摘要：水平井具有较长的水平段，能够大大提高井眼与储层的接触面积，显著提升油气井采收率，在相同地质条件下，水平井开采效率优于普通直井，特别是在页岩气、页岩油、致密砂岩气藏等非常规油气藏开采过程中，水平井是较为理想的选择。由于水平井井身结构及施工工艺不同于普通直井，给岩屑录井、气测录井、工程录井等带来了难题，为了提升录井工作质量，系统分析了水平井钻井条件下地质录井工作存在的难题，提出了相应的技术措施，对于保障地质录井工作质量具有重要意义。
关键词：水平井；地质录井；质量
1 前言
随着油田进入开发中后期，原油开采难度增大，油井采收率下降。为了提升原油开采效率，降低开采成本，保证油田持续高产稳产，水平井应用越来越普遍。水平井具有较长的水平段，与储层接触面积大，控油范围广，能够有效的提升油井采收率，有研究表明，相同地质条件下，水平井开采效率是直井的3倍以上，采用水平井开发增产效果明显。特别是现阶段非常规油气藏成为开发热点，页岩气、页岩油、致密砂岩气藏等非常规油气藏储层物性差，具有低孔低渗甚至超低渗透率特征，采用普通直井难以有效动用，而采用水平井开发是最佳选择。水平井由于具有较长的水平段，井身结构不同于普通直井，水平井施工工艺也与普通直井存在差别，给岩屑录井、气测录井、工程录井等带来了难题，影响了地质录井工作质量。鉴于此，需要系统分析水平井地质录井工作的难点，针对水平井录井特点，制定相应的技术措施，切实提升地质录井质量，为油田勘探开发提供有力的技术保障。
2 水平井地质录井存在的问题
2.1 钻进速度快、岩屑细小，准确识别定名难度大
为保证水平井的钻进速度,在水平井的大斜度段和水平段钻井中通常使用PDC钻头,该钻头齿头小且密,破碎岩石的方式主要依靠井下水动力钻具带动钻头高速旋转而刮取或研磨岩石,同时在岩屑上返过程中还要经过钻具的甩打和扶正的研磨,故其岩屑细小,大多呈粉末状, 很难被振动筛分离出来。因为所捞取的岩屑既细又少,且不能代表地层的全貌,进而就增加了岩屑描述的难度,直接影响了岩屑描述的准确性,使岩屑录井工作根本无法按常规方法进行。
2.2 岩屑床的存在
水平井容易形成岩屑床，研究表明，当井斜角大于60°时,岩屑受自身重力影响很大,环空中的岩屑瞬间即可沉积在下井壁形成岩屑沉积床,并能够保持稳定。岩屑沉积床的不断形成和破坏,使得不同时间破碎的岩屑在上返过程中混杂在一起,为岩屑的描述分层增加了难度。在实际钻井过程中,还有两个因素会使因岩屑沉积床造成的岩屑混杂更为严重: ①环空内钻具因自重处于偏心状态并对已经形成的相对稳定的岩屑床反复冲击磨擦; ②动力钻具钻进时,钻头旋转而钻具不旋转,钻具贴下井壁不动,使岩屑沉积床形成的机会和规模大大增加。由于岩屑床的存在，导致岩屑混杂，岩屑代表性变差，使得岩屑识别难度大大增加。
2.3 钻头驱动方式多变
在水平井中,为了定向及提高钻井速度,经常变换驱动方式,使用转盘、螺杆、转盘+ 螺杆驱动三种驱动方式交替钻井,不论驱动方式下钻头对岩石的破碎能力不同, 岩屑大小不一,这导致岩屑十分混杂,多次往复研磨,导致井筒内岩屑十分细小,甚至呈粉末状,特别是转盘加上螺杆驱动的复和使用,使细小的岩屑呈粉末状悬浮在环空,有时甚至无法捞到岩屑,直接影响了岩屑描述的准确性。
2.4 水平井井壁易坍塌
在其他条件如钻井液密度、地层特性、浸泡时间等相同的情况下,由于水平井井眼四周应力不平衡,上侧井壁容易坍塌,坍塌的地层碎块,经钻井液冲刷和钻具碰撞、研磨,与新钻开地层的岩屑混杂在一起,增加了岩屑描述的难度。尤其是在裸眼井段较长时,这种因素的影响更为明显。同样,由于井壁坍塌造成的井眼不规则,出现许多“大肚子” ,有时井径扩大至钻头直径的几倍。这种井径极不规则的现象,在水平井段表现得尤为突出。岩屑在上返过程中,在“大肚子”处速度降低而滞留,也可造成先后钻遇地层的岩屑混杂。
2.5 混油钻井液污染
在水平井钻进过程中, 为了增加钻井液的润滑性, 减少钻具与井壁及套管壁之间的摩擦阻力和钻柱扭矩, 通常会在钻井液中混入一定数量的原油或其他润滑剂, 有时为了钻井安全还会使用油基钻井液。因此, 岩屑会受到不同程度的污染, 岩屑中的油气显示真假难辨, 给油气显示及其级别的确定增加了难度。
2.6 钻时资料真实性下降
钻时资料是岩屑描述时定性判断岩性和进行岩性分层的重要参考资料。当钻井参数发生变化时,钻时受钻井参数的影响很大。在水平井在钻进中,为满足造斜、增斜、降斜等工程需要,随时都可能调整钻井参数,钻时难以真实地反映地层的可钻性。水平井录井实践表明,在造斜井段,相同岩性的钻时差别特别大,对岩性分层基本上没有多少参考价值。
3 提高水平井录井质量的措施
3.1认真录取岩屑，保证岩屑代表性
在岩屑录取时, 除了按一般直井的要求做好各项工作外, 还要考虑钻井参数变化大、井斜角增加对岩屑上返速度的影响, 实际工作中应加密实测迟到时间。如果有综合录井仪录井, 在岩屑捞取过程中,不断地利用实测迟到时间修正录井仪计算的上返时间, 使得捞取砂样时间尽可能准确。由于水平井活动钻具频繁, 易破坏岩屑沉积床,岩屑突然变得混杂。在岩屑录井过程中, 应密切注意钻具活动状况(接单根、起下钻、循环、活动钻具时间和井段详细记录, 以便在描述岩屑时参考上述变化, 并综合各项资料有效地消除岩屑混杂的假象。
3.2 提高岩屑描述准确性
直井岩屑描述时, 划分不同岩性界限的原则是:新岩性岩屑的出现深度为该岩层的顶界深度;在以后几包岩屑中该岩性百分含量不断增加, 说明对应深度仍为该岩层;该岩性百分含量开始减少, 对应深度即为该岩层的底界。由于水平井存在岩屑沉积床, 上述原则已不再适用。其划分不同岩性界限的原则是:钻遇新岩层, 其岩屑并不一定在相应的井段中返出;持续在该岩层中钻进, 其岩屑百分含量在相应井段内不一定明显增加;该岩层结束, 其岩屑百分含量并不一定在对应的深度开始减少。因此, 在描述岩屑时, 应参考钻井参数的变化, 分析岩屑成分改变是由岩层变化引起的, 还是由岩屑沉积床的形成或破坏造成的。一般地, 在水平井的钻进中, 如果某一井段内钻具活动不频繁, 应用于直井的分层原则此时基本适用;反之, 则应综合钻时或其他录井资料, 以使岩屑描述尽可能符合地层实际。
3.3 加强工程资料应用
尽管钻时资料由于钻井参数的变化会出现“失真” , 但在钻井参数相对稳定的井段, 钻时资料还有其使用价值。如果某段地层钻进时钻井参数相对稳定, 并且在该段地层的岩屑未返出井口时频繁活动过钻具, 则描述该段地层的岩屑时, 就应重点参考钻时资料分层, 再从相邻岩屑中找出相应的岩性定名,即“钻时分层, 岩屑定名”。通过多口井实钻资料的分析应用, 认为在水平段和稳斜段钻时符合较好, 而在造斜段符合不好, 岩屑描述时必须根据钻时参数的变化情况分段使用。
3.4 气测资料的应用
在水平井施工中在钻井液中加入带有有机质的润滑剂，使录井气测显示出现异常，特别是有机质的气测与地层气测同时出现的情况就更难以判断，因此就需要地质录井的相关技术人员必须拥有丰富的地质知识和现场录井施工实践水平，这样才能够准确判断是地层全烃还是有机质全烃。在现场录井施工过程中，有机质气测显示经过一个周期的循环后会消失，而如果遇到地层的强烈显示时，往往要循环几个周期才能够趋于平稳，使气测全烃基值升高。
4 结束语
地质录井获取第一手地质资料，在油气资源勘探及开发中发挥着重要的作用，在进行水平井的钻探过程中，综合地质录井的作用不可取代，因此在水平井录井过程中，录井地质施工人员一定要有丰富的地质理论知识储备和现场施工丰富经验，这样才能根据岩性、气测、荧光、钻时等录井参数，结合水平井地质导向技术，准确判断地层特征，及时做好工程预报，保证水平井准确入靶，提升水平井砂岩钻遇率，保证水平井录井质量。
参考文献：
[1] 李江陵. 大井斜、大位移、水平井录井技术探讨. 全国录井技术研讨会论文集, 2003
[2] 金晓波. 综合录井技术在川西水平井钻井中的导向作用[J]. 中外能源, 2009, 14(10): 60-64.