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地质录井技术在定向井中的应用探究

2024-08-31 105 上传者：管理员

摘要：地质录井技术的应用是降低油田勘探和开采项目受地址影响限制的重要原因，是实现油田开采工程效率与效益双赢的重要技术支撑。经过众多地质勘探实践表明，许多石油资源的形成与膏盐地层有关，膏盐地层钻井石油开发是定向井钻井技术开发的重要难题之一。因此，地质录井技术成为钻井安全检测以及膏盐岩地层准确预报的重要手段，针对石油勘探开发地址岩性对钻井技术的影响，主要阐述了膏盐岩地层的主要的岩石类型与油气的关系。并且以伊拉克R油田M组项目为例，归纳总结地质录井技术应用于膏盐岩地层的定向井钻井的录井技术。

关键词：
信息化
可视化
地质录井
定向井
岩性数据
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随着社会经济不断发展，社会化进程不断加快，国际油田勘探工程也得到了较快的发展，全球工业生产，社会经济的发展对于石油的需求量越来越大，石油产业发展的相关技术研究也得到了业界的关注。目前，国际油田开采存在受到地质环境限制，石油勘探及开采项目开展会受到地质环境的限制，增加了石油勘探的难度，而地质录井技术是实现石油勘探和开采效率和效益共赢的有效方法。有效的地质录井技术是改变石油开采定向井钻井环境的重要技术支撑[1]。有效的定向井地址录井技术可以让定向井更好地融入油田开采技术中，不仅可以有效提高开采效率，更能够有效缩短开采时间，实现石油开采和勘探的双赢。从实际操作上来看，严格按照施工操作规范的同时还应该注重操作经验的积累，同时辅以有效的地质录井技术才能够保障油田开采和勘探各个环节保持紧密相连。油田开发各个阶段有序开展，提升油田勘探和开采工程效率和质量的重要途径，地质录井技术是对传统石油开采工程的现代化技术补充更新[2]。因此，为了保障石油勘探和开采项目工程的效率和质量，需要进一步对地质录井技术做出良好的应用研究。基于此，文章以伊拉克R油田M组石油开采项目为例，分析地质录井技术对定向井钻井技术的应用实效。

1、工程概况

伊拉克R油田M组石油开采项目钻井区域底层自上而下分布的是第三系的Upper Fars组底层，主要以砂泥岩为主，厚约2100m；Lower Fars组地层，主要以石膏、岩岩层积为主，厚约800m，以区域性盖层为主；第三系以碳酸岩盐为主，厚约800m。该区域石油开采项目在钻井过程中出现过两次最关键的卡层都发生在膏盐岩底层，这是由于膏盐具有蠕动的特性，而这一独特的物理性质则改变了地层的压力系统，形成了独特的膏盐层地层异常高压系统。然而，开采过程中由于录井工作人员对地质岩性缺乏足够的认知，对录井工作带来了极大的困难[3]。基于此，文章以伊拉克R油田勘探和开采工程实施过程中出现的地址录井过程中出现的问题，进而分析膏盐岩岩性区域的地质特征，并且在此基础上对膏盐岩地层的地质录井技术展开分析，以期为我国石油开发提供参考。

2、膏盐岩地层地质特征分析

膏盐岩地层岩类属于化岩盐系或是蒸发岩系，多存在于气候干旱的内陆湖泊和死海中。简单来说，是盆地内的水体在干燥无雨水补给的环境中不断蒸发，化学元素逐渐积累，水体密度又随着水分的增发而不断增加，知道后期浓缩到开始有矿物结晶后沉淀形成的。而随着化学浓度的不断增加的，水体中分别会通过结晶析出碳酸钙、碳酸钙镁、硫酸钙、氯化钠等矿物，这些结晶的矿物会在水体中沉积形成灰岩、白云岩、石膏、岩盐等，同时伴随着飓风搬运的沙尘从而沉积形成泥岩[4]。在膏盐地层的剖面上形成自下而上的灰岩、白云岩、膏盐以及盐岩。岩层平面呈现从边缘向盆地中心，依次发展形成的灰岩、白云岩、石膏以及盐岩等岩层组成[5]。膏盐岩形成的过程如图1所示。

图1膏盐岩地层形成过程

3、地质录井技术于膏盐岩地层应用方法

为了进一步做好膏盐岩地层的地质录井工作，充分完善钻前准备工作是非常有必要的。首先需要收集并掌握相关的资料和数据，尤其是关于石油开采工程区域地质岩层的相关资料，尤其是膏盐岩地层的地质特征等相关资料。同时地质录井工作开展前需要了解工作的重点和难点，并且通过相应的理论知识、挖掘经验以及预防措施等层面做好丰富的储备知识[6]。在定向井钻井过程中，需要根据膏盐岩地层的相关知识特点，及时判断膏盐岩地层的相关情况，并且与钻井工作人员进行及时的交流和沟通。而另一个录井工作的重点是对钻井工程复杂的情况进行监测和判断，注意钻井过程中出现复杂的情况。

3.1钻前准备

钻前准备工作的主要内容有熟悉并且能够掌握井位的分布图和地质设计书的内容，对石油开采工程设计中与录井相关的内容。并且需要充分掌握并且了解邻井资料，尤其是膏盐岩地层的相关定向井工程资料以及录井资料。预测膏盐岩地层层位、顶、底界深度以及其他相关的延性特征等，熟悉定向井钻井工程中的监测重点，对于钻遇井的膏盐岩地层的录井参数特征进行合理分析[7]。与相关钻井工程的研究人员进行沟通交流，明确钻井过程中可能出现的风险，并且制定相对应的监测措施预案，从而更深层次并且更准确地预测膏盐岩地层的顶、底界深度，为定向井钻井工作提供科学合理的下套管深度。

3.2钻井期间

3.2.1膏盐岩地层判断

钻井期间准确判断膏盐岩地层岩性特征是保障地质录井工作准确高效完成的首要任务，这项工作看似简单，但是涉及十分复杂的参数分析。除了常规地通过岩屑判断以外，还可以更具钻井的参数变化来实现更加准确的地质岩层特性。在伊拉克R油田M组开采项目中，钻井过程中遇到的膏盐岩地层时，钻井的参数会出现明显的变化。尤其是钻井进入膏盐岩层时，钻井的速度会明显变慢，因此，在日常钻井作业开展过程中，需要进一步对比邻井资料，当数据接近膏盐岩地层参数特性时，应该特别观察钻井工作开展过程中的具体参数，当钻井速度变慢时就要进行特别记录，当岩屑翻出的时候，更需要对翻出的岩屑进行加密取样，确认是否钻入膏盐层[8]。

在伊拉克R油田M组开采项目中，膏盐岩地层属于压力过渡带，该地层压力从1.06上升到了2.06。因此，当钻井却仍钻入膏盐岩地层时，会选择在距离进入膏盐岩层80～100 m的位置处，选择一米厚的膏盐岩中完成钻井作业。因为这个位置可以充分保障当前作业安全，又能承托住下一种高比重钻井液。当确认岩层特性和确定钻井液类型后，对钻井参数会产生明显的影响，这时对膏盐岩地层进行钻井工作时，速度相对较快，扭矩高，泥岩钻时慢，扭矩低。在这一阶段钻井到达盐层时，盐层的钻井参数特点主要会表现为钻速快、扭矩高，而司钻会相应地控制速度，因此钻压又会相对更低一些。在使用非饱和盐水钻井液进行钻井时，下面有可能会产生一薄层孔隙度非常好的粉砂质白云岩。因此，一旦出现卡层失败，钻井打穿三系组地层的第一层膏盐岩地层之后，在高比重泥浆(2.3)的作用下，会更加容易发生井漏的问题，产生不堪设想的后果。综上，在伊拉克R油田M组开采过程中出现的定向井钻井特点需要通过明确钻井参数，更好地应用地质录井技术[9]。

3.2.2地质录井监测技术要点

在膏盐岩地层开展钻井工程时，录井工作人员需要密切关注定向井井下复杂的环境情况。钻井液性能需要根据地质岩性特征来选择，否则性能与岩性结构不相适应，很容易导致粘卡、卡钻、井塌、井涌以及井漏的工程事故。因此，地质录井技术需要重点监测以下问题，避免出现钻井过程中的严重事故。

1)预防卡钻

根据伊拉克R油田M组工程开采经验以及其他钻井工程遇到膏盐岩地层出现的恶性卡钻事故经验。出现卡钻情况前后井下的情况主要表现有：钻时加快、有蹩跳现象，切泵压大部分时间正常，但是忽高忽低，甚至会出现憋泵；岩屑增多，或者是泥岩夹层中几乎没有翻出岩盐层的情况。转盘的负荷增大、婷转盘时打倒车严重，且使用过程中采用盐水钻井液钻井时，钻井液的粘度以及切力增高、滤失量增大，铝离子含量升高，接立柱放不到地等问题。

2)预防井漏

在膏盐岩地层进行定向井钻井工作时，通常会采用较高密度的饱和盐水钻井液，因此，需要尽量卡准膏盐岩地层的底界，如果钻穿顶部的膏盐岩地层之后，下面会出现一个渗透性较好的砂层，从而造成井漏的问题。例如在M组开采项目中，钻入膏盐岩地层的顶部石膏0.8米之后，在钻井循环的过程中出现严重的井漏、卡钻现象。如果缺乏邻井资料，钻井深度较高，迟到的时间长，则需要增强地质循环，以便更进一步观察各项显示，并且密切监测钻井活动池的变化。

3)预防井涌

由于膏盐岩地层特殊的岩性特征，在整个钻井作业过程中，需要密切监测好活动池变化参数。例如，在M组的钻井监测工作中，计量罐液面开始增加，容易发生溢流事件，因此，在每一次的下钻，测井、灌浆作业的过程中，都需要增强地质录井记录的填写工作，并且做好详细的标注。

3.3地质导向

定向井和水平井从井眼轨迹和方向上处置剖面图对地质施工和定向施工更能够给予指导。从录井技术的应用层面来说，定向井的地质录井技术在空间上的立体性更强。这与油田开发等项目的大规模和复杂的结构是相辅相成的，这对于油田的开采工作来说是一个巨大的问题。因为油田开发区域的地质结构具有一定的复杂性，存在着A靶着陆不准、钻出油气田、钻达低渗透层或是泥岩透镜体等问题。则需要在实际钻井过程中保障施工人员熟悉和掌握好定向井的基本概念，包括方位、垂深、井斜、闭合距、闭合方位以及水平位移等。因此地质录井技术需要进一步做好井深轨迹对比图的绘制，严格按照剖面数据来进行，并且充分利用特征层或是标志层做好钻井方向的控制。

4、结语

综上所述，在目前全球经济快速发展阶段，人类社会经济的发展对石油资源需求不断增大，地质录井技术的进步对于石油勘探和开采工程起到了重要的推动作用。并且，定向井技术中应用地质录井技术时，需要从实际出发，在熟练掌握各种技术规范的基础上，不断完善录井技术人员自己的操作能力，以此来丰富自己的录井技术经验。尤其是面对复杂地质岩层环境时，需要把握住地层岩性特征，当钻入膏盐岩地层时，需要特别关注钻井的防卡、防漏，防涌等监测工作，明确开采区域地层的岩性特征、钻井参数变化等。通过有效的地址录井技术来做好钻井技术导向要求。

参考文献:

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[3]那宇.伊拉克M油田水平裸眼井打捞应用浅析[J].石化技术,2023,30(12):181-182,132.

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[9]祝金利.神木双110井区非均质气藏井位优化部署技术[J].西南石油大学学报(自然科学版),2020,42(4):83-94.

文章来源:李金金,焦发华,景杉.地质录井技术在定向井中的应用探究[J].石化技术,2024,31(08):161-163.