錄井技術(shù)分類、機理及其應(yīng)用

1、錄井技術(shù)分類、機理及其應(yīng)用李彬（中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）石油與天然氣工程專業(yè)，湖北武漢，470074）摘要：井場信息化是現(xiàn)代石油勘探與開發(fā)的需要。該文從錄井技術(shù)的角度，探討了各種錄 井技術(shù)的分類、機理和作用;詳細(xì)闡述了錄井技術(shù)及其信息在建立地質(zhì)剖面、發(fā)現(xiàn)油氣水層、 儲集層評價和鉆井工程（例如監(jiān)控方面）油氣層保護(hù)等方面的的具體應(yīng)用情況;在此基礎(chǔ)上， 對錄井信息采集、處理及應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。相信對加速井場信息化建設(shè)、提高錄井信息 的應(yīng)用程度和水平以及推動錄井技術(shù)的發(fā)展具有重要作用。關(guān)鍵詞錄井技術(shù)信息分類應(yīng)用意義作用 展望0引言1隨著計算機技術(shù)在石油行業(yè)的廣泛應(yīng)用和統(tǒng)計地質(zhì)學(xué)等一些邊緣學(xué)科的創(chuàng)建，極大

2、地提 高了錄井技術(shù)的應(yīng)用程度，使得獲取錄井信息的方式和信息量不斷增多。隨著井場信息的不 斷豐富和信息化處理手段的提高，對錄井信息進(jìn)行整理和界定，正確認(rèn)識他們在發(fā)現(xiàn)與評價 油氣層中的作用，不但對錄井技術(shù)的發(fā)展具有重要作用，而且對加速井場信息化建設(shè)具有重 要意義。1錄井技術(shù)分類方法2-4用地球化學(xué)、地球物理、巖礦分析等方法，觀察、收集、分析、記錄隨鉆過程中的固體、 液體、氣體等返出物的信息，以此建立錄井剖面，發(fā)現(xiàn)油氣顯示，評價油氣層，為石油工程 （投資方、鉆井施工、其他施工）提供鉆井信息服務(wù)的過程，稱為錄井。錄井工作在石油勘 探中普遍存在，本文所討論的錄井特指石油錄井。在我國，有石油鉆井就有石油錄

3、井。錄井 分為常規(guī)錄井、特殊錄井和綜合錄井。常規(guī)錄井技術(shù)主要指：巖屑錄井、巖心錄井、氣測錄 井、鉆井工程參數(shù)錄井（鉆時錄井、鉆井液錄井）、熒光錄井、井壁取心等。常規(guī)錄井以其 經(jīng)濟實用、方便快捷和獲取現(xiàn)場第一手實物資料的優(yōu)勢，在整個油氣田的勘探開發(fā)中一直發(fā) 揮著重要的作用；特殊錄井主要指非常規(guī)地質(zhì)分析服務(wù)或新技術(shù)推廣應(yīng)用服務(wù)，主要技術(shù)有 巖石熱解地球化學(xué)錄井、罐頂氣輕烴錄井、核磁共振錄井、定量熒光錄井、PK錄井等，均 屬實驗室移植技術(shù)的推廣。其特點是靈敏度高，定量化，獲取的資料不僅用于發(fā)現(xiàn)和評價油 氣層，還可以用于生、儲蓋層的評價。綜合錄井儀錄井技術(shù)主要包括隨鉆檢測全烴錄井、組 分錄井、非烴錄井

4、、工程錄井。其特點是實現(xiàn)了儀器連續(xù)自動檢測與記錄，實現(xiàn)了錄取資料 的定量化，參數(shù)多，有專門的解釋方法和軟件，油氣層的發(fā)現(xiàn)和評價自成系統(tǒng)，現(xiàn)已成為錄 井工作的主體。綜合錄井技術(shù)主要通過巖心錄井、巖屑錄井、氣測和綜合錄井儀錄井等錄井 方法獲取直接反應(yīng)地下情況和施工情況的多項資料。其顯著特點是第一手資料真實可靠，信 息量大，便于綜合應(yīng)用。同時，由于錄井工作是隨鉆采集資料，隨鉆進(jìn)行評價，具有獲取地 下信息及時、分析解釋快捷的特點，因此綜合錄井是發(fā)現(xiàn)和評價油氣層最及時的手段，是任 何其他油氣勘探方法都望塵莫及的。錄井技術(shù)與其他勘探技術(shù)相比，具有成本低、信息及時、 第一手資料多、現(xiàn)場應(yīng)用快等特點。因此，錄

5、井技術(shù)作為一項重要的井筒技術(shù)，在勘探開發(fā) 中得到了廣泛的應(yīng)用。2.錄井技術(shù)機理及作用2.1常規(guī)地質(zhì)錄井技術(shù)2.1.1巖屑錄井技術(shù)巖屑錄井是按照一定的取樣間距及遲到時間，連續(xù)撈取并描述鉆井過程中被鉆頭破碎后 隨鉆井液返出井口的巖屑，并利用測井資料使其歸位、建立巖石地層剖面的過程。錄取的資料主要巖屑實物與相關(guān)描述資料：分層深度、巖性、顏色、礦物成分、化石及 含有物、物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、與稀鹽酸反應(yīng)情況、含油氣情況等。巖屑錄井資料是現(xiàn)場地質(zhì)錄井工作中直接了解地下巖性、含油性的第一手資料，編制的 巖屑錄井草圖是編繪錄井綜合圖的基礎(chǔ)，并為鉆井工程提供資料，同時也為測井解釋和進(jìn)行 地層對比提供地質(zhì)依據(jù)。

6、2.1.2巖心錄井技術(shù)所謂巖心錄井就是在鉆井過程中利用鉆井取心工具將地下巖層取出來以后，所進(jìn)行的整 理、描述、分析并回復(fù)原始地層剖面的過程。巖心錄井錄取的資料主要是巖心實物和相關(guān)描述資料、掃描圖片等：取心層位、次數(shù)、 井段、進(jìn)尺、巖心長度、收獲率、顏色、成分、結(jié)構(gòu)、化石、含有物、油氣水顯示、巖層之 間的接觸關(guān)系、地層傾角、磨光面位置、破碎帶位置、巖心出筒情況、重要的油氣產(chǎn)狀、沉 積現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造現(xiàn)象、化石等，在描述時或完成后進(jìn)行巖心照像。巖心錄井資料是最直觀的、反應(yīng)地下巖層特征的第一性資料。通過對巖心的分析研究可 以解決以下問題：獲得巖性、巖相特征，進(jìn)而分析沉積環(huán)境；獲得古生物特征，確定地層

7、時 代，進(jìn)行地層對比；確定儲集層的儲油物性及有效厚度；確定儲集層的“四性”（巖性、物 性、電性、含油性）關(guān)系；取得烴源巖儲層特征及生油指標(biāo)；了解地層傾角、接觸關(guān)系、裂 縫、溶洞和斷層發(fā)育情況；檢查開發(fā)效果，獲得開發(fā)過程中所必需的資料等。2.1.3井壁取心技術(shù)井壁取心指裸眼井測井后用井壁取心器按預(yù)定的位置在井壁上取出地層巖樣的過程。井壁取心錄取的資料主要是巖心實物及其描述資料。對井壁取心進(jìn)行描述，取得相應(yīng)的 巖性和含油性資料。彌補錄井過程中其它實物資料的不足，正實可疑巖性及其所含流體性質(zhì)，修正巖電關(guān)系， 為其它錄井和室內(nèi)分析化驗提供所需的巖樣，為發(fā)現(xiàn)、評價油氣層提供較為可靠的實物資料。 2.1.

8、4顯微薄片分析技術(shù)-現(xiàn)場巖礦分析利用礦物結(jié)晶學(xué)、晶體光學(xué)、巖石學(xué)理論，通過對巖石進(jìn)行礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面 的分析，鑒定巖性，從而達(dá)到確定地層層位、沉積相分析、儲集層評價、成巖作用研究等目 的，為錄井現(xiàn)場及科研活動服務(wù)。巖礦分析取得的資料是利用偏光顯微鏡下的薄片分析，得到的分析鑒定報告，內(nèi)容包括： 礦物成分、含量、巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造描述，巖性定名、地層歸屬與鏡下圖片等豐富的地質(zhì)信息。解決生產(chǎn)過程中的實際問題，應(yīng)用于油田的綜合地質(zhì)研究。2.1.5氣測錄井天然氣是多種烴類和非烴的氣態(tài)混合物。烴類天然氣以甲烷氣（CH4）為主，并含有總 量不多、各自數(shù)量不等的重?zé)N氣（C2-C5）；非烴氣以氮氣（n2）、二

9、氧化碳（CO2）、硫化氫 （H2S）較為常見。另外，天然氣中還含有一氧化碳、二氧化硫、氫氣、以及氦（He）、氖 （Ne）、氬（Ar）、氙（Xe）及氡（Rn）等微量的惰性氣體。在地下高溫高壓下，C5-C7烷 烴和部分環(huán)烷烴、芳烴及有機硫化物也可以呈氣態(tài)存在。一般油田天然氣的重?zé)N相對含量在 10%-35%左右，氣田天然氣的重?zé)N相對含量在0-2%左右，凝析氣重?zé)N相對含量在10%-13% 左右。氣體檢測（簡稱氣測）是通過對鉆井液中烴類和非烴含量及組分的分析，以直接發(fā)現(xiàn)、 評價油氣層的一種地球化學(xué)隨鉆測量方法。氣測錄井錄取的資料中，烴類氣體有全烴含量、組分（C-C5）含量；非烴類氣體主要 有二氧化碳、硫

10、化氫等。氣測錄井定性解釋：油氣層在氣測錄井圖上全烴和組分?jǐn)?shù)值會出現(xiàn)異常顯示，可根據(jù)氣 測曲線的全烴含量、峰形特征及組分情況判斷油、氣、水層。油層具有全烴含量高，峰形寬 且平緩及組分齊全等特征；氣層具有全烴含量高，曲線呈尖峰狀或箱狀，組分主要為C， C2以上重?zé)N甚微且不全；含有溶解氣的水層具有全烴含量低，曲線呈鋸齒狀，組分不全， 主要為C等特征；純水層氣測則無異常5。氣測錄井定量解釋方法：評斷、選取有代表性的氣測數(shù)據(jù)，依據(jù)Tg/（C+2C2+3C3+4iC4 十4nC4+5C5）比值對氣測數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確進(jìn)行判斷。根據(jù)侯平等人對國內(nèi)外100余口井的統(tǒng)計 分析，如果該值為0.8-2.05，用氣測數(shù)據(jù)定

11、量判別油、氣、水層效果較好，反之，判別結(jié)果 與實際試油結(jié)論符合率較低。常用的定量解釋方法有：地層含油氣量的計算、皮克斯勒單組 分比值圖版、三角形烴氣比值圖版、C2/CC3/C氣體圖版法、HAWORTH輕質(zhì)烷烴比值法 等。由于這些方法涉及不同的地區(qū)具有不同的圖版和解釋標(biāo)準(zhǔn)，必須結(jié)合實際地區(qū)的氣測參 數(shù)計算值進(jìn)行定量解釋，具體方法在此不作詳細(xì)介紹。2.6熒光錄井熒光錄井是根據(jù)石油的熒光性，將現(xiàn)場采集的巖石樣品，使用熒光分析儀器直接觀察或 測定熒光強弱的方法。熒光的產(chǎn)生即由于物質(zhì)在受光激發(fā)后可發(fā)射出較受光波長長的光譜。 由氙燈發(fā)射出的光束照射Ex（激發(fā)）分光器，Ex分光器每轉(zhuǎn)動一個角度允許一種波長的

12、光通 過，連續(xù)轉(zhuǎn)動過程中不同波長的光照射到樣品池，其中的熒光物質(zhì)吸收激發(fā)光后發(fā)射熒光 Em，熒光光譜通過光纖傳至列陣光譜數(shù)據(jù)處理模塊，最后樣品的熒光以數(shù)字顯示或圖譜打 印的方式提供給用戶6。定性熒光錄取主要在熒光燈底下觀察、記錄干照、濕照及滴照的顏色、級別等。定量熒 光錄取的主要資料有：（）油性指數(shù)R：為發(fā)射波長350-500nm最大熒光強度與發(fā)射波長 200-350nm最大熒光強度之比。（2）最佳激發(fā)波長、最佳發(fā)射波長：是指獲得最大熒光強度 所對應(yīng)的激發(fā)波長EX和發(fā)射波長Em，最佳激發(fā)波長和最佳發(fā)射波長可以反映不同油種及不 同添加劑的各自特性。（3）熒光強度F：原油中熒光物質(zhì)所發(fā)射熒光的強弱

13、，反映被測樣品 中熒光物質(zhì)的多少。（4）含油濃度c（mg/L）：指g巖石樣品中含油熒光級別的高低；是由 含油濃度派生的參數(shù)。N=5-（4-logc）/0.30。定量熒光錄取所得的原始資料形式主要是熒光 強度數(shù)據(jù)和熒光光譜圖等，如三維熒光光譜圖。熒光錄井經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)從熒光燈下的定性觀察發(fā)展到定量熒光錄井，這是熒光 錄井?dāng)?shù)字化、信息化的一大進(jìn)步，定量熒光取代傳統(tǒng)方法已成必然趨勢。定量熒光取代傳統(tǒng) 方法已成必然趨勢。定量熒光儀最大的特點是對油氣檢測的靈敏度高，能在現(xiàn)場快速發(fā)現(xiàn)并 初步定量評價儲集層的性質(zhì)，與其它錄井方法相結(jié)合，可大大提高油氣層的發(fā)現(xiàn)率和判識的 準(zhǔn)確率。2.7鉆井工程參數(shù)錄井鉆

14、探井的目的是為了獲取地質(zhì)資料，而鉆井工程本身和其他建設(shè)工程一樣，反過來也 要碰到許多地質(zhì)問題，所以鉆井工程參數(shù)不是可有可無的。鉆井工程參數(shù)主要是應(yīng)用綜合錄 井儀器進(jìn)行隨鉆錄井，能夠直接監(jiān)測鉆井、鉆井液、氣體等多項參數(shù)，可以連續(xù)監(jiān)測鉆井過 程中的全過程。鉆井工程錄井的主要資料如表；鉆井工程參數(shù)可以用來評判各種鉆井過程中的異常情況：地質(zhì)異常情況，主要是油水異 常顯示，是為發(fā)現(xiàn)和評價油氣層服務(wù)的。主要的地質(zhì)異常特征主要有：氣侵、油侵、鹽水侵 和淡水侵。地質(zhì)-工程異常特征，包括異常高壓地層、井涌和井漏三種類型，都可能引發(fā)井內(nèi)惡性異常的事件。同時還包括鉆井工程異常特征和接單根、起下鉆及停鉆期間的異常特征

15、。表1.鉆井工程參數(shù)錄井?dāng)?shù)據(jù)表實時參數(shù)遲到參數(shù)基本計算參數(shù)大鉤負(fù)荷，kN；大鉤高度，m； 轉(zhuǎn)盤扭矩，kN；立管壓力，MPa； 套管壓力，MPa；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，r/min； 1號泵沖速率，沖/min； 2號泵沖速率，沖/min； 1號池鉆井液體積，m3； 2號池鉆井液體積，m3； 3號池鉆井液體積，m3； 4號池鉆井液體積，m3； 入口鉆井液密度，g/cm3； 入口鉆井液溫度，C； 入口鉆井液電導(dǎo)率，mS/m。全烴，%；烴類氣體組分： 甲烷；C），%； 乙烷；C2），%； 丙烷；C3），%； 異丁烷（iC4），%； 正丁烷（nC4），%； 異戊烷（iC5），%； 正戊烷（nC5），%；硫化氫，；二氧

16、化碳，%； 氫氣，；氦氣，%； 出口鉆井液密度，g/m3； 出口鉆井液溫度，C； 出口鉆井液電導(dǎo)率，mS/m; 出口鉆井液流量，。井深：標(biāo)準(zhǔn)井深、垂直井深、遲到井深，m；鉆時，min/m；鉆速，m/h；鉆井液流量，L/s；鉆井液總體積，m3；遲到時間，min；Dc指數(shù)；Sigma指數(shù)；地層壓力梯度，g/m3；破裂地層壓力梯度，g/m3；地層孔隙度，%；每米鉆井成本，元/m； 鉆壓，kN。鉆井液錄井是指由于鉆井液在鉆遇油、氣、水層和特殊巖性地層時，其性能將發(fā)生各種 不同的變化，所以根據(jù)鉆井液性能的變化及槽面顯示，來判斷井下是否鉆遇油、氣、水層和 特殊巖性的方法稱為鉆井液錄井。主要收集油氣顯示的資

17、料及其級別，水侵顯示的資料及油氣上竄的速度等。鉆井液錄井資料的應(yīng)用：（1）在鉆進(jìn)過程中通過泥漿槽、池油氣顯示，發(fā)現(xiàn)并判斷地下 油氣層，通過鉆井液性能的變化，分析并研究井下油氣水層的情況;（2）利用鉆井過程中鉆 井液性能的變化，可以判斷井下油氣水層的情況；（3）通過進(jìn)出口鉆井液的性能及量的變化， 發(fā)現(xiàn)水層、漏失層或高壓層；（4）通過鉆井液錄井，發(fā)現(xiàn)鹽層、石膏層、疏松砂層、造漿泥 巖層等；（5）加強泥漿循環(huán)槽、池面觀察及池面定時觀測記錄，及時發(fā)現(xiàn)油氣顯示、井漏或 井噴預(yù)兆、巖膏侵等異常情況，采取必要措施，確保安全鉆進(jìn)；（6）合理調(diào)節(jié)鉆井液的性能， 保證近平衡鉆進(jìn)，可以防止鉆井事故的發(fā)生，保證正常鉆

18、進(jìn)，加快鉆井速度，降低鉆井成本， 為發(fā)現(xiàn)油氣層、保護(hù)油氣層提供措施依據(jù)，是打好井、快打井、科學(xué)打井的重要措施與前提。 2.2特殊錄井2.2.1巖石熱解地球化學(xué)錄井巖石熱解是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來的一種烴源巖評價方法，該方法在實驗室 Rock-Eval評價烴源巖的基礎(chǔ)上，經(jīng)移植改造拓展用于錄井現(xiàn)場對儲集層分析評價。巖石熱 解地化錄井是根據(jù)有機質(zhì)熱裂解原理，利用巖石熱解儀隨鉆對巖石樣品進(jìn)行分析，進(jìn)而對烴 源巖和儲集層進(jìn)行評價的錄井方法。目前，巖石熱解錄井技術(shù)已有三峰分析技術(shù)、五峰分析 技術(shù)等。巖石熱解地球化學(xué)錄井的主要資料如表2；主要應(yīng)用于兩方面，一是儲集層評價，主要用于評價模型的建立，以及評

19、價模型的適用 性，并且對儲層中原油的性質(zhì)進(jìn)行定性的判別和儲層中的儲量的的估算;二是烴源巖的評價， 主要用于鑒別烴源巖的類型、豐度和成熟度的評價，并且用于計算烴源巖的生油量和排烴量。表2.巖石熱解地球化學(xué)錄井錄取資料儲集層巖石熱解錄井參數(shù)烴源巖熱解錄井參數(shù)分析參數(shù)計算參數(shù)分析參數(shù)計算參數(shù)小于等于90C時檢測到的單位 質(zhì)量儲集層巖石中烴類含量 So；含油氣總量Pg小于等于90C時檢測到的單 位質(zhì)量巖石中有機質(zhì)熱解烴含 量So；表示生油巖中潛在的生油氣量Pg；90-130C時檢測到的單位質(zhì)量 儲集層巖石中烴類含量S；氣產(chǎn)率指數(shù)GPI90-300C時檢測到的單位質(zhì)量 巖石中有機質(zhì)熱解烴含量S；單位質(zhì)量

20、巖石中有 機碳占巖石質(zhì)量的 百分?jǐn)?shù)COT；300-600C時檢測到的單位質(zhì)量儲集層巖石中烴類含量S2；油產(chǎn)率指數(shù)OPI300-600C時，檢測到的單位質(zhì)量巖石中有機質(zhì)熱解烴含量S2；能生成油氣的有機 碳PC90-200C時檢測到的單位質(zhì)量 儲集層巖石中烴類含量s11；油氣總產(chǎn)率指數(shù)TPI恒溫600C經(jīng)6min氧化，檢測 到的單位質(zhì)量儲集層巖石熱解 后殘余有機碳含量S4；輕指數(shù)IH200-350C時檢測到的單位質(zhì)量 儲集層巖石中烴類含量S21；原油輕重組分指數(shù)PS熱解S2峰的最高點相對應(yīng)的溫度Tmax降解潛率D350-450C時檢測到的單位質(zhì)量 儲集層巖石中烴類含量S22；凝析原油指數(shù)P1450

21、-600C時檢測到的單位質(zhì)量 儲集層巖石中烴類含量S23；輕質(zhì)原油指數(shù)P2恒溫600C經(jīng)6min氧化，檢測 到的單位質(zhì)量儲集層巖石熱解 后殘余有機碳含量S4；中質(zhì)原油指數(shù)P3熱解S2峰的最高點相對應(yīng)的溫度 Tmax重質(zhì)原油指數(shù)P42.2.2曜頂氣輕烴錄井巖屑（巖心）在裝罐前，輕烴已部分揮發(fā)和逸散，其揮發(fā)、逸散的速度和程度除取決于 油層性質(zhì)、原油性質(zhì)、原油中輕烴含量外，還與鉆井液的溫度、粘度、密度及井深、巖屑破 碎程度、時間等有關(guān)。因此罐頂氣輕烴實質(zhì)上是巖屑（心）中的輕烴部分揮發(fā)后“剩余輕烴” 自然脫附的結(jié)果。罐頂氣中的輕烴與原始地層中的輕烴相比，輕烴組成（組分個數(shù)）相同， 但輕烴豐度減少，輕烴

22、的相對含量發(fā)生了較大的變化。其變化主要體現(xiàn)在低沸點烴組分的相 對含量減少，高沸點烴組分相對含量的增加。而相對于結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似、沸點相近的烴組分 來說，由于其揮發(fā)速度是相近的，所以它們之間的比值仍保持不變。罐頂氣的輕烴組成反映了地層輕烴的組成，罐頂氣輕烴的豐度與地層輕烴的豐度及樣品 裝罐前輕烴逸散、揮發(fā)程度密切相關(guān)；罐頂氣輕烴的相對含量是地層中輕烴在油層物性、原 油性質(zhì)、原油中輕烴含量、鉆井液性能等因素共同作用下的結(jié)果。罐頂氣輕烴錄井是以輕烴 豐度為前提，以輕烴組成為參考，以輕烴相對含量為主要依據(jù)來判斷輕烴的活躍程度，然后 通過輕烴的活躍程度來推斷油氣層的活躍程度，最終達(dá)到油氣層判識的目的。罐頂

23、氣錄井主要是指分析罐頂氣中的C1-C7烴組分，它包括7個正構(gòu)烷烴、13個異構(gòu) 烷烴、8個環(huán)烷烴、1個芳香烴（笨）共29個單體組分。經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到29個烴組分的豐 度、29個烴組分的體積濃度、29個烴組分的相對質(zhì)量百分含量及庚烷值、異庚烷值、笨指 數(shù)、S（C1C4） S（C5C7）、S（C5C7）/（C1C4） MCC6/SDMCC5 等共 94 個原始和 計算參數(shù)。應(yīng)用罐頂氣錄井資料，可以評價烴源巖的成熟度和有機質(zhì)質(zhì)量、解釋油氣水層、判識混 油鉆井液條件下的真假油氣顯示、判斷地層原油的生物降解和熱演化程度、估算原油密度、 定性判斷取心井段儲集層的滲透率。在油氣層解釋中尤以砂礫巖體儲集層和低滲透

24、儲集層效 果較好。2.2.3 PK 錄井PK錄井實際上是脈沖核磁共振譜儀，它采用自差法來檢測核磁共振信號。樣品中氫原 子核數(shù)目越多，從射頻磁場中吸收的能量也就越多，產(chǎn)生的信號也就越大。PK儀就是通過 測定巖石孔隙水中氫原子核的馳豫時間及巖樣信號，在通過程序中的公式來確定巖石中的孔 隙度、滲透率、自由流體指數(shù)及束縛水飽和度這四項參數(shù)。PK分析資料除了可以根據(jù)校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲層評價外，還可與定量熒光、巖石熱解 地化錄井、罐頂氣分析資料配合使用，尤其是孔隙度，在應(yīng)用地化、罐頂氣分析資料進(jìn)行產(chǎn) 量估算時，有較好的參考價值，從而提高地化和罐頂氣分析資料的應(yīng)用價值。2.2.4核磁共振錄井核磁共振技術(shù)檢測

25、的對象是巖樣（巖心、巖屑及井壁取心等）孔隙內(nèi)流體（油或水等） 中的氫原子核（1H）。在特定的條件下，氫原子核與磁場之間會發(fā)生強烈的相互作用即共振， 從而可以檢測到流體的核磁共振信號強弱及T2馳豫時間的大小。流體的核磁共振信號的強弱反映了巖石孔隙流體量的多少，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)刻度得到巖石孔隙 度體積即孔隙度；T2馳豫時間的大小反映了流體受巖石孔隙固體表面的作用力的強弱，大 孔隙中流體馳豫時間較長，小孔隙中的流體馳豫時間較短。核磁共振錄井技術(shù)即是通過測量 巖石孔隙中流體氫核的衰減信號得到巖石的孔隙大小，以及巖石孔隙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等豐富的地質(zhì) 信息。核磁共振錄井采用了與現(xiàn)代核磁測井相同的T2譜技術(shù)，實現(xiàn)了巖石物性

26、分析從室內(nèi)到 鉆井現(xiàn)場的遷移。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）快速準(zhǔn)確的提供儲集層物性參數(shù)（孔 隙度、滲透率和含油飽和度），尤其是在現(xiàn)場可以對儲集層進(jìn)行快速評價，從而為下部措施 提供依據(jù)；（2）分析樣品類型包括巖心、巖屑、井壁取心（孔隙結(jié)構(gòu)未被破壞），其連續(xù)性 和系統(tǒng)性優(yōu)于室內(nèi)常規(guī)巖心物性分析；（3）與PK儀相比，其測量參數(shù)的準(zhǔn)確性和簡便性有 了質(zhì)的飛躍，尤其是通過T2譜可以提供更加豐富的地質(zhì)信息（包括巖石孔隙結(jié)構(gòu)特點、流 體可動性等信息）。2.2.5定量熒光錄井7定量熒光技術(shù)是根據(jù)原油中烴類物質(zhì)通過紫外光源照射會產(chǎn)生特定波長的熒光這一原 理，將熒光強弱及波長進(jìn)行采集處理，完成原油含量和成

27、分的判斷，它能及時、準(zhǔn)確地判斷 并消除鉆井液污染對油氣顯示的影響。20世紀(jì)90年代初美國TEXACO石油公司率先開 發(fā)了 QFT定量熒光分析儀，90年代末期，北京石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院、北京中石油技 術(shù)公司、上海三科儀器有限公司聯(lián)合研制了中國首臺OFA-I型石油定量熒光分析儀，之后 又相繼研制了 OFA-II、OFA-3DI型石油定量熒光分析儀，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件操作系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外研制開發(fā)的定量熒光檢測儀器大致可以分為三類：數(shù)字濾波熒光檢測儀、 二維熒光檢測儀和三維熒光檢測儀。數(shù)字濾波熒光檢測和二維定量熒光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 現(xiàn)場，表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果：能夠識別微弱油氣顯示，發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)油氣

28、層；可排除鉆井液 處理劑和礦物發(fā)光干擾，有效識別油層顯示；能夠直接分析鉆井液，可以解決新的鉆井工藝 下巖屑細(xì)碎、甚至取不到巖屑情況下油氣識別的難題；可準(zhǔn)確評價油氣水層。三維定量熒光技術(shù)是在二維熒光技術(shù)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，近幾年推行的一門新技術(shù)。二 維定量熒光技術(shù)在對中質(zhì)油、重質(zhì)油及判別真假油氣顯示方面還存在不足，三維定量熒光技 術(shù)在一定程度上彌補了它的缺陷，提高了定量熒光錄井技術(shù)的有效性和實用性。該技術(shù)能夠 及時發(fā)現(xiàn)及識別真假油氣顯示、判別儲層流體性質(zhì)和原油性質(zhì)、求取含油飽和度、分析地層 中單位含油豐度；能夠進(jìn)行油源對比及追蹤、鑒定生油巖，評價水淹層。當(dāng)然，定量熒光技術(shù)畢竟是一項新技術(shù)，還有許多

29、問題需要深入研究，例如，需深入分 析影響定量熒光錄井技術(shù)的因素，尋找解決辦法，保證分析精度；延伸應(yīng)用三維定量熒光資 料，完善解釋圖版；深入研究三維定量熒光，為油氣的演化、運移及油源評價等工作提供服 務(wù)（圖1）。圖1.熒光錄井發(fā)展歷程3.錄井技術(shù)的基本功能及應(yīng)用13.1建立地質(zhì)剖面，進(jìn)行地層評價3.1.1建立地質(zhì)剖面建立地質(zhì)剖面是錄井最基礎(chǔ)性的工作，特別是在新探區(qū)更是如此。多年來巖屑描述、巖 心描述、井壁取心描述、微古生物、薄片等資料建立地質(zhì)剖面的方法基本沒有變化，只是結(jié) 合泥（頁）巖密度、碳酸鹽含量等資料，參考鉆時、轉(zhuǎn)盤扭矩等參數(shù)變化可以進(jìn)行單井地層剖 面、巖性剖面及單井沉積相和巖相古地理分析

30、。但是由于大斜度大位移井的鉆探以及PDC 鉆頭的廣泛應(yīng)用，這些傳統(tǒng)的方法已面臨著越來越嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。為此現(xiàn)在已開始探討運用“巖 屑體積跟蹤法”識別真假巖屑和“去尾法”與“氣測全烴法”落實地層界面的技術(shù)方法；同 時針對巖屑混雜、細(xì)碎，甚至呈粉末狀，給巖屑描述帶來的困難，已開始探討應(yīng)用巖屑自然 伽馬錄井法落實巖性，而利用計算機成像結(jié)合工程參數(shù)反演的技術(shù)研究已取得一定的成果。 3.1.2儲集層評價儲集層評價是充分利用錄井信息的一個基本方面，在施工現(xiàn)場利用巖屑、巖心描述（包 括視孔隙度、粒度、圓度、分選、膠結(jié)類型、膠結(jié)物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等參數(shù)的描述）對儲集層 的儲集空間、油氣運移通道等儲集條件進(jìn)行分析，充分

31、利用P-K儀測量孔隙度、滲透率、 含油飽和度，利用地化錄井儀測量總有機碳、殘余碳、氫指數(shù)、降解潛率、重?zé)N指數(shù)、總烴 含量等參數(shù)確定儲集層類型、含油級別，估算產(chǎn)能以及現(xiàn)場計算單層油氣地質(zhì)儲量等。3.1.3生油層評價生油層評價實際是生油資源評價。使用熱解色譜地化錄井儀測量殘余碳、總有機碳等系 列參數(shù)進(jìn)行生油層的有機質(zhì)類型、成熟度、有機質(zhì)豐度、生油氣量、排烴量及生油潛力等參 數(shù)的計算，總體評價生油資源。3.2發(fā)現(xiàn)與評價油氣水層在發(fā)現(xiàn)油氣顯示方面主要依靠巖屑、巖心、井壁取心、氣測、定量熒光與槽面觀察所取 得的信息；在識別真假油氣顯示方面主要依靠定量熒光的差譜分析與圖譜特征、熱解色譜、 三維定量熒光的圖

32、譜特征、氣測全烴與鉆時、巖性對應(yīng)性以及氣測組分參數(shù)之間的關(guān)系和鉆 井液電導(dǎo)率、密度等。在評價油氣水層方面主要依靠巖屑、巖心的油砂含量、含油飽滿程度、滴水情況以及氣 測組分、地化異常信息、鉆井液全脫信息、巖石熱解色譜信息、鉆井液罐裝輕烴與酸解烴信 息、鉆井液錄井信息(電導(dǎo)率、密度、粘度、氯離子、池體積萼)，結(jié)合各個地區(qū)區(qū)域的基本 特征，采用氣測的皮克斯勒法、三角形法、比值法、3H法(Wh，Bh，Ch)、地層含氣量法、 灌滿系數(shù)法，地化B-P法、亮點法、組分對比法、定量熒光孔滲性指數(shù)與熒光強度法、油 性指數(shù)與熒光強度法、巖石熱解色譜基線與圖譜形態(tài)法結(jié)合各種數(shù)據(jù)對比進(jìn)行解釋評價。在水淹層評價方面主要

33、依靠地化分析數(shù)據(jù)計算殘余油飽和度、驅(qū)油效率，利用熱解色譜 的圖譜信息(包括峰值、基線、主峰、峰型等)和熒光顯微技術(shù)信息。油質(zhì)判斷主要依據(jù)地化的Tma值、TPI值與熱解色譜譜圖特征信息；油源追蹤主要依靠 定量熒光、熱解色譜等錄井信息；在產(chǎn)能預(yù)測方面主要依靠地化、熱解色譜與P-K儀分析 獲得的儲集層物性錄井信息。目前國內(nèi)已探討了運用氣測全脫數(shù)據(jù)、地化分析數(shù)據(jù)與dc指 數(shù)求得的孔隙度數(shù)據(jù)進(jìn)行定量化解釋評價，并取得一定的成果。3.3鉆井作業(yè)監(jiān)控現(xiàn)代錄井的主要職能還有一項就是鉆井監(jiān)控。鉆井監(jiān)控包括鉆井事故預(yù)報、地層壓力監(jiān) 控等方面。3.3.1鉆井事故預(yù)報鉆頭使用情況分析和預(yù)報通常扭矩的變化情況可由扭矩基

34、值、相對變化量、變化頻率來描述。鉆頭的不同使用階 段，特別是鉆頭出現(xiàn)異常時，扭矩具有明顯的特征，鉆頭異常是指鉆頭有掉齒、牙輪軸承卡 死或嚴(yán)重晃動、鉆頭縮徑和泥包等情況。鉆頭新度變化可分為四個階段，一般來說，第一個 階段即鉆頭使用前期是正常工作階段，可以安全快速鉆進(jìn)；第二個階段即鉆頭使用中期，有 可能是鉆柱粘滑和鉆頭的跳動引起的，多數(shù)情況下這種曲線表現(xiàn)為鉆頭的正常磨損，但在鉆 進(jìn)措施上要適當(dāng)降低鉆壓，增大轉(zhuǎn)速，否則就會使磨損速度加快;第三階段即鉆頭使用后期， 鉆頭已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重磨損，并且有斷齒的可能，為鉆頭使用異常的典型曲線形態(tài)，應(yīng)及時起 鉆更換鉆頭；否則就會進(jìn)入第四階段，鉆頭產(chǎn)生頻繁蹩跳，造成

35、牙輪巴掌或殼體斷落而釀成 事故。依據(jù)圖譜曲線，可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測出鉆頭事故。在鉆頭使用后期，鉆頭隨時都有損 壞的可能，錄井人員應(yīng)密切注意扭矩的變化，隨時做出準(zhǔn)確的預(yù)報，防止鉆頭事故的發(fā)生。為判定溜鉆、頓鉆、卡鉆提供依據(jù)正常鉆進(jìn)過程中，司鉆送鉆是否均勻可通過記錄的大鉤負(fù)荷(或鉆壓)曲線真實地反映出 來，發(fā)生溜鉆、頓鉆時，大鉤負(fù)荷突降，鉆壓急增，并伴有扭矩突增、井深增大等參數(shù)的變 化。溜鉆、頓鉆對鉆頭、鉆具的損害極大，加劇了鉆頭的磨損和鉆具的老化，同時埋下了事 故隱患，對鉆井安全極為不利?？ㄣ@時，大鉤負(fù)荷急增，有時高達(dá)鉆具總重的數(shù)倍，往往為 處理事故耗費大量的非生產(chǎn)時間，由此造成的經(jīng)濟損失是巨大的

36、，卡點的位置可由綜合錄井 儀記錄的鉆頭位置獲得。溜鉆、頓鉆，尤其是卡鉆，大多數(shù)情況下都成為要處理的工程事故 而無法進(jìn)行事先預(yù)測，如何把事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，這是綜合錄井技術(shù)今后尚需解決的 問題。鉆進(jìn)放空判斷和分析鉆遇欠壓實地層、儲集層和溶洞、裂縫發(fā)育的地層時，常會發(fā)生鉆進(jìn)放空，這些地層可 能孕育著異常高壓，儲集層鉆開后可能會發(fā)生井涌、井噴，雖然井涌時會伴有鉆井液池液面 上漲、鉆井液性能發(fā)生變化等明顯現(xiàn)象，但這需要在一個遲到時間后才能發(fā)現(xiàn)，時間上有所 滯后，而鉆進(jìn)參數(shù)具有極強的實時性，可以及時發(fā)現(xiàn)，提前預(yù)防，為井控贏得時間。鉆進(jìn)放 空時鉆進(jìn)參數(shù)的變化體現(xiàn)在：大鉤負(fù)荷瞬間急增，然后突降；井深突然

37、增加，瞬時鉆時跳變； 扭矩相對變化量大，變化頻率極快；泵壓會有一個先升后降的微變過程，這是由于放空的瞬 間因鉆井液循環(huán)通道減小而使泵壓短暫升高，隨后鉆井液通道增大致使泵壓呈降勢所致。鉆具刺漏判別和預(yù)報刺漏事故常發(fā)生在鉆井液高壓循環(huán)系統(tǒng)中，鉆具刺漏的結(jié)果往往會造成鉆具落井事故。 如何及時發(fā)現(xiàn)和避免刺漏的進(jìn)一步發(fā)生和發(fā)展尤為重要，綜合分析泵沖、泵壓的變化，可準(zhǔn) 確判定鉆具的刺漏情況。如果鉆井液泵、地面高壓管線正常，泵沖數(shù)保持不變，若泵壓緩慢 下降，在曲線上表現(xiàn)為一條斜率基本穩(wěn)定的直線，可判定為井下鉆具刺漏;泵沖數(shù)保持不變， 若泵壓突然降低，可判斷為鉆頭噴咀脫落。井涌、井漏預(yù)報井涌、井漏是一對互為逆

38、反的現(xiàn)象，井涌是由于地層孔隙壓力大于井內(nèi)液柱壓力，在壓 差的作用下，地層流體進(jìn)入井中的現(xiàn)象；井漏常發(fā)生在裂縫、孔洞發(fā)育的地層，并且與地層 孔隙壓力、鉆井液液柱壓力以及鉆井施工的具體操作過程密切相關(guān)。及時發(fā)現(xiàn)井涌、井漏就 能為井控和堵漏贏得時間，從而防止事態(tài)的進(jìn)一步擴大。井涌、井漏發(fā)生時，會有相關(guān)參數(shù) 發(fā)生變化：井涌表現(xiàn)為鉆井液出口流量的增大，而井漏則相反，井漏嚴(yán)重時鉆井液甚至?xí)?進(jìn)無出。井涌表現(xiàn)為鉆井液體積增加，鉆井液池液面上漲，井漏則相反，井涌發(fā)生前泵壓有 一個先升后降的過程，這是地層流體涌入井筒初期造成鉆井液絮凝而使泵壓短暫增加，隨后 地層流體使鉆井液密度降低，致使泵壓呈現(xiàn)降勢所致；井漏

39、則由于鉆井液增加通道而池體積 呈降勢。無論涌漏，瞬時鉆時都有跳變，甚至有鉆進(jìn)放空現(xiàn)象。此外，井涌還使鉆井液出口 密度、出口電導(dǎo)率降低，油氣侵入造成的井涌還有明顯的氣顯示等等。3.3.2隨鉆地層壓力監(jiān)測隨鉆地層壓力監(jiān)測可實時地計算出地層孔隙壓力的大小，所謂實時性是指鉆開地層的同 時就可計算出地層壓力數(shù)據(jù)，而不像氣測、巖屑錄井和鉆井液參數(shù)那樣，需要一個遲到時間 后才能監(jiān)測到。由于地層壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)具有實時性，他在油氣層保護(hù)、平衡鉆井中意義重大。 現(xiàn)場常采用dc指數(shù)法和Sigma法兩種方法監(jiān)測地層壓力，其原理都是基于巖石可鉆性與地 層孔隙壓力的關(guān)系，只不過由于異常高壓形成機理的不同，使得二者在監(jiān)測方法

40、中有所不同。 dc指數(shù)法是以泥巖壓實理論為基礎(chǔ)，主要檢測砂泥巖沉積過程中的欠壓實層，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)欠 壓實泥巖中夾有高壓滲透性油氣層的方法；Sigma法則是以巖石骨架強度理論為基礎(chǔ)，不涉 及欠壓實層(即壓力過渡帶)，直接檢測異常高壓是否存在。二者各有千秋，也都有其局限性。 在碳酸鹽巖地層中由于不存在壓力過渡帶，使得dc指數(shù)法無能為力；Sigma法既可在砂泥 巖地層中使用，也可在碳酸鹽巖地層中使用，但在砂泥巖地層中，由于泥巖的造漿性使得鉆 井液密度變化大，影響了 Sigma法監(jiān)測的準(zhǔn)確性，所以，砂泥巖地層中，地層壓力監(jiān)測以 dc指數(shù)法為準(zhǔn)，Sigma法為輔；碳酸鹽巖地層中只能用Sigma法監(jiān)測地層壓力

41、。3.3.3優(yōu)化鉆井方案確定最優(yōu)鉆井參數(shù)以尋求最小鉆進(jìn)成本為目標(biāo)的優(yōu)化鉆井方案，過去通常是根據(jù)大量已鉆資料和實驗數(shù)據(jù)， 經(jīng)過后臺計算處理，由設(shè)計部門在鉆井設(shè)計中體現(xiàn)出來，而在實鉆過程中，若想根據(jù)不同情 況加以修正，往往還是憑借經(jīng)驗，缺乏實時性和科學(xué)性。建立的各種鉆速方程或成本函數(shù)模 型，優(yōu)化方案必須考慮巖石強度、巖屑埋深、井底凈化、井底壓差、鉆頭直徑及鉆壓、轉(zhuǎn)速、 牙齒磨損、水力效率等影響因素。從純數(shù)學(xué)理論上講，以鉆進(jìn)成本為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化問題 是一個條件極值的問題。采用目前較為經(jīng)典的鉆進(jìn)成本公式、多元鉆速方程、鉆頭磨損方程、 水力學(xué)計算公式等數(shù)學(xué)模型尋優(yōu)，必須盡可能全面地將各種因素都統(tǒng)籌進(jìn)去

42、。優(yōu)化鉆頭選型根據(jù)地層可鉆性選擇鉆頭，可以取得鉆速高、進(jìn)尺快、成本低、井下鉆頭異常發(fā)生概率 低的效果。為此，人們建立了地層可鉆性與鉆頭類型的關(guān)系。鉆頭選型，首先要了解國內(nèi)鉆 頭生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的鉆頭系列、品種與市場情況，然后依據(jù)錄井資料確定所鉆地層的可鉆性 級值，再依據(jù)地層可鉆性級值選取合理的鉆頭類型。優(yōu)化鉆井液密度過低密度的鉆井液可能導(dǎo)致地層垮塌與井漏、井噴，而過高密度的鉆井液則可能導(dǎo)致傷 害地層，井漏，壓死油氣層，降低鉆進(jìn)速度。尋求最佳鉆井液密度首先要依據(jù)地層壓力監(jiān)測 信息，確定地層壓力系數(shù)；其次要依據(jù)鉆時、巖屑、巖心信息及橫向?qū)Ρ确治鲂畔⑴袛嗟貙?是否為破碎易垮地層；最后要依據(jù)氣測、硫化氫監(jiān)測及地層對比信息判斷是否為含硫地層。 在此基礎(chǔ)上