 的意义。脱气器脱气时 ， 并不能将钻井 液 内的气体全部脱 出， 很大一部分残留在钻井液内， 脱出的气体量 占钻井液内总气体含量 的比值 ， 称之为 “ 脱气效率” ， 在上述计算过程 中， 除脱气效率外 ， 其 他参数可通过理论计算 、 查 阅专用 图版 、 综合录井仪 实时采集等方式获取 ， 而脱气效率参数 ， 由于操作繁 琐 ， 很少有人对其进行系统的测量 。 l 试验设备 试验设备主要有烃类气体检测仪器 、 电动马达脱 气器 、 热真空定量全脱分析仪 、 钻井液性能测理仪器 等。 1 色谱仪本试 验采用 B a k e r Hu g h e s 生产 的 A d v a n t a g e 综合录井仪 ， 该录井仪配有 A g i l e n t 6 8 9 0 G C 色谱仪 ， 该色谱仪具备国际领先水平 ， 具有分析周期 短 、 精度高等优点 ， 完全能够满足试验需要。 2 脱气器录井现场常用的脱气器一般有浮子 式脱气器 、 气动马达脱气器 、 电动马达脱气器 、 热真空 定量全脱分析仪 ～ I 。其中浮子式脱气器 、 气动马达脱 气器现场应用较少 ； 电动脱气器应用最多 ， 故试验采 用最常用的电动脱气器 ； 热真空定量全脱分析仪是 目 前脱气效率最高的脱气器 ， 脱气效率在 9 8 ％以上 ， 本 试验近似认为脱 出了钻井液内所有 的气体 ， 脱气效率 为 1 0 0 ％， 由于其很难实现在线测量 ， 所 以一般只用于 试验室。本试验采用上海神开科技有限公 司生产的 S K 一 7 R 0 2 型热真空定量全脱分析仪。 3 钻井液性能测量仪器 包括钻井液密度测量 仪 、 钻井液漏斗黏度测量仪 、 钻井液范式黏度计 ， 用于 测量钻井液的密度 、 漏斗黏度 、 塑性黏度等参数。 2 试验方法 1 全脱值一 气测值法在钻井液进入脱气器之 前取钻井液样品 ， 进行热真空定量全脱分析 ， 用 以检 测钻井液 内烃类气体 包括甲烷 、 乙烷 、 丙烷 、 异丁烷 、 正丁烷 、 异戊烷 、 正戊 烷 的真实含量 ； 同时利用综合 录井色谱仪对气测值进行实时采集 ， 该气测值反映的 是脱气器脱出的气体的含量 。脱气效率可由 1 式求 得 ，1 t 叼- ．, i O 0 o ％ ， 式 中卵 。 脱气效率 ， 无量纲； C 厂一 气测仪测 的某种烃组分的含量 ， ％； s 色谱仪样气泵排量 ， L ／ mi n ； 所检测气体的种类 ； 在脱气器前取钻井液样作全脱分析所脱 出的气体体积， m L ； c 在脱气器前取钻井液样作全脱分析所脱 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 7 0 3 修订 日期 2 0 1 1 - 0 9 0 8 作者 简介 杨明清 1 9 7 2 - ， 男 ， 黑龙江双城人 ， 高级工程师 ， 钻井工程 ， T e 1 0 1 0 8 4 9 8 8 3 8 0 E m a i l y a “ g m q s r i p e 1 2 3 2 新疆石油地质 2 0 1 2 年 分考虑各组分脱气效率的差别所带来的影响 ， 尽可能 降低误差 ， 增强资料评价的准确性 。 5结论与建议 1 在钻井液性能差别不大 的情况下 ， 可利用本 试验所测得的数据计算地面含气量 、 地层含气量 ； 也 可对气测值进行实时校正 ， 增强气测值的准确性和可 比性 。 2 钻井液黏度对脱气效率的影响很大 ， 应加大 试验力度 ， 开展不同影响因素对脱气效率的影响校正 试验 ， 形成校正公式和图版。 3 脱气效率相同， 脱气器脱钻井液量不同也会 使气测值有所变化 ， 脱气器脱钻井液量与脱气效率的 综合作用 ， 使气测值受到很大的影响 ， 建议采用定量 脱气器来解决这一问题 ， 即在常规机械搅拌脱气器 的 基础上增加引流装置和恒流泵 ， 使进入脱气器 的钻井 液为恒定量 ， 消除钻井液排量的影 响， 取得稳定的脱 气效率。 4 气测值 与综合 录井仪样气泵排量 几乎成反 比， 样气量排量的变化 ， 虽然在发现油气显示方面影 响不是很大 ， 但不利于气测值 的横 向对比。建议不同 型号 的综合录井仪中 ， 其样气泵采用相 同的排量 ， 增 强气测值的可对 比性。 5 近几年 ， 国外一些 公司设计 了一种直接插入 钻井液内的基于半透膜气体分离原理 的脱气器 ， 可直 接浸入钻井液进行脱气 ， 响应时间快 ， 分辨率高 ， 脱气 效率稳定 ” 。该脱气器 已成为脱气器 的发展趋势 ， 建议 国内加大该脱气器研发力度 ， 作好技术储备。 参考文献 [ 1 ] 王立东 ， 罗平． 气测录井定量解释方法探讨 [ J ] _ 录井 工程 ， 2 0 0 1 ， 1 2 3 1 - 1 0 ． [ 2 ] 黄小刚， 毛敏． 气测录井烃类气体组分脱气效率的计算 方法 [ J ] ． 录井工程 ， 2 0 0 8 ， 1 9 4 1 7 2 0 ． [ 3 ] 何宏 ， 靳世久等． 气测录井中真空蒸馏脱气 自动控制系 统 的研究 [ J ] ． 石油学报 ， 2 0 0 4 ， 2 5 3 1 1 0 1 1 4 ． [ 4 ] 严 国平 ， 武 庆河． 脱气 器 的现 状及发 展趋 势探讨 [ J j _ 录 井工程 ， 1 9 9 9 ， 1 0 1 0 1 4 ． [ 5 ] P a t r i c k D e l a u n e ． 一种提高泥浆录井气体检测精度的新型 脱气器[ J ] ． 倪燕 ， 编译． 录井工程 ， 1 9 9 7 ， 8 6 4 6 4 8 ． [ 6 ] 陈相国， 姜和兴． 一种新型的定量气体脱气器 [ J ] ． 录井 工程． 1 9 9 7 ， 8 1 2 1 0 1 6 ． [ 7 ] 杨清明． 不同黏度钻井液脱气效率试验[ J ] _ 新疆石油地 质 ， 2 0 1 1 ， 3 2 6 6 7 5 6 7 7 ． [ 8 ] 赵玉娟， 岳兴举， 韩建国． 不同钻井液条件下录井气体检 测解释标准研究 [ J ] ． 大庆石油地质 与开 发 ， 2 0 0 4 ， 2 3 4 l 9- 21 ． 1 9 j F a i n D E ． Mi x e d g a s s e p a r a t i o n t e c h n o l o g y u s i n g i n o r g a n i c m e m b r a n e [ J ． Me m b r ． T e c h ． ， 2 0 0 0 ， 1 2 0 9 - 1 3 ． 1 1 0 J F u e e s A B ． A d s o r p t i o n s e l e c t i v e c a r b o n me m b r a n e f o r g a s s e p a r a t i o n l J j ． J M e mb r ． S c i ． ， 2 0 0 0 ， 1 7 7 9 1 6 ． [ 1 1 ] B r u m b o i u A 0 ， Ha w k e r D P ， N o r q u a y D A， e t a 1 ． A d v a n c e s i n c h r o ma t o g r a p h i c a n a l y s i s o f h y d r o c a r b o n g a s e s i n d r i l l i n g flu i d s - - - t h e a pp l i c a t i o n o f s e mi pe r me a bl e memb r a ne t e c h n o l o g y t o h i g h s p e e d T C D g a s c h r 0 m a t o g r a p h y [ C ] ． S P WL A 4 6 t h An n u a l L o g g i n g S y mp o s i u m， J u n e 2 6 - 2 9 ， 2 0 0 5 ． A Fi e l d Te s t S t ud y o n De g a s s i ng Effi c i e nc y o f Dr i l l i ng Fl u i d YANG Mi ng - q i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g ， S i n o p e c ， B e i j i n g 1 0 0 1 0 1 ， C h i n a Abs t r a ct De g a s s i n g e ffi c i e nc y o f dr i l l i n g flu i d i s o n e o f t he i mpo r t a n t p a r a me t e r s i n g a s l o g g i ng ， wh i c h h a s g r e a t s i g ni fic a n ce f o r d i s c o v e r i n g ， i n t e r p r e t i n g a n d e v a l u a t i n g o i l a n d g a s r e s e r v o i r ． P r e v i o u s q u a l i t a t i v e e v a l u a t i o n a l l o ws f e w o p e r a t o r s t o ma k e fi e l d me a s t r e me n t o f t h i s p a r a me t e r ． I n o r d e r t o c o l l e c t t h e r i g h t p a r a me t e r s a n d a n a l y z e t h e i r i n fl u e n c e f a c t o r s a n d l a ws ， t h i s p a p e r p r e s e n t s t w o t e s t i n g p r o g r a ms c a l l e d“ V MS v a c u u m m u d s t i l 1 v a l u e G L g a s l o g g i n g v a l u e ”a n d“ V MS v a l u e VMS v a l u e ”i n a c c o r d a n c e w i t h d i f f e r e n t w a y s a n d t h e o r i e s ． A ft e r a p p l i c a t i o n o f t h e s e me t h o d s r e s p e c t i v e l y i n f i v e we l l b o r e s wh i c h h a v e s i mi l a r d r i l l i n g fl u i d s ， t h e y p r o d u c e d d i f f e r e n t d e g a s s i n g e ffi c i e n c i e s o f d i f f e r e n t h y d r o c a r b o n c o mp o n e n t s ． T h e r e s u l t s ， b y c o n t r a s t ， i n d i c a t e t h a t d i f f e r e n t we l l s o r me a s u r i n g me t h o d s o f t h e s a me h y d r o c a r b o n c o mp o n e n t s h a v e t h e s a me d e g a s s i n g e ffi c i e n c y ． As t h e i n c r e a s i n g o f c a r b o n a t o ms 。 t h e d e g a s s i n g e ffi c i e n c y i s r e d u c e d ． T h e r e f o r e ， t h e r e a l t i me c o r r e c t i o n c a n b e u s e d i n mu d l o g g i n g i n o r d e r t o i mp r o v e t h e a c c u r a c y o f l o g g i n g d a t a a n d l a y a f o u n d a t i o n for f u r t h e r i n t e r pr e t a t i o n a n d e v a l ua t i o n． Ke y W or ds d r i l l i ng flu i d； h y dr o c a r b o n c o mpo n e nt ； de g a s s i ng e ffici e n c y； t e s t ； a n a l y s i s