细碎岩屑描述在煤气层开发中的意义

王恒

摘 要：在钻井过程中，受到钻头类型以及地层性质影响，岩屑类型会受到影响，另外工程参数也会影响到岩屑类型，这就使得地质录井岩性辨别更加困难，不容易归位，造成油气显示层漏失等问题。在地质录井中岩屑归位主要采用岩屑自然伽马归位的方式，岩屑的采样主要采用井字取样和双层振动筛进行取样，因而岩屑的描述程序有所改变。文章主要提出了以关注钻井液替代关注岩屑的方式发现油气显示，论述了采用氯仿对岩屑进行喷洒和逐包浸泡的方式进行油气显示，用以解决细碎岩屑录井难的问题，使油气发现率进一步提升。

关键词：煤气层开发；地质录井；细碎岩屑

钻井技术随着油气层的开发发展迅速，但是高速钻井技术也带来了诸多录井难题，例如在钻井过程中产生了诸多细碎岩屑，对岩屑的归位造成了影响，使得岩性描述以及油气层的发现更加困难，对油气层评价以及录井资料的利用造成了不利影响。所以现代地质录井中对细碎岩屑的研究越来越重视。

1 细碎岩屑成因分析

1.1 钻头类型

钻井现场所用的钻头中，刮刀钻头和三牙轮钻头对形成细碎岩屑的影响较小，金刚石钻头影响最大。据统计，人造金刚石钻头（TSP）所钻细碎岩屑含量最大，其次是PDC钻头中的B35、T537和B486钻头，影响较小的是B9、B22、R482、R435钻头和试验PDC钻头。钻头的齿数越多、越密，相应的岩屑越细小。TSP钻头和天然金刚石钻头的齿数比PDC钻头的多，所钻岩屑也细碎的多，对岩屑录井也越不利。

1.2 地层性质

导致细碎岩屑产生的主要原因还有客观上的，例如地层岩性。若录井所在地成岩作用相对较差，那么岩层胶结作用就越小，在钻井过程中形成的岩屑越细小；若地层中岩性过于致密，也会造成细碎岩屑的返出，一般致密的岩层大多埋藏较深，属于较老的层位，该类岩层的砂岩体也相对致密，岩屑的返出量相对较小，钻进速度也相对较慢，岩屑也相对细小；另外金刚钻在中地层以及软地层中钻进速度较高，返出岩屑粒径也相对较为适宜。

1.3 工程参数

通过现场观测可以发现，岩屑颗粒还会受到工程参数的影响，例如钻盘的转速、泵压和钻压都会对岩屑粒径造成影响，从而产生细碎岩屑。而在工程参数中，对岩屑粒径造成最大影响的因素为钻盘速度。有些钻井钻头即便不使用PDC钻头，而是利用了满井眼钻，在返出岩屑过程中，岩屑会受到反复的研磨，因而变得十分细碎。而随着钻头钻进，深层岩石相对较为坚硬，钻头岩屑就变得较为细碎。

2 细碎岩屑对录井的影响

2.1 岩屑难归位

录井过程中所需要的岩屑其实是油气层上覆相邻层段的混杂体，细碎岩屑中一些矿物成分无法用肉眼进行识别，因而岩屑的样品挑选以及岩石定名相对较为困难。在目前的现场录井中大多会将油砂样品换成混合样品，但是这样会降低样品质量，致使下一步的分析化验以及对地层的跟踪对比。由于岩屑太过细碎，对相邻层面的岩性难以判别，无法发现新成份出现在哪一层面，无法对岩屑进行分层。部分油井钻井过程中砂岩、泥岩之间的差异无法辨别，因而岩性归为难度较大，不易进行录井剖面的还原。

2.2 采样困难

岩屑在返出过程中，由于粒徑过小，在振动筛上就有部分岩屑流失掉，而振动筛上的岩屑很多都是假岩屑。在取样时没有足够的样品，就会导致岩屑量不足。另外由于岩屑粒径过小，因此清洗时，钻井液中就会混杂大量的沙粒，泥岩同水混合就会变为造浆。在倒水时，细小的岩屑颗粒也会流失，因而使得岩屑代表性降低。甚至有些岩屑在返出时已经成为糊状，很难进行有效分析，无法挑取油砂代表。

2.3 漏失油气显示

细碎岩屑的比表面积增加，因而油岩荧光颜色强度较弱，且十分分散，这就是的油气层显示不明显，因而在评价发现油气层时难度有所提高。细碎岩屑降低了油气层的解释符合率以及发现率。另外由于粒径较小，因而难以挑样，荧光岩屑混杂在非荧光岩屑中，即便有，因为含量过少荧光显示也不明显。

3 应对措施

3.1 双层振动筛的使用

由于不考虑细碎岩屑，常规的岩屑筛选中大多会使用常规的振动筛，由于网目数小，因而岩屑筛选不到，或者网目数过大，导致岩屑混杂，岩屑质量降低，所以这里建议使用双层振动筛对岩屑进行筛选。具体方法是上边一层网目较小，以50～80目为主，主要分离井壁垮塌物、掉块以及残留岩屑等假岩屑。下边一层网目较大，以80～100目为主，用以分离真岩屑。

3.2 岩屑的采集

地质录井中，采集岩屑是录井的基础前提。在进行取样前需要观察振动筛中的情况，同钻井工程师一起进行取样分析，选择振动筛布；其次，岩样采集时需要采取井字取样的方式进行取样，从而确保取样的可靠性、真实性。例如若返样中的岩屑呈现出糊状，那么可以首先对岩屑进行清洗；在清洗过程中应当选择小水流轻轻搅拌，待岩屑沉淀后再进行换水，从而将密度较小以及悬浮沙粒去除掉；尽可能在倒样时留下细小岩屑去除明显大块岩屑；最后，每次取样前都需要清洗洗样的盆，避免样品产生混合。

3.3 岩屑的描述

岩屑描述包括已采集岩屑岩性的识别及其层段归位。由于新型钻头的使用，振动筛的改进，使岩屑中很少有大于3mm的岩屑，而不足3mm的岩屑往往不能完整体现地层的全部岩性特点，因此岩屑分析描述只能局限于与岩石结构特点无关的特征上，如颜色、自然伽马放射性等。刚洗的细碎湿岩屑表面清洁，岩石本色易露，容易观察其岩性组合特征，适于进行湿样粗描。在晒样、烤样时，切忌在岩屑未滤干水份的情况下过多地翻动，以免造成岩屑表面模糊难于描述。岩屑晒干后要结合岩屑湿描再进行细描。颜色差别较大的地层，可以直接通过颜色变化来判断岩性，确定砂泥岩百分比的变化。另外，要准确描述岩屑的含油气性还应结合槽面油气显示，洗样时水面是否有油花、油膜，钻井液槽面蒸汽和岩屑是否有油气味等相关记录进行。

4 油气层识别

4.1 氯仿喷洒混合样

若岩样呈现粉状以及泥沙状时，细碎岩屑无法分离，在识别显示前应当首先嗅一下岩样。若砂岩中含有油气，味道会浓一些。继而进行荧光直照，若岩样没有荧光显示，则可以在样品上喷洒氯仿，通过这一方法可以有效提高油气发现率。

4.2 逐包滴照、浸泡

不论在荧光检查中是否显示出荧光反应，都要进行荧光地找分析，对该段每米纯净砂岩进行荧光滴照可以有效显示出砂岩中的油气显示，从而证实油气显示，即便荧光滴照无反应，也需要进行下一步检查。

4.3 气测录井

在常规录井中，细碎岩屑会极大的影响地质录井质量，但是利用得当会促进油气显示发现率的提升。在录井中应当着重关注钻井液，这是由于岩屑破碎率越高，那么烃组分就会充分进入到钻井液中，通过气测录井的方式，可以观测处油气显示。

5 结束语

现代钻井中大多会使用金刚石钻头，但是该种钻头会带来诸多岩屑录井难题，因此在录井过程中应当结合细碎岩屑特点，综合运用多种技术进行岩羊采集，从而详细的描述岩屑，并对岩屑进行归位。文章提出了一些解决细碎岩屑录井的措施，在录井过程中应当依照嗅→普照→氯仿喷洒→滴照→逐包浸泡，这一顺序进行处理，从而保证油气层的显示。岩屑越是细碎，内部包含的油气信息越大，更能提供优质油气信息。

参考文献

[1]李爱民.金刚石钻头录井效果分析及录井方法探讨[J].断块油气田，1995，2（4）：13～17.

[2]张辉.PDC钻头钻井时地层岩性的随钻评估方法[J].钻井工艺，1999，22（1）：14～15.