由于钻井液在钻遇油、气、水层和特殊岩性地层时其性能将发生各种不同的变化,所以根据钻井液性能的变化及槽面显示,可以判断井下是否钻遇油、气、水层和特殊岩性地层,该方法称为钻井液录井。2
钻井液钻井液,俗称泥浆,是钻井时用来清洗井底并把岩屑携带至地面、维持钻井操作正常进行的流体。普通钻井液是由粘土、水和一些无机或有机化学处理剂搅拌而成的悬浮液和胶体溶液的混合物,其中粘土呈分散相,水是分散介质,组成固相分散体系。
钻井液具有以下功能:
(1)带动涡轮,冷却钻头和钻具;
(2)携带岩屑,悬浮岩屑,防止岩屑下沉;
(3)保护井壁,防止地层垮塌;
(4)平衡地层压力,防止井喷与井漏:
(5)将水动力传给钻头,破碎岩石;
(6)钻井液录井,取得油、气、水层资料。
钻井液录井原则和要求(1)任何类别的井在钻进或循环过程中都必须进行钻井液录井。
(2)区域探井、预探井钻进时不得混油,包括机油、原油、柴油等,不得使用混油物,如磺化沥青等。若处理井下事故必须混油,则需经探区总地质师同意,事后必须除净油污,然后方可钻进。
(3)必须用混油钻井液钻进时,要收集油品及混油量等数据,并且一定要做混油色谱分析。
(4)下钻、划眼或循环钻井液过程中出现油气显示时,必须进行后效气测或循环观察,取样做全套性能分析,并落实到具体层位或层段上。
(5)如遇井涌、井喷,则应采用罐装气取样,进行钻井液性能分析。
(6)如遇井漏,则应取样做全套性能分析。
(7)钻井液处理情况,包括井深、处理剂名称、用量、处理前后性能等,都要详细记入观察记录中。1
钻井液录井的注意事项(1)如果必须在钻井液中混油或其他有机处理剂时,一般需要提交分析化验报告,经勘探主管部门批准后方可实施。特殊情况下,要及时汇报。
(2)钻遇目的层时,要加密录取钻井液密度、粘度、含盐量等项资料。
(3)发现各类气体显示、井漏或井喷预兆、盐膏浸等异常情况,要及时通报,确保安全钻进。
(4)按要求及时测量钻井液进出口的钻井液性能,及时收集整理、分析钻井液录井资料,以便判别地下油、气、水层及钻井过程中钻井液的变化情况,采取保护措施。
(5)根据吐指数值,预测压力变化趋势,做好随钻压力测试工作,为合理调整钻井液性能,保证近平衡钻进,发现油气层、保护油气层提供措施依据。
钻井液录井资料的收集钻进时,钻井液不停地循环,当钻井液在井中和各种不同的岩层及油、气、水层接触时,钻井液的性质就会发生某些变化,根据钻井液性能的变化情况,可以大致推断地层性质及含油、气、水情况。当油、气、水层被钻穿以后,若油、气、水层压力大于钻井液柱压力,在压差作用下,油、气、水进入钻井液,随钻井液循环返出井口,并呈现不同的状态和特点,这就要求进行全面的钻井液录井资料收集。油、气、水显示资料,特别是油、气显示资料,是非常重要的地质资料。这些资料的收集有很强的时间性,如错过了时间,就可能使收集的资料残缺不全,或者根本收集不到资料。
1.油气水显示的分级
按钻井液中油气水显示的情况,可分为以下四级:(1)油花气泡:油花或气泡占槽面面积30%以下。(2)油气浸:油花或气泡占槽面面积30%以上,钻井液性能变化明显。(3)井涌:钻井液涌出至转盘面以上不超过1m。(4)井喷:钻井液喷出转盘面1 m以上。喷高超过二层平台称强烈井喷。
2.油气显示资料收集
钻入目的层后,应注意观察泥浆槽、泥浆池液面和出口情况,并定时测量钻井液性能。
(1)观察泥浆槽液面变化情况。观察槽面时应着重注意以下四方面的内容:①记录槽面出现油花、气泡的时间,显示达到高峰的时间,显示明显减弱的时间,并根据迟到时间推断油气层的深度和层位;②观察槽面出现显示时油花、气泡占槽面面积的百分比,显示达到高峰时占槽面的百分比,显示减弱时占槽面的百分比;③油气在槽面的产状、油的颜色、油花分布情况(呈条带状、片状、点状及不规则形状)、气泡大小及分布特点等:④槽面有无上涨现象,上涨高度,有无油气芳香味或硫化氢味等。必要时应取样进行荧光分析和含气试验等。
(2)观察泥浆池液面的变化情况。应观察泥浆池液面有无上升、下降现象,上升、下降的起止时间,上升、下降的速度和高度,池面有无油花、气泡及其产状。
(3)观察钻井液出口情况。油气浸严重时,特别是在钻穿高压油气层后,要经常注意钻井液流出情况,是否时快时慢、忽大忽小,有无外涌现象。如有这些现象,应进行连续观察,并记录时间、井深、层位及变化特征。井涌往往是井喷的先兆,除应加强观察外,还应通知工程人员做好防喷准备工作。
(4)收集钻井液性能资料。钻遇油气层时,由钻井人员定时连续测量钻井液密度、粘度,直到油气显示结束为止。地质人员除收集钻井液性能资料外,亦应随时观察,详细记录钻井液性能变化情况,供以后综合解释、讨论下套管及试油层位时参考。
钻井液录井资料的应用(1)在钻进过程中通过泥浆槽、泥浆池的油气显示,发现并判断地下油气层,通过钻井液性能变化,分析研究井下油、气、水层的情况;
(2)利用钻井过程中钻井液性能的变化,可以判断井下的特殊岩性;
(3)通过进出口钻井液性能及量的变化,发现水层、漏失层或高压层;
(4)通过钻井液录井,发现盐层、石膏层、疏松砂层、造浆泥岩层等;
(5)加强泥浆循环槽、泥浆池面观察及液面定时观测记录,及时发现油气显示、井漏或井喷预兆、盐膏侵等异常情况,采取必要措施,确保安全钻进:
(6)合理调整钻井液性能,保证近平衡钻进,可以防止钻井事故的发生,保证正常钻进,加快钻井速度,降低钻井成本,为发现油气层、保护油气层提供措施依据,是打好井、快打井、科学打井的重要措施与前提。