东营凹陷沙四段膏盐岩层准确卡取意义浅析

崔秀辉

摘 要：本文对现场录井过程中东营凹陷沙四段膏盐层的卡取过程进行了总结，归纳出针对膏盐层的“钻前预测+钻中控制”的卡取流程。同时，对膏盐层准确卡取的意义进行了浅要分析，对下一步该区块的勘探部署及地质设计的编写起到一定的指导作用。

关键词：膏盐岩层 钻前预测 钻中控制 意义浅析

0 引言

膏盐岩地层中的盐岩溶解垮塌，膏岩、泥岩膨胀缩径，常常导致恶性卡钻或者（盐）水浸事故，增加施工费用，拖延建井周期，影响了勘探目的的实现。因此安全快速识别或者钻穿膏盐岩地层，是钻井工程人员必须要克服的难题，而地质录井人员可以协助做好预测与实时判断，及时提示钻井工程人员，减少卡钻、井漏、（盐）水浸等复杂情况的发生，从而达到钻井安全监测、膏盐岩地层准确预报、提出完钻意见及节约进尺等，进而达到完成钻探任务、节省勘探资金等目标。

1 东营凹陷沙四段膏盐岩地层特征

1.1东营凹陷沙四段膏盐岩地层成因

根据层序地层学研究结果，东营凹陷沙四段沉积时期湖盆扩张，北部陈南大断层、胜北断层的活动明显增大，使得湖盆地形高差悬殊较大，形成了典型的“高山深盆”的地貌特征，同时具有半干旱-半潮湿为主的古气候条件。

陈家庄凸起的前第三系地层在长期遭受风化剥蚀情况下提供了充足的物源，以沙四段中段-下段上部沉积时期东营凹陷北部边缘及凹陷内中北部的张性断裂和一系列同生正断层为通道，深部的卤水在断裂部位高温影响下由于膨胀产生巨大压力，沿断裂上涌进入湖盆。因盐水的比重大于淡水，在封闭的湖泊形成下部是卤水，上部是微咸水的分层现象，含盐度高的水向更深的湖底流动，富集在相对深处，随着盐湖的演化，膏盐岩形成环境由初期的"浅水蒸发"到后期的"深水蒸发"。膏盐岩沉积主要受控于气候条件、物源供给等因素。但是由于在上覆地静压力作用下沿断裂破碎带盐岩存在着向上迁移的现象，只要其浓度达到了其结晶浓度时，也会形成沉积。

1.2膏盐岩地层主要岩石类型特征

1.2.1盐岩

盐岩主要矿物为石盐（NaCl），并含少量其它盐类矿物，具立方体晶体，结构上以粗粒的结晶结构或变晶结构为主，吸潮、有咸味、易溶于水。盐岩呈层状、条带状、不规则透镜状以及各种形式的盐丘产出。

1.2.2膏岩

膏岩分两种，一种是单矿物的硬石膏（CaSO4），粒度较细；一种是石膏（CaSO4·2H2O），粒度上相对于硬石膏要致密。膏岩通常为白色，有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。在钻井过程中，无论是在淡水钻井液还是在饱和盐水钻井液中，膏岩均会发生水化分散、破坏。

1.2.3软泥岩

软泥岩是一种欠压实地层的产物，是被致密盐岩层包围或覆盖的泥岩，它含水高，成岩性差，由于比一般泥岩含有更多的伊利石、绿泥石，使其更容易吸水膨胀或塑性变形而引起缩径，若裸眼井段时间久了还易发生垮塌。

2 膏盐岩地层卡取流程及录井方法

2.1钻前预测

在钻前准备中，要注意收集区域及邻井资料，结合地震资料对比分析追踪，对于岩膏层顶界有一个初步判断。但鉴于东营凹陷的膏盐岩地层沉积厚度不稳定，预测膏盐岩地层顶、底界要慎重。

2.2钻中控制

在实钻过程需要做好几个方面的工作：岩屑描述及时且力求准确；加强地层对比；对综合录井参数的密切监控；及时进行异常预报。

在淡水钻井液的情况下，利用综合录井仪资料或常规氯离子含量测定可以判断是否钻遇膏盐层；但捞取的岩屑难以发现盐岩颗粒和晶体，此时将捞取的未清洗岩屑进行烘干，在岩屑的表面可看到被盐岩溶蚀的痕迹，形似白霜，现场录井遇到这种情况可以判断钻遇盐岩层；

如果是饱和盐水钻井液情况下利用综合录井仪资料或常规氯离子含量测定难以反映地层矿化度和氯离子含量的真实情况，此时由于钻井液中盐岩溶解已经近饱和，无法再溶解井下新钻出的盐岩，钻出盐岩碎屑会以岩屑形式返出；如果是欠饱和盐水钻井液，当钻遇膏盐岩地层时，氯离子含量会大幅度增加，可以只取0.1ml钻井滤液进行滴定便于观察滴定颜色的变化。

钻井液电导率是分析评价地层流体性质的一个重要参数，同时是检测钻井液中矿化度的基本方法，氯离子含量增高，使钻井液矿化度提高，其电导率曲线的数值相应增大，反映在电导率曲线上出现一个明显的上升台阶。在实钻过程中遇到疑似膏盐岩岩性时，及时送样进行薄片鉴定，可以大大提高膏盐层卡取的时效性和准确性。

3 实例分析（以N52井为例）

3.1 钻前预测

根据邻井资料及地震测线追踪对比，本井有可能在井深3380m附近钻遇沙四下地层，且邻井钻遇盐膏层，要求现场录井人员及时描述岩屑，注意岩性及层位变化，发现特殊岩性及时鉴定并密切注意电导、体积、钻井液参数等变化，落实好油底和井底层位意见。

3.2实钻情况

本井钻至井深3306.00m时，于井深3298.00m之后返出岩屑中见石膏，随即停钻，取样鉴定。鉴定结果为膏质泥岩，经地质监督请示后完钻。节约进尺：144.00m。

4 结论及认识

（1）按照“钻前预测+钻中控制”的卡取流程，在岩屑描述及时准确的基础上，依据氯离子含量、出口电导率的变化等项参数，同时辅以薄片鉴定等技术手段，可以及时、准确地判定是否钻遇膏盐岩地层。

（2）在确定钻遇膏盐岩地层后，可以按照钻井地质设计书的要求，达到钻探目的后提出完钻意见，从而节省钻井进尺，缩短建井周期，节约勘探资金。

（3）及时准确的卡取膏盐岩地层，为钻井提供准确的异常预报，提出调整钻井液意见，有效地遏制了（盐）水浸等工程事故的发生。

（4）对膏盐岩地层的准确卡取，有利于对所钻井区块膏盐岩地层的特征及展布情况形成新的认识，对该区块的勘探部署及钻井地质设计的编写起到指导作用。

参考文献：

[1]袁静，赵澄林，张善文.东营凹陷沙四段盐湖的深水成因模式.沉积学报，2000，24～31.

[2]尚锁贵.膏盐岩地层地质特征与录井技术.录井工程，2006，4：10～13.

[3]张书桐，王天正.现场录井中膏盐层的识别方法与对策.地质录井，2010，第四期：46～48.