气测录井影响因素和气测曲线异常形态分析

符理想

（大庆钻探工程公司地质录井一公司，黑龙江大庆163411）

随着新的钻井工艺不断推广应用，如PDC、气体/泡沫等钻井技术，以及油基钻井液体系的使用，大大地提高了钻井速度，保护了油层不受污染，却给录井带来了挑战：一是岩屑样品非常细小，代表性差，岩屑选样分析较困难。二是岩屑细小呈粉末状，岩屑中所携带的油气信息受钻井液冲洗已经损失殆尽，很难发现油气显示，这就给气测录井提出了更高的要求。文章从气测录井的影响因素、曲线异常形态的角度总结和分析，使得气测录井资料更好的应用于油气显示发现和识别。

1 气测录井的影响因素

地层岩石被钻头破坏后，其中包含的烃类信息由钻井液携带至地面被综合录井仪采集、分析，整个过程中可能影响数据准确性的关键因素有三个方面：地层因素、钻井技术条件及录井设备条件影响[1]。识别不同因素造成的气测异常是气测资料解释的重要基础。

1.1 地层因素

其影响主要体现在储层性质与油气比两个方面。钻井液中的烃类，一部分来源于被钻头机械破碎的岩石中包含的烃类，另一部分来源于已被钻开油气层中渗滤、扩散出的烃类。如果含油气储层的厚度越大，均质性越强，孔、渗物性越好，含油饱和度越高，地层压力越大，则释放到钻井液中的烃类物质也就会越多，对应的油气信息越丰富，气测录井全烃、组分等异常幅度差就越大。反之，则钻井液中包含的油气信息越少，气测录井全烃、组分等异常幅度差就越小。对于气油比越高的地层，含气浓度当然也就越高。一般气油比大于50m3/t的储集层，气测异常明显；对于低气油比的储集层，提高脱气效率或进行岩屑、岩芯、钻井液脱气分析将会见到好的效果。

1.2 钻井技术条件的影响

1.2.1 钻头尺寸的影响

由于钻头尺寸的不同，单位时间内破碎岩石的体积和速度不同，岩屑破碎量与钻头尺寸成正比。因此，当其他条件一定时，钻头尺寸越大，单位时间内破碎岩石体量就越多，释放到钻井液中的油气就越多，气测录井异常显示值越高。

1.2.2 钻井速度的影响

在相同的地质条件下，机械钻速越高，单位时间内岩石被破碎量越大，进入钻井液中的油气含量越多，同时，当钻速越大时，则意味着在较短的时间内，钻井液未能在刚钻开的井壁表面上全部生成泥饼，导致钻井液向储集层内部渗滤的速率也在增加，在一定程度上影响了进入钻井液中的油气的含量，因此一定程度上会降低气测录井异常显示值。

1.2.3 钻井液排量的影响

钻井液排量越高，钻井液在井筒内上返和滞留时间就会越短，已钻开的含油气储集层向钻井液扩散和渗滤的烃类物质就会越少，一定程度上会降低气测录井异常值。

1.2.4 钻井液密度的影响

通常为了保证顺利施工，井筒内钻井液柱压力略大于地层压力。如果继续增加钻井液密度，则会两者压差也对应增加，导致储集层的油气向钻井液扩散和渗滤作用就随着减缓，钻井液中包含的油气含量减少，使得气测录井异常值较低。如果钻井液密度过大，一定程度上会降低机械钻速，同样也会降低钻井液中包含的油气含量而使得气测录井异常值降低。反之，则使得气测录井异常值升高。

1.2.5 钻井液粘度的影响

钻井液粘度过低，不利于油气在钻井液中保存，大部分油气逸散从而导致气测录井异常值降低。钻井液粘度过高导致脱气器脱气效率降低，同样使得气测录井异常值较低。钻井液的粘度区间一般应在50～70Pa·s内，60Pa·s为最佳。

1.2.6 后效的影响

油气层被钻开后，在起下钻作业时，钻井液在井筒内静止时间较长，在地层压力和起钻抽汲的双重作用的影响下，储集层中的油气会侵入钻井液中使得开泵循环后测得假异常。

1.2.7 接单根的影响

接单根的影响一般出现在较浅的井段。新接单根时，部分空气会进入钻杆内，伴随钻井液在井筒内上返途径含油气井段时，会携带部分储集层中的油气。一旦到达井口随着压差的改变，气体会急剧地从钻井液中分离出来，形成较大的气测录井假异常值。而在较深的井段，钻井液循环时间长，接单根时钻具内的空气被分散在大段的钻井液中，钻井液中烃类气体的浓度相对降低，形成的假异常值较小。在接单根的过程中，由于钻具的上提和下放，也存在抽汲作用的影响。以上两种情况共同形成了对接单根的影响。

1.2.8 钻井液处理剂的影响

要根据施工的需求，钻井液中会加入一定量的处理剂。钻井液处理剂一般对气测录井会产生不同程度的影响。气测录井异常值应按照处理剂的类型、混入量等区分对待。

1.3 录井设备条件的影响

对气测录井资料采集影响较大的设备是脱气器，主要体现在其所脱钻井液的体积和脱气效率两个方面。目前，中外石油公司大多数采用“定量”的设计理念，以“恒温、恒压、恒流”的设计思路，研发出的定量脱气器有效地消除了设备对烃类气体的测量值，尽最大可能地反映钻井液中油气的信息。

2 气测曲线异常形态

气测曲线与地层的对应性好，层与层之间的干扰小[2]，其形态和大小不仅蕴含着丰富的储集层信息[3]，而且能直接准确地反映储层的产气能力[4]，因此对曲线形态归纳极其重要。根据油、气、水重力差异及自然分异原理，将全烃曲线形态总结为以下九种：

“箱”状：储集层被钻开后，全烃值从基值迅速抬升拉高，随后烃值基本上稳定在某一值或者围绕着在某一数值上下小范围波动。一旦储集层被钻穿后，全烃值立刻回落至基值状态。全烃异常井段与储集层厚度相差甚小，曲线响应特征表现为“箱”状（图1）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性弱，物性较均匀，含油气性较均匀。

图1 “箱”状

“半箱”状：储集层被钻开后，全烃值从基值迅速抬升拉高，在储集层的上半部则呈现“箱”状曲线所具备的特征。在储集层的下半部，曲线上无异常显示，全烃回落至基值。全烃异常井段小于储集层厚度，曲线响应特征表现为“半箱”状。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性弱，物性较好，含油性不均匀，上含油气下含水。见图2。

图2 “半箱”状

“三角形”状：储集层被钻开后，全烃从基值逐渐抬升，等储集层被钻穿时刻烃值达到最大值。全烃异常井段与储集层厚度相差甚小，曲线响应特征表现为“正三角形”状（图3）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性弱，物性及含油性纵向逐渐增强。储集层被钻开后，全烃从基值迅速抬升至最大值，逐渐降低，等储集层被钻穿时回落至基值状态。全烃异常井段与储集层厚度相差甚小，曲线响应特征表现为“倒三角形”状（图4）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性弱，物性及含油性纵向逐渐降低，上部含油气下部含水。

图3 “正三角形”状

图4 “倒三角形”状

“钟”状：储集层被钻开后，全烃从基值逐渐抬升至最大值，储集层被钻穿前某一刻逐渐回落至基值，在储集层中部全烃为高值并相对稳定。全烃异常井段与储集层厚度相差不大，曲线响应特征表现为“钟”状（图5）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性强，中部物性及含油性较均匀，上、下部物性和含油性较差。

图5 “钟”状

“指”状：储集层被钻开后，全烃从基值逐渐抬升至最大值，中途某一时刻回落至高于基值的某一异常后再次迅速抬升，周而复始，最终储集层被钻穿前某一刻逐渐回落至基值，在储层内全烃异常区间内呈现“峰”、“谷”相间。全烃异常井段与储集层厚度相差不大，曲线响应特征表现为“指”状（图6）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性强，物性、含油性好、差相间，物性好的层段含油丰度高，物性差的层段含油丰度低。

图6 “指”状

“尖峰”状：全烃从基值迅速抬升至最大值后又迅速回落至基值。全烃异常井段小于储集层厚度，曲线响应特征表现为“尖峰”状（图7）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性强，一般以裂缝为主要储集空间的致密地层中表现最明显。

图7 “尖峰”状

“梳”状：全烃曲线呈连续“尖峰”的形态，全烃异常井段小于储集层厚度，曲线响应特征表现为“梳”齿状（图8）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性强，一般以裂缝为主要储集空间的致密地层中表现最明显。

图8 “梳”状

“低幅箱”状：储集层被钻开后，全烃值从基值迅速抬升拉高，但峰、基比较小，烃值基本上稳定在某一值或者围绕着在某一数值上下小范围波动。一旦储集层被钻穿后，全烃值立刻回落至基值状态。全烃异常井段与储集层厚度相差甚小，曲线响应特征表现为“低幅箱”状（图9）。钻时和气测曲线综合特征表明储集层纵向非均质性较强，物性不均匀，含油气性不均匀。

图9 “低幅箱”状

3 总结

文章从地层因素、钻井技术条件及设备条件三个影响因素以及气测曲线异常形态综合研究分析，为的是气测录井资料能够更好地被服务于油气显示的发现和识别。通常情况下，孔隙型储层常具备的形态为“箱”状、“半箱”状、“正三角形”状、“倒三角形”状、“钟”状、“指”状，裂缝型储层常具备的形态为“尖峰”状、“梳”状，“低幅箱”状在低孔、低渗储层、微细裂缝型储层以及含水储层均有出现。