马静
大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一分公司
摘要：近年来，为了降低钻井施工成本，提升钻井施工速度，普遍采用PDC钻头结合扭力冲击器的钻具组合。在提升钻井施工速度的同时造成岩屑破碎，给录井岩屑采集、识别定名带来了难题，为了提升岩屑录井质量，分析了PDC钻头对岩屑录井的影响，采取相应的技术措施来保障岩屑录井质量，对于保证录取资料的准确性、可靠性具有重要意义。
关键词：PDC钻头；岩屑录井；影响；对策
1前言
地质录井在油气勘探开发中发挥重要作用。随着社会经济的发展，对石油资源的需求越来越多，勘探开发也渐渐由浅井到深井，甚至超深井，在这些区域，地层岩石的特点是，硬度大，研磨性强，可钻性差，这些都加大了破岩难度，阻碍了深部硬地层机械钻速的提高，增加了勘探开发成本。为了提升钻井速度，普遍采用PDC钻头结合扭力冲击器的钻具组合，PDC 钻头是一类新型的钻井工具，切削齿采用人造的聚晶金刚石材料做成复合片，并且镶焊在钻头胎体上来切削岩石，在钻进软到中硬地层的时候，通常与井下的动力钻具相互配合使用，特点是转速快，通常高于牙轮钻头的两倍以上。PDC钻头结合扭力冲击器的破岩方式在提高机械钻速的同时，会造成岩屑颗粒破碎，给录井岩屑识别定名带来了难题。针对复合钻井特征，采取相应技术措施，提升岩屑录井质量，对于保障地质录井资料的准确性和可靠性具有重要意义。
2 PDC钻头破岩原理
PDC 钻头因其特殊的结构构造和独特的破岩机理，造成岩屑细小，由于一些细小粉末状的岩屑随钻井液一起飘走，对地质录井岩屑样品的采集、鉴定、识别、分析、描述带来难题。因此，解决这些技术难题首先要搞清楚PDC 钻头与岩屑特征的关系。
PDC 钻头的特点是，耐磨性高，抗冲击性强，所以可以替代传统的硬质合金钻头，广泛的应用在硬地层钻进。钻头破碎岩石主要是依靠切削齿的切削作用所以 PDC钻头的性能优劣主要依赖于切削齿的参数特点，下面做具体说明：
（1）硬度高、耐磨性好。PDC 钻头在破碎岩石过程中，复合片的切削作用直接作用在地层上，而且因为复合片的硬度高，耐磨性好，所以 PDC 钻头的切削齿同样硬度高、耐磨性好。
（2）强度高。金刚石本身是脆性的，但是因为它的衬底是碳化钨材料，因此其承压能力和抗冲击性能都很强，因而切削齿的强度也很高，承压力强。
（3）热稳定性差。虽然切削齿复合片的金刚石强度硬度高，但其韧性不佳，而且几乎不能够承受逆向载荷。在 PDC 钻头在硬度高、可钻性差的地层钻进时，冲击载荷的作用使得粘结金刚石复合片的材料由于疲劳而失效，最后造成金刚石颗粒的脱落，而且在脉动变化载荷的反复作用下，使得原来分布于内部原始微裂纹迅速扩展，从而会造成金刚石的复合片崩裂。
（4）自锐性好。在 PDC 钻头的很多性质中，自锐性是最重要的性质，而且这种性质最有助于钻头的钻进，由于与金刚石层磨损速度相比，碳化钨基体的磨损要快许多，所以当切削齿渐渐出现磨损的时候，金刚石层仍然具有很小的出刃量，这就是的切削齿较为锋利，由于钻压大部分作用在切削齿上，因而容易钻进地层。
（5）抗冲击性差。在整个钻进的过程中，因为锐利切削齿刃口承担了切削齿大部分
钻压，所以在给聚晶金刚石切削齿施加冲击载荷时，会使得其更易断裂，所以切削齿具有较差的抗冲击性。
研究表明PDC钻头，根据复合片的大小又可分为大复合片PDC 钻头(>13 .44mm)，岩屑特点是呈片状或中细粒状;标准复合片PDC 钻头( 13.44mm)，岩屑的特点是呈中细粒状至细粒状;小复合片钻头(<13.44mm)，岩屑的特点是呈细粒至微粒状。
3 对岩屑录井影响
3.1对真假岩屑判别的影响
真假岩屑的判别是岩屑描述的第一步，也是最关键一步。在日常工作中，我们通常把那些色调模糊，形态较大，局部微弯成棱角明显，个体较大的判断为假岩屑，而将颜色新鲜，个体小具棱角的判断为真岩屑。而PDC 钻头一般要求低钻压，高转速，大排量，加上本身独特的结构，使破碎后的地层岩屑呈极细的粉末状，这对传统的岩屑录井方法-即凭肉眼观察等来判断真假岩屑造成困难。
3.2 对岩屑描述内容的影响
PDC 钻头所钻岩屑极为细小，它的一些物理特征，诸如纯度、硬度等以及一些结构、构造特征、含矿物分布情况均不能明显表现出来，甚至造成假象。尤其是对一些含油气储层，因为好的含油气储层一般都较疏松，极易被PDC 钻头所破坏，加上钻井液的冲击一般会呈极小的岩屑出现，如果我们不仔细观察，将造成漏失油气层的不良后果。PDC 钻头所钻岩屑的描述一般常有的问题是描述内容不全面、不准确。
以上两点不利影响，造成的直接不良后果是降低了地层剖面符合率，使现场录井各地层单层厚度与测井所提供的各单层厚度相差较大，影响了油气层准确及时的发现。
4 对策
4.1 改进岩屑捞取方法
PDC 钻头破碎的岩屑会很细，由于在上返过程中的打磨，岩屑的颗粒会显得更细小，因此在岩屑录井中出现了困难，为了解决这一问题，则要对岩屑录井捞取砂样的方法进行相应的改进，这样才能适应水平井岩屑录井的需求。改进后的取样方法是在砂子比较多的时候，采用垂直取样的方法，这样才能保证砂子样品的准确、齐全；在砂子比较少的情况下，就要把取样的砂框直接放在振动筛的出砂口处，力求对砂样取准、取全。在进行砂子样品鉴定的时候，要充分地了解所施工区块邻井的地层情况，结合钻井施工技术参数，准确划分地层和标志层，准确地辨别地层岩性的变化到底是由于地层变化引起的，还是由于工程施工参数引起的，这样才能准确判断地层岩性。
4.2 认真细致岩屑描述
采取远看颜色、近看岩性、大段分析、横向对比的方法，观察岩屑成分、结构、构造的变化描述岩屑。如果泥质成分增多则可划分为泥质岩层。如果砂质成分增多则可先划分为砂质岩层，然后依据其碎屑结构成分进一步划分:如果砂质岩屑绝大部分为单体矿物，基本上可定名为砾岩;如果砂质岩屑主要为集合体(极少单晶体矿物)，则可依据成分划分为粗、中、细、粉粒砂岩及各类泥质砂岩。如果岩屑颗粒基本上是方解石或白云石，则可根据其晶体大小，以及生屑、砂屑、澡屑、鲕粒、亮晶方解石等含量情况对该岩屑样品进行分层、定名、描述。这种描述方法能做到对岩石结构、构造、成分观察仔细，还可以分段地对多碟岩性特征进行观察、分析、描述。特别是对近粉末状的岩屑样品的微细颗粒及新成分的观察和发现有很大的作用。
5 结束语
随着我国老油田多进入开发中后期，主力油气藏勘探程度越来越高，勘探目标发生了转变，向薄互层、非常规油气藏转变，为了提升开发效益，降低钻井施工成本势在必行，钻井提速是降低钻井施工成本的最有效方式，PDC结合扭力冲击器的钻井方式得到普遍应用，在提升钻井施工速度的同时，给岩屑录井带来了难题，针对这些新情况，录井技术人员必须采取相应技术措施，切实保障岩屑录井质量，为油气勘探开发提供准确、可靠的资料，发挥地质录井在油气勘探开发中的重要作用。
参考文献：
[1] 贾世亮，等.PDC 钻头地质录井方法探讨[ J] .录井技术，2002 ，(4).
[2] 王佑宁，等.PDC 钻头条件下岩性识别新技术探讨[ J] .录井技术，2003 ，(4).