空氣鉆井是一種欠平衡鉆井技術(shù)，以其技術(shù)新和工程施工安全、快速、高效而極具普遍推廣應(yīng)用價(jià)值。近幾年，我國(guó)在低壓、硬度大的陸相地層開(kāi)始逐漸推廣該技術(shù)，僅普光地區(qū)就已有20多口井在上部非目的層段成功應(yīng)用空氣鉆，取得了良好的效益。但該項(xiàng)新技術(shù)對(duì)錄井技術(shù)提出了一系列重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

    空氣鉆巖屑嚴(yán)重破碎成細(xì)粉末狀，建立在巖屑分析基礎(chǔ)上的錄井描述、鑒定、含油氣檢測(cè)方法受到嚴(yán)重沖擊；空氣鉆空氣的大排量和高流速使常規(guī)氣測(cè)解釋方法和標(biāo)準(zhǔn) 有待于更新。針對(duì)這些難題，經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的分析與研究，開(kāi)發(fā)出適用于空氣鉆的巖屑圖像、自然伽瑪錄井技術(shù)和氣測(cè)綜合解釋方法。現(xiàn)場(chǎng)10余口井的應(yīng)用表明，3種新技術(shù)對(duì)于解決空氣鉆的粉末狀巖屑和復(fù)雜流體具有較好的應(yīng)用效果。

1，巖屑彩色數(shù)字圖像分析技術(shù)

1.1針對(duì)性儀器的選擇與改進(jìn)


     針對(duì)空氣鉆巖屑顆粒表面特征，選用高景深的鏡頭使采集的圖像色彩、光照均勻度都得到提升，達(dá)到適合于細(xì)粉末巖屑的要求（圖1），使空氣鉆細(xì)巖屑彩色數(shù)字圖像真實(shí)、清晰、快速采集。

1.2 圖像采集方法的確定

    經(jīng)過(guò)10口井10000多幅巖屑圖像的系統(tǒng)對(duì)比分析、研究，確認(rèn)粒徑為0.08-0.15mm的巖屑樣品代表性最好，現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一使用該粒級(jí)巖屑圖像識(shí)別巖性，詳細(xì)分析與粒徑0.15-0.45mm結(jié)合。

1.3 巖屑圖像識(shí)別方法

    普光地區(qū)陸相地層標(biāo)志層分布穩(wěn)定，厚度大，巖性特征明顯。肉眼觀察與圖像色素識(shí)別參數(shù)如亮度、飽和度、色調(diào)等結(jié)合達(dá)到定量化識(shí)別。

    應(yīng)用巖屑圖像錄井技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了粉末狀巖屑巖性的快速、準(zhǔn)確識(shí)別。因巖屑只需過(guò)篩而不用清洗，更不用特殊處理，只需將樣品置于攝像儀下，便隨即獲得巖屑清晰的 放大圖像，立即便可進(jìn)行準(zhǔn)確的巖屑描述。由于軟件預(yù)設(shè)了常規(guī)的巖屑描述內(nèi)容、格式，簡(jiǎn)便了實(shí)際應(yīng)用中部分操作環(huán)節(jié)，節(jié)約了時(shí)間，提高了時(shí)效和巖屑描述的準(zhǔn)確性與規(guī)范性。

空氣鉆段巖屑自然伽瑪解釋巖性成果圖  圖2

2  巖屑自然伽瑪錄井技術(shù)

    取巖屑樣100毫升放入鉛質(zhì)屏蔽罐，利用CNR-2型自然伽瑪錄井儀對(duì)巖屑樣品的自然伽瑪放射性強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)連續(xù)的地層自然伽瑪曲線進(jìn)行巖性識(shí)別與劃分（圖2）。

    通過(guò)多口井連續(xù)井段分析，整體來(lái)看，由于空氣鉆的巖屑極度破碎、混雜，檢測(cè)值受環(huán)境和樣品影響較大。砂泥巖界限不很明顯，但對(duì)砂泥沉積旋回分析清晰，故仍可做為地質(zhì)錄井的一種參考手段。

3 空氣鉆地層氣體綜合解釋技術(shù)

    空氣不適合鉆穿復(fù)雜流體儲(chǔ)層。地層流體極易造成工程事故發(fā)生，烴類(lèi)易引起燃爆，水層易泥包鉆頭，卡鉆等。空氣鉆段一般只能見(jiàn)到零星油氣顯示，同時(shí)110-150方/分空氣排量極大稀釋地層顯示，但循環(huán)介質(zhì)背景值和已鉆穿氣層的疊加干擾卻對(duì)氣測(cè)檢測(cè)值影響較小。

    目標(biāo)區(qū)普光陸相地層，常壓，油層、水層極少見(jiàn)，解釋參數(shù)以現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)為主，配合派生綜合參數(shù)能夠及時(shí)解釋地層，達(dá)到有效評(píng)價(jià)氣層潛力和能量（如下評(píng)價(jià)標(biāo)注表）
 

     空氣作為循環(huán)介質(zhì)流速很快，地層流體（氣體）可以很快從井底返到地面，對(duì)于氣體檢測(cè)時(shí)效性、精度有很高要求。氣測(cè)錄井優(yōu)勢(shì)之一就是能夠連續(xù)不斷地、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)碳?xì)浠�合物，所以�?duì)于潛力層，應(yīng)用新的解釋方法是能夠快速發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)的。

4  試驗(yàn)與應(yīng)用

    技術(shù)形成后，重新大量選井，對(duì)單項(xiàng)及組合技術(shù)進(jìn)行了試用和驗(yàn)證，進(jìn)而修改和調(diào)整技術(shù)方法和解釋方法。調(diào)試結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用井4口，取得了良好的應(yīng)用效果。

5  結(jié)論

    由于空氣鉆是新技術(shù)，目前錄井裝備是針對(duì)液態(tài)鉆井液研制，一些重點(diǎn)技術(shù)受限明顯，必須針對(duì)氣體鉆井的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)錄井技術(shù)才是適應(yīng)快速鉆井、支持鉆井大提速的根本技術(shù)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

1、[美] William C.Lyons/Boyun Guo/Frank A.Seidel，《空氣和氣體鉆井手冊(cè)》
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3、佘明軍等，《巖屑自然伽瑪錄井技術(shù)研究》中原地錄處，2004。