地质录井技术在高效钻井中的应用策略

余飞达

中法渤海地质服务有限公司湛江分公司 广东 湛江 524057

当前行业发展对于油气资源的需求量越来越大，但是同时也出现了油气资源品质下降以及油气目标复杂程度加剧等多方面问题，同时在油气勘探开发工作持续发展的背景下，相应的装备及技术必须同步发展，方能保障勘探和开发工作质量和效率。虽然我国钻井技术的发展速度较快，但是针对海洋、深水、非常规、水合物等特殊资源的开发工作来说，仍然需要在经济、安全及高效三个方面寻求进一步发展[1]，也就需要积极优化地质录井技术，并促使该项技术在高效钻井中得到充分应用。

1 地质录井技术的基本分类

1.1 钻井液录井技术

钻井液录井技术可针对油液样品实施数据资料分析，使相关工作人员能够明确其中的物理和化学性质，以及物理条件、开发参数变化等各个方面，也就更有利于呈现出地层特征以及储存信息。在应用该项技术时，如果操作不当，可能引起井下设备卡阻、损坏现象，不仅设备自身受到严重影响，井下内部结构也受到破坏，甚至可能导致原油液体密度受到钻井液影响发生改变，进而对后续的油气资源采收效果产生严重影响[2]。

1.2 岩屑录井技术

岩屑录井技术需要借助岩屑自身的特点，及其与原油产生的反应及现象，判断岩屑所在的地层中有无油气资源。该项技术可以对地层中的油气资源情况进行全面反映，还可以帮助相关工作人员更加准确地掌握各地层的含油量，从而快速明确进行开发的目的储层。

1.3 钻时录井技术

地质录井技术人员可以采用对钻井设备下入时间进行记录的方式，帮助采收人员掌握储层的物性特征，借助砂岩层物理特性和泥岩层物理特性之间的差异，针对储层进行合理分类，钻井和测井等各类仪器下入到地层以后，钻井钻遇储层中的含油量能够发生变化，钻入时间也就相对更加快速的提供信息，并可以高效判断地层特征。

1.4 荧光录井技术

在井下地层的多种岩屑当中，有部分岩屑内部含有发光物质，此时应用荧光录井技术开展分析工作，可以根据分析结果明确地层油气储量。一般来说，如果岩屑呈亮黄色或者是金黄色，则其所在的地层油气资源丰富，若呈暗黄色或是颜色较浅，则其所处的地层中油气含量较少。

1.5 气测录井技术

气测录井技术与钻井液录井技术具有相似之处，气测录井技术的分析对象主要为钻井液中的烃类气体，之后根据分析结果判断地层中有无油气资源，有利于提升油气资源的采收效率。

2 地质录井技术在高效钻井中的应用顺序

2.1 井位测量

首先应该采用全球导航卫星定位系统定位井位的经纬度，之后采用高程控制法、交会法、导线法等方法，针对现场地势进行勘察，以明确布井的具体位置。

2.2 录井设计

首先进行钻井地质设计工作，以能够为后续的钻井施工过程进行合理指导，其中主要包括10余个方面的内容：（1）景区内水文、气象、灾害性地质现象；（2）景区基本数据；（3）景区地质的构造地层、储集层特征、勘探开发简况以及油气层基本情况；（4）设计依据、布井原则、完钻层的层位和原则；（5）对地层剖面、预计油气层及特殊层的位置进行合理设计；（6）针对水平井进行地质参数和轨道参数的设计工作；（7）明确施工时地层温度、压力、钻井液要求以及质量要求等各方面要求；（8）设计钻关方案；（9）资料录取要求；（10）潜水层、注水注气层、浅层气、异常高压层等各方面的风险分析及针对性提示；（11）设计变更、施工变更情况和施工要求；（12）设计附图和附表。完成以上钻井地质设计工作以后，还应根据实际情况开展钻井施工设计工作，主要涉及到的内容包括录井仪器、地层地质信息和各个化验项目的分析[3]。

2.3 资料的采集和应用

为了针对地层信息进行识别，需要采用录井仪器针对井下地层地质信息进行采集，在此过程中需要应用的技术包括：（1）地质录井技术，例如荧光录井技术、岩芯岩屑录井技术等；（2）气测录井技术，例如元素色谱分析、井筒内气体采集等；（3）工程录井技术，包括压力录井、有害气体检测技术等；（4）地化录井技术，包括轻烃气相色谱、岩石热解、饱和烃气相色谱等；（5）成像录井技术，包括壁芯图像、岩芯图像、荧光图像等。

完成资料采集工作以后，应该开展资料的校正工作和解释工作，可将资料投入到实际应用当中，应用方向主要为4个：（1）录井综合导向；（2）地质力学应用；（3）地质综合评价；（4）实时流体评价。在完善工具装备工作后，应对录井信息进行传输和管理。

3 地质录井技术在高效钻井中存在的问题

3.1 井下情况复杂

在进行钻井施工的过程中，通常来说，井下情况复杂程度较高，所以钻井施工难度较大。并且从实际来看，井口越大，内部情况复杂程度越高，所以在录井过程中，需要面对的挑战也相对更多，录井所获取的数据，其准确性难以得到保障，石油勘测效果也就难以提升。

3.2 钻井资料真实性较低

钻井施工过程中随时可能出现异常情况，并导致施工进程受到影响，常见的异常情况之一，即为钻井资料真实度较低，而相关人员未针对资料内容进行细致核对，即盲目开展施工，导致施工需求难以得到满足，不仅在一定程度上影响施工效率，还可能需要进行二次钻井[4]。

3.3 不能准确描述岩屑

钻井施工过程中必然产生大量岩屑，并能够导致正常的钻井过程受到影响，后续的施工难度也就随之增加。与此同时，对岩屑内特征、层理，结构化石含有物理特征及成岩程度进行描述的难度不断提升，后续则可能出现岩屑实际情况与描述内容严重不一致的现象，也就可能导致实际施工的控制效果受到影响，相关的录井操作也就必然随之受到影响，所以在钻井施工时，应该注意合理提升岩屑描述效果，以促使录井工作效果提升。

4 地质录井技术在高效钻井中的实际应用

4.1 工程概况

在某油田之中，页岩油试验区地处某盆地北部中央凹陷区，QJ～GL构造带凹陷等级为二级，在试验区内，整体构造较为平缓，西北部断层明显。 Q1～Q11层顶面海拔最深处及最浅处，分别位于试验区内的东北部和南侧，构造高差约为472m。GY03HC井构造平缓，往南2200m和2100m的构造高差分别为78m左右和76m左右，同时试验区西北部存在一条基本为南北向的断层，其与古页GY03HC井间的距离为1087m，且井周平台开阔、构造平缓，适合进行水平井组的部署。

4.2 地质录井技术在水平井组中的应用

4.2.1 在目的层甜点层的应用

甜点层即为深盆气藏内部储集物性相对发育的天然气富集区带，由英文“sweet spot”直译而来，捕捉操作的重点在于，可以将地层的实际层位需求作为基础，针对实钻井眼的轨迹进行控制，以能够在设计轨迹上准确提升甜点层中捕捉精度。根据实际情况，提升甜点层中捕捉精度，需要把控以下几个方面：（1）对邻井地层资料进行精准比对，以明确甜点层垂深位置；（2）对比现场地层录井参数及既有资料的相关参数，对比内容主要包括岩屑、色谱、气测、热解以及残余碳分析等多项数据，以明确甜点层位置，之后将钻井的方位、井斜以及施工过程中实时的随钻测井曲线及相关参数均导入到地质导向软件当中，即能对甜点层上的实钻轨迹海拔深度进行明确，并且，将该参数与甜点层的层深进行比对，获取二者差值之后，即可合理调整轨迹中的井斜方位，以提升入靶的精准程度[5]。

4.2.2 水平段实钻轨迹导向控制要点

因为页岩油井中的目的层具有十分显著的细分层数量多且单层厚度较小的特点，所以钻进的过程中，极易出现靶点分布过多以及钻出层的情况，为了对此情况进行控制，有必要借助岩屑、色谱、气测、元素等各项录井实时参数的变化情况，同时结合电阻率等各项随钻测井曲线的变化趋势，对油层的走势进行提前预判，并根据实际情况不断调整钻进参数，对实钻轨迹进行有效控制，从而保障储层钻遇率与设计要求相符合。

4.3 地质录井技术在水平井井下复杂预防中的应用

该油田的这一区块属于十分典型的页岩油沉积体系，按照由上至下的顺序，地层中的纵向压力总体上较为复杂，并且油气水层发育程度较大，钻完井施工过程中可能出现较多未知因素，所以井筒内出现事故的可能性较大。使用地质录井技术针对其中情况进行监测，可以同时开展20余项钻井工程技术参数的持续监控工作，一旦出现异常情况，可以及时发出风险预警，也就可以针对施工过程提供安全保障。在进行工程技术参数持续监控时，监测对象主要包括井深、大钩悬重、钻压、钻井泵泵冲、立管压力、转盘转速、扭距及变化情况等，通过开展监控，施工中的各项参数可以得到有效维持，也就可以在一定程度上预防异常情况出现，并减少卡钻、断钻具等不良情况，且对于井塌、泥包钻具等复杂情况，也可及时发出预警[6]。

5 地质录井技术的发展和展望

5.1 地质录井技术近几年的发展情况

近几年我国油气勘探及开发工作的发展速度较快，地质录井技术可以针对油层进行综合解释以及评价，所以当前已经成为钻井过程中的主要技术手段之一，特别是在地质情况较为复杂的区域，通过应用定量荧光录井技术等各项地质录井技术，可以提升钻井过程中的准确性和稳定性，特别是在复杂条件下应用定量荧光录井技术针对油气层进行勘探，勘探效率可以大幅度提升。除此之外，信息化管理技术逐渐成熟，地质录井技术的应用效果可以进一步提升，其应用范围可以得到进一步拓展。

5.2 地质录井技术的展望

虽然近几年地质录井技术水平以及相关的工作水平不断提升，但是简单的路径资料处理措施已经不能满足当代石油工程的发展需求，所以需要针对地质录井技术获取的资料进行处理，例如采用数据库管理的形式提升地质录井资料的标准化和规范化，将其转化成智能化资料，以提升应用效率，同时也可针对各个地层的模型进行高效开发。除此之外，解释工作属于录井数据采集和资料处理中的重点部分，但是当前存在专业人才数量较少的情况，相关的资料和数据处理工作也未受到充分重视，导致资料的处理和分析工作在整体上呈现出了自动化水平低、格式不统一等问题，也限制了地质录井资料的应用，所以还需针对其中的参数实施标准化校正，同时不断培养人才，并加强资料和数据的统一处理工作[7]。

6 结束语

当代油气勘探和开发工作受到了广泛关注，地质录井技术的应用频率越来越高，为了保障其在钻井过程中的应用效果，需要首先了解地质录井技术的基本分类情况和应用顺序，再将其应用于实际工程当中，了解应用该项技术时可能出现的各项情况，再根据地质录井技术当前存在的不足以及油气勘探开发工作的发展需求，展望行业未来发展，以促使地质录井技术的应用效果不断提升。