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煤层气录井技术在多工艺_新技术钻井条件下的应用

关 键 词:
煤层气 技术 工艺 新技术 钻井 条件下 应用
资源描述:
为 了 加 快 煤 层 气 产 能 建 设 、 提 高 钻 井 速 度 、 减少 常 规 钻 井 对 煤 层 原 生 结 构 的 伤 害 , 增 加 产 能 , 近年 来 在 煤 层 气 井 钻 进 中 采 用 了 如 空 气 、 空 气 泡 沫 钻进 技 术 , P D C + 直 螺 杆 复 合 钻 进 技 术 , 及 定 向 、 水 平 对接 、 羽 状 分 支 井 钻 进 技 术 等 , 但 是 , 原 有 的 地 质 录 井设 备 、 技 术 工 艺 已 不 适 应 新 技 术 的 应 用 , 必 须 开 展与 之 配 套 的 录 井 技 术 研 究 工 作 , 本 文 以 我 公 司 施 工的 S J S G - 0 1 井 为 例 , 对 多 工 艺 、 新 技 术 条 件 下 岩 屑 、气 测 、 钻 时 等 录 井 技 术 进 行 研 究 、 探 讨 。1 概 况1 . 1 山 西 省 离 石 临 县 地 区 地 层 概 况山 西 省 离 石 临 县 地 区 地 表 出 露 地 层 为 下 三 叠统 刘 家 沟 组 和 和 尚 沟 组 , 第 四 系 遍 布 山 梁 和 沟 谷 。钻 探 揭 露 地 层 由 老 至 新 依 次 有 : 石 炭 系 中 统 本 溪组 、 上 统 太 原 组 ; 二 叠 系 下 统 山 西 组 、 下 石 盒 子 组 ,上 统 上 石 盒 子 组 、 石 千 峰 组 ; 三 叠 系 下 统 刘 家 沟 组 、和 尚 沟 组 ; 新 生 界 第 四 系 。 地 层 主 要 特 征 简 述 如 下 :本 区 砂 岩 多 为 钙 质 、 硅 质 胶 结 , 致 密 , 较 硬 ; 泥 岩 普遍 性 较 硬 , 致 密 ; 且 施 工 中 伴 随 不 同 程 度 的 漏 失 、 坍塌 、 掉 块 、 缩 径 等 情 况 的 发 生 。本 井 位 于 山 西 三 交 地 区 背 斜 西 翼 , 属 典 型 的 单斜 构 造 , 区 内 构 造 简 单 , 主 要 以 褶 皱 为 主 , 断 层 稀少 。1 . 2 钻 井 质 量 及 主 要 设 备S J S G - 0 1 煤 层 气 井 的 钻 井 质 量 要 求 及 使 用 的 主要 设 备 见 表 1 、 表 2 。1 . 3 主 要 工 作 任 务 及 施 工 情 况本 次 钻 探 目 的 , 一 方 面 是 获 取 目 标 煤 层 的 储 层参 数 , 主 要 包 括 : 煤 层 埋 深 、 厚 度 , 煤 岩 及 煤 质 特 征等 , 为 下 步 煤 层 气 开 发 技 术 与 工 艺 的 选 择 、 产 能 建设 提 供 直 接 依 据 ; 另 一 方 面 是 获 得 该 地 区 的 地 层 剖面 , 钻 遇 地 层 的 岩 石 性 质 ; 获 取 目 的 煤 层 及 顶 底 板岩 心 样 品 ; 并 对 目 的 煤 层 进 行 测 试 。工 期 要 求 : 要 求 严 格 按 照 设 计 及 甲 方 要 求 进 行施 工 , 总 工 期 ( 包 括 试 井 、 分 段 取 心 时 间 ) 控 制 在 3 0 为 了 按 期 完 成 本 井 施 工 任 务 , 根 据 T 6 8 5 W S 钻机 本 身 的 设 备 优 势 , 制 定 了 采 用 常 规 钻 进 、 空 气 、 空气 泡 沫 、 P D C + 直 螺 杆 复 合 钻 进 、 绳 索 取 心 技 术 结 合的 多 工 艺 钻 进 技 术 。 一 开 采 用 常 规 三 牙 轮 钻 头 和 普通 泥 浆 钻 进 , 下 完 表 层 套 管 ; 二 开 先 期 采 用 空 气 、 空作 者 简 介 : 黄 勇 , 男 , 1 9 9 8 年 毕 业 与 中 国 矿 业 大 学 资 环 学 院 地 质 勘 查专 业 , 长 期 从 事 石 油 地 质 、 煤 层 气 、 煤 炭 地 质 录 井 和 研 究工 作 , 现 为 中 煤 地 质 工 程 总 公 司 大 地 特 勘 分 公 司 副 总 工程 师 。收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 1 0 - 0 8责 任 编 辑 : 孙 常 长煤 层 气 录 井 技 术 在 多 工 艺 、 新 技 术 钻 井 条 件 下 的 应 用黄 勇( 中 煤 地 质 工 程 总 公 司 大 地 特 勘 分 公 司 , 北 京 1 0 0 0 2 4 )摘 要 : 在 山 西 三 交 地 区 的 煤 层 气 井 S J S G - 0 1 井 施 工 中 , 依 据 其 钻 探 任 务 , 采 用 了 常 规 钻 进 、 空 气 、 空 气 泡 沫 、 P D C +直 螺 杆 复 合 钻 进 、 绳 索 取 心 钻 进 技 术 结 合 的 多 工 艺 钻 进 技 术 。 一 开 采 用 常 规 三 牙 轮 钻 头 和 普 通 泥 浆 钻 进 , 下 完 表 层套 管 ; 二 开 先 期 采 用 空 气 、 空 气 泡 沫 作 为 循 环 介 质 , 利 用 潜 孔 锤 钻 进 , 在 钻 遇 含 水 层 大 量 涌 水 时 , 采 用 P D C 钻 头 + 直螺 杆 复 合 钻 进 至 完 钻 , 在 需 要 取 心 的 井 段 , 采 用 绳 索 取 心 钻 进 。 针 对 不 同 钻 进 技 术 条 件 下 岩 屑 录 井 、 钻 时 录 井 、 气 测录 井 等 工 作 存 在 的 问 题 , 采 取 了 相 应 的 技 术 措 施 , 并 对 部 分 设 备 进 行 了 改 造 。 通 过 实 践 , 总 结 出 一 套 空 气 和 复 合 钻 进条 件 下 的 岩 屑 捞 取 、 气 体 检 测 等 现 场 录 井 方 法 。关 键 词 : 煤 层 气 录 井 ; 岩 屑 录 井 ; 钻 时 录 井 ; 气 测 录 井 ; 复 合 钻 进 ; 钻 探中 图 分 类 号 : P 6 3 4 文 献 标 识 码 : 钻 井 质 量 要 求T a b l e 1 W e l l q u a l i t y r e q u i r e m e n t / m 最 大 井 斜 水 平 位 移 / m 全 角 变 化 率 (0/ 2 5 m ) 井 径 扩 大 率 / %0 ~ 1 0 0 0 ≤ 3 ° ≤ 2 0 ≤ 1 . 2 5 ( 连 续 三 点 ) 全 井 平 均 ≤ 2 0序 号 名 称 型 号 数 量 / 台 产 地1 车 载 钻 机 T 6 8 5 W S 1 美 国 ( 顶 驱 )2 空 压 机 1 0 7 0 1 英 格 索 兰3 空 压 机 1 1 5 0 / 3 5 0 1 意 大 利4 发 电 机 组2 0 0 k W 1 重 发 厂7 5 k W 1 上 海5 泥 浆 泵T B W 8 5 0 / 6 0 2 石 家 庄T B W 2 5 0 / 5 0 1 石 家 庄表 2 钻 井 主 要 设 备T a b l e 2 M a i n e q u i p m e n t s o f w e l l d r i l l i n 编 号 : 1 6 7 4 - 1 8 0 3 ( 2 0 0 8 ) 0 1 - 0 0 6 5 - 0 5中 国 煤 炭 地 质C O A L G E O L O G Y O F C H I N AV o l . 2 0 N o . 1J a n . 2 0 0 8第 2 0 卷 1 期2 0 0 8 年 1 月第 2 0 卷中 国 煤 炭 地 质气 泡 沫 作 为 循 环 介 质 , 利 用 潜 孔 锤 钻 进 , 在 钻 遇 含 水层 , 出 现 大 量 涌 水 时 , 采 用 P D C 钻 头 + 直 螺 杆 复 合 钻进 至 完 钻 , 在 需 要 取 心 的 井 段 , 采 用 绳 索 取 心 钻 进 。实 际 施 工 井 深 0 ~ 6 0 m 采 用 常 规 三 牙 轮 钻 头 钻进 。 井 深 6 0 ~ 7 0 0 m 采 用 空 气 、 空 气 泡 沫 作 为 循 环 介质 , 空 气 潜 孔 锤 进 行 施 工 。 由 于 井 筒 内 涌 水 量 太 大 ,井 深 7 0 0 ~ 1 2 9 6 m 采 用 P D C + 直 螺 杆 复 合 钻 进 , 在 需要 取 心 的 山 西 和 太 原 组 主 采 煤 层 段 , 采 用 绳 索 取 心工 艺 进 行 钻 进 , 保 证 了 高 质 量 的 取 心 率 、 满 足 了 煤 层采 样 化 验 的 要 求 。 通 过 以 上 措 施 , 按 期 、 保 质 完 成 本井 钻 井 施 工 任 务 。 但 是 , 在 采 用 多 工 艺 、 新 技 术 后 , 致使 现 场 地 质 录 井 设 备 、 手 段 无 法 达 到 设 计 目 的 。 针 对现 场 录 井 出 现 的 问 题 , 我 们 采 取 了 相 应 的 措 施 , 并 对部 分 设 备 进 行 了 改 造 , 取 得 了 较 好 的 效 果 。2 空 气 、 空 气 泡 沫 钻 进 井 段空 气 、 空 气 泡 沫 钻 井 技 术 实 际 上 就 是 以 空 气 为冲 洗 介 质 , 用 空 压 机 对 空 气 先 进 行 初 级 加 压 , 然 后 经过 增 压 机 增 压 将 高 压 气 体 通 过 立 管 三 通 压 入 钻 具 ,同 时 一 台 泥 浆 泵 , 在 立 管 三 通 处 泵 入 泡 沫 基 液 , 与 进入 立 管 中 的 空 气 混 合 发 泡 , 空 气 泡 沫 通 过 钻 头 时 对钻 头 进 行 冷 却 , 同 时 完 成 携 带 岩 屑 的 任 务 , 再 通 过 井口 , 空 气 泡 沫 携 带 着 钻 屑 进 入 排 砂 管 线 , 最 后 进 入 岩屑 池 , 同 时 在 排 砂 管 线 出 口 取 砂 样 , 工 艺 流 程 ( 图1 ) 。由 于 采 用 空 气 、 空 气 泡 沫 作 为 欠 平 衡 钻 进 方 式下 的 冲 洗 介 质 , 常 规 录 井 的 一 些 设 备 、 技 术 和 方 法 已经 无 法 满 足 现 场 录 井 工 作 的 要 求 , 需 要 改 进 。2 . 1 录 井 方 法 及 问 题2 . 1 . 1 岩 屑 捞 取 及 质 量 问 题首 先 是 岩 屑 采 集 问 题 , 由 于 欠 平 衡 钻 井 采 用 密闭 循 环 体 系 , 无 法 采 用 常 规 的 振 动 筛 实 现 分 离 液 固相 的 方 式 收 集 岩 屑 , 从 排 砂 管 排 出 的 岩 屑 带 有 一 定的 压 力 , 在 排 砂 口 直 接 采 集 时 , 也 不 安 全 。其 次 是 岩 屑 归 位 问 题 , 传 统 的 岩 屑 录 井 是 在 取得 了 对 应 于 某 一 深 度 之 处 的 岩 屑 进 行 岩 性 的 识 别 与油 气 层 的 监 测 , 由 于 欠 平 衡 钻 井 工 艺 流 程 的 变 化 , 岩屑 是 经 过 液 固 或 气 固 分 离 器 后 才 能 排 出 循 环 系 统 ,同 时 由 于 采 用 潜 孔 锤 剥 离 的 岩 屑 颗 粒 较 大 , 当 岩 屑颗 粒 直 径 过 大 时 , 岩 屑 将 无 法 排 出 , 而 在 井 筒 内 反 复循 环 , 或 者 掉 到 井 底 , 经 过 钻 头 重 新 研 磨 后 , 方 可 排出 , 因 此 捞 出 的 岩 屑 是 某 一 层 位 的 混 合 物 , 归 位 难 度很 大 。由 于 高 压 气 态 循 环 介 质 循 环 速 度 快 , 上 返 速 度高 达 9 0 0 ~ 1 0 0 0 m / m i n , 因 此 如 何 测 算 岩 屑 迟 到 时 间也 是 一 个 需 要 解 决 的 问 题 。2 . 1 . 2 钻 时 录 井由 于 采 用 新 技 术 , 钻 进 效 率 很 高 , 砂 岩 、 泥 岩 的钻 时 相 差 不 是 很 大 , 但 如 何 利 用 该 资 料 也 需 要 研 究 。2 . 1 . 3 气 测 录 井空 气 、 空 气 泡 沫 作 为 冲 洗 介 质 时 , 原 来 以 泥 浆 脱气 为 主 的 气 体 采 集 系 统 没 有 了 基 础 , 也 就 是 说 从 井口 喷 出 的 直 接 就 是 气 体 , 而 且 气 体 夹 杂 着 大 量 的 砂尘 , 这 就 需 要 解 决 如 何 在 高 压 下 采 集 有 代 表 性 的 气体 。2 . 1 . 4 钻 井 液 录 井由 于 采 用 空 气 、 空 气 泡 沫 作 为 循 环 介 质 , 原 有 的钻 井 液 录 井 失 效 , 减 少 了 发 现 评 价 气 层 的 相 关 参 数 。2 . 1 . 5 简 易 水 文 录 井由 于 采 用 空 气 、 空 气 泡 沫 , 无 法 观 察 消 耗 量 , 无法 计 算 漏 失 量 。另 外 在 常 规 钻 井 过 程 中 , 循 环 系 统 采 用 泥 浆 泵泵 入 的 方 式 , 在 空 气 、 空 气 泡 沫 钻 井 条 件 下 , 迟 到 时间 具 有 不 确 定 性 , 具 体 表 现 在 岩 屑 采 集 归 位 和 气 体检 测 方 面 , 很 难 准 确 反 应 相 应 井 深 的 地 层 信 息 。2 . 2 地 质 录 井 措 施2 . 2 . 1 尽 可 能 的 保 证 岩 屑 质 量根 据 空 气 钻 井 的 实 际 情 况 , 在 钻 井 过 程 中 , 为 了提 高 空 气 的 携 砂 能 力 , 二 开 开 始 钻 进 就 注 入 了 少 量泡 沫 , 井 深 3 0 0 m 后 , 开 动 外 配 的 空 压 机 , 与 主 机 配套 空 压 机 并 用 , 确 保 井 底 岩 屑 破 碎 , 使 其 一 次 性 排出 , 减 少 重 复 破 碎 和 岩 屑 在 井 筒 内 的 反 复 循 环 , 保 证岩 屑 的 真 实 性 。由 于 钻 进 速 度 很 快 , 岩 屑 上 返 迟 到 时 间 短 , 为 了保 证 取 样 的 准 确 性 , 及 时 性 , 可 加 大 人 力 投 入 , 实 行双 岗 制 取 样 。2 . 2 . 2 确 保 捞 砂 的 安 全 和 可 靠 性由 于 空 气 、 空 气 泡 沫 从 入 口 至 出 口 之 前 是 高 压密 封 的 , 并 且 出 口 压 力 很 大 , 传 统 的 录 井 方 法 无 法 进行 岩 屑 采 集 。 为 了 解 决 岩 屑 采 集 问 题 , 通 过 反 复 试图 1 空 气 、 空 气 泡 沫 钻 井 工 艺 流 程F i g u r e 1 A i r , a i r - f o a m d r i l l i n g t e c h n o l o g i c a l f l o 1 期验 , 我 们 在 排 放 导 管 上 连 接 了 一 个 旁 通 阀 , 用 来 分 流导 管 上 压 力 和 流 体 , 同 时 在 旁 通 阀 出 口 处 焊 接 了 一个 倾 角 5 0 ° 的 挡 板 , 旁 通 阀 上 安 装 了 可 控 阀 门 , 用 来控 制 旁 通 排 放 流 量 。 岩 屑 在 挡 板 的 作 用 下 进 入 收 集器 , 收 集 岩 屑 时 , 打 开 阀 门 , 岩 屑 靠 重 力 及 气 流 的 推力 排 出 , 实 现 岩 屑 采 样 。 为 了 进 一 步 保 障 采 集 岩 屑 的安 全 性 , 我 们 还 在 软 管 线 下 放 置 了 一 个 缓 压 接 样 器 ,确 保 安 全 采 样 。 具 体 装 置 见 图 2 。2 . 2 . 3 准 确 测 算 迟 到 时 间在 录 井 过 程 中 , 迟 到 时 间 的 准 确 与 否 直 接 关 系到 岩 屑 采 集 归 位 和 气 体 检 测 能 否 准 确 反 应 相 应 井 深的 地 层 信 息 。我 们 通 过 采 用 两 种 办 法 : 一 是 将 特 殊 气 体 装 入玻 璃 瓶 投 入 井 内 , 然 后 开 始 循 环 , 从 井 口 检 测 气 体 返出 时 间 来 实 测 ( 由 于 玻 璃 瓶 基 本 在 井 底 , 同 时 考 虑 现场 空 气 注 入 量 很 大 , 下 行 时 间 可 以 不 考 虑 ) ; 二 是 当钻 具 放 入 井 底 后 , 开 气 并 开 始 记 录 时 间 , 井 口 有 岩 屑返 出 的 时 间 就 是 迟 到 时 间 。同 时 在 井 深 5 0 0 m 以 浅 , 我 们 采 用 了 目 前 基 本比 较 可 靠 的 理 论 测 算 迟 到 时 间 公 式 :T = 0 . 7 8 5 × ( 22) × H / Q ,其 中 T 为 理 论 迟 到 时 间 , 径 , 杆 外 径 ,Q 为 气 量 , H 为 实 际 井 深 。通 过 以 上 措 施 基 本 解 决 了 空 气 、 空 气 泡 沫 钻 井迟 到 时 间 不 准 确 的 问 题 。2 . 2 . 4 钻 时 录 井 数 据常 规 钻 井 工 艺 钻 进 过 程 中 , 不 同 地 层 钻 时 数 据差 异 很 大 , 因 此 常 常 作 为 辅 助 分 层 的 重 要 参 考 数 据 ,采 用 空 气 钻 进 工 艺 , 我 们 发 现 不 同 地 层 钻 时 数 据 差异 幅 度 不 大 , 为 了 充 分 应 用 钻 时 数 据 , 我 们 加 密 了 采样 间 距 , 加 大 绘 制 钻 时 数 据 的 横 向 幅 度 , 从 而 提 高 了利 用 钻 时 曲 线 辅 助 划 分 地 层 的 可 信 度 。2 . 2 . 5 气 测 录 井由 于 空 气 钻 井 出 气 口 排 出 的 气 体 夹 杂 着 大 量 的砂 尘 , 如 果 直 接 进 入 色 谱 仪 , 将 影 响 其 正 常 工 作 , 所以 必 须 加 强 除 尘 、 砂 ; 同 时 由 于 排 出 的 气 体 压 力 大 ,直 接 进 入 脱 气 器 可 能 损 害 脱 气 器 的 功 能 , 为 此 我 们对 气 路 进 行 了 改 造 , 在 出 气 口 安 装 了 相 关 的 净 化 设施 。① 首 先 气 体 从 井 筒 排 出 后 , 依 靠 安 排 在 排 放 管线 中 的 挡 板 作 用 , 基 本 上 将 主 要 的 岩 屑 拦 截 下 来 , 以供 采 样 用 , 随 后 经 过 后 面 的 降 尘 措 施 , 除 去 大 量 的 岩屑 和 砂 尘 ( 图 2 ) 。② 为 了 解 决 气 体 高 压 问 题 , 进 一 步 除 尘 砂 , 在 距出 气 管 线 2 m 左 右 的 地 方 ( 图 2 ) 加 装 一 个 设 施 ( 图3 ) ( 暂 命 名 为 减 压 滤 筛 ) , 井 内 经 过 先 期 处 理 的 混 合气 体 , 在 进 入 脱 气 器 管 线 前 , 该 滤 筛 网 一 方 面 可 滤 掉剩 余 的 固 相 物 , 另一 方 面 起 到 减 压缓 冲 作 用 。③ 在 气 体 进入 抽 气 泵 前 , 还 必须 经 过 氯 化 钙 筒和 室 内 冷 凝 器 除湿 处 理 , 确 保 不 对检 测 设 备 造 成 损 害 。④ 为 了 解 决 管 线 堵 塞 问 题 , 对 抽 气 泵 的 压 力 设置 了 报 警 装 置 , 在 气 体 净 化 装 置 与 氯 化 钙 干 燥 筒 之间 利 用 一 个 三 通 加 装 了 一 条 管 线 。 一 旦 管 线 堵 塞 报警 后 , 只 需 一 次 插 拔 排 出 空 气 和 少 量 杂 物 , 便 可 以 保证 气 体 分 析 和 检 测 的 连 续 性 。⑤ 针 对 空 气 、 空 气 泡 沫 钻 进 循 环 介 质 上 返 速 度快 、 检 测 难 度 大 的 特 点 , 通 过 将 玻 璃 瓶 中 装 入 特 殊 气体 并 投 入 井 底 进 行 多 次 检 测 , 重 新 对 色 谱 仪 进 行 标定 , 对 相 关 报 警 装 置 参 数 进 行 合 理 优 化 。除 了 以 上 措 施 外 , 还 要 求 对 排 气 管 线 中 的 气 体定 时 进 行 人 工 取 样 分 析 , 加 密 取 样 。 对 于 随 钻 气 体 分析 数 据 和 定 时 取 样 数 据 出 现 差 异 , 根 据 空 气 、 空 气 泡沫 钻 井 的 本 身 特 点 , 取 其 较 高 值 为 实 际 地 层 气 体 数据 。2 . 2 . 6 其 它 录 井 措 施如 前 所 述 , 由 于 采 用 空 气 、 空 气 泡 沫 作 为 冲 洗 介质 , 无 法 进 行 钻 井 液 录 井 和 简 易 水 文 录 井 。 应 及 时 观测 排 出 的 岩 屑 的 潮 湿 情 况 , 在 有 涌 水 的 层 段 , 要 通 过地 面 的 泥 浆 池 , 及 时 观 察 涌 水 情 况 , 计 算 涌 水 量 , 并做 好 记 录 , 从 而 达 到 掌 握 地 层 水 文 地 质 信 息 。图 2 空 气 、 空 气 泡 沫 条 件 下 岩 屑 采 集 示 意F i g u r e 2 A s c h e m a t i c d i a g r a m o f c u t t i n g c o l l e c t i o n u n d e r a i r ,a i r - f o a m d r i l l i n g c o n d i t i o n 减 压 滤 筛 网F i g u r e 3 D e c o m p r e s s i o n s c r e e : 煤 层 气 录 井 技 术 在 多 工 艺 、 新 技 术 钻 井 条 件 下 的 应 用6 7第 2 0 卷中 国 煤 炭 地 质3 P D C + 直 螺 杆 钻 进 井 段为 了 缩 短 建 井 周 期 , 节 约 钻 井 成 本 , 目 前 P D C +直 螺 杆 复 合 钻 进 已 经 被 广 泛 应 用 , 基 于 复 合 钻 进 技术 条 件 下 的 冲 洗 介 质 仍 然 是 钻 井 液 , 其 对 气 测 录 井 ,钻 井 液 录 井 , 简 易 水 文 录 井 等 基 本 无 影 响 , 仍 然 可 以按 照 常 规 录 井 方 法 进 行 作 业 。 但 是 由 于 P D C 钻 头 比三 牙 轮 钻 头 牙 齿 小 且 多 , 钻 压 较 小 , 一 般 不 大 于 7 ~8 t ( 1 t = 9 . 8 × 1 05N ) , 被 破 碎 的 岩 屑 在 上 返 过 程 中 相 互磨 损 , 到 达 地 面 后 岩 屑 颗 粒 极 为 细 小 , 给 采 集 和 鉴 定带 来 难 度 , 同 时 由 于 其 钻 效 较 高 , 不 同 地 层 的 钻 时 数据 区 分 不 明 显 。 针 对 这 些 问 题 , 我 们 采 取 了 以 下 措施 , 基 本 上 降 低 了 复 合 钻 进 对 现 场 岩 屑 录 井 的 影 响 。3 . 1 更 换 振 动 筛 上 的 筛 布 、 采 用 合 适 的 采 集 工 具由 于 复 合 钻 进 方 式 钻 进 上 返 岩 屑 极 其 细 小 , 钻头 刚 开 始 使 用 时 , 可 以 利 用 6 0 目 的 筛 布 , 随 着 井 深增 加 , 注 意 观 察 振 动 筛 滤 出 的 岩 屑 数 量 , 发 现 数 量 减少 时 , 应 及 时 更 换 8 0 ~ 1 0 0 目 的 筛 布 , 尽 量 减 少 细 小岩 屑 流 失 量 , 做 好 岩 屑 采 集 工 作 , 为 后 续 鉴 定 提 供 保证 。另 一 个 值 得 注 意 的 问 题 是 采 用 合 适 的 捞 取 工具 , 在 复 合 钻 进 的 条 件 下 岩 屑 盆 比 岩 屑 筐 更 具 优 势 。3 . 2 使 用 正 确 的 采 集 岩 屑 方 式 和 洗 岩 屑 方 式 , 加 强细 小 岩 屑 采 集 的 准 确 性细 小 岩 屑 的 接 样 、 采 集 捞 取 、 洗 样 应 严 格 按 照 岩屑 录 井 操 作 规 程 进 行 , 接 样 盆 要 放 置 合 适 , 接 样 盆 接满 后 应 尽 快 采 用 二 分 或 者 四 分 均 匀 采 集 ; 洗 样 时 尽量 整 盆 取 出 , 采 用 静 水 清 洗 , 不 得 采 用 水 龙 头 冲 洗 方式 , 同 时 轻 搅 拌 , 等 稍 微 沉 淀 后 方 可 以 倒 去 混 水 , 再换 清 水 清 洗 , 防 止 细 小 的 真 岩 屑 在 清 洗 的 过 程 中 流失 ; 倒 样 时 , 尽 可 能 把 细 小 的 岩 屑 留 下 , 将 明 显 的 大块 岩 屑 去 掉 ; 收 样 、 装 袋 时 也 要 求 尽 量 将 细 小 岩 屑 装入 袋 中 。3 . 3 加 强 岩 屑 的 鉴 定 工 作由 于 岩 屑 在 井 内 上 返 时 受 到 多 种 因 素 影 响 , 捞出 岩 样 细 小 且 砂 、 泥 岩 混 杂 , 一 般 细 碎 的 岩 屑 是 真 岩屑 。 在 进 行 岩 屑 描 述 时 , 必 须 先 拨 去 上 面 大 块 的 岩屑 , 反 复 数 次 , 直 到 下 面 露 出 真 实 的 呈 分 散 状 的 岩屑 , 方 可 进 行 鉴 定 。描 述 时 要 求 干 湿 结 合 , 一 般 刚 洗 净 未 晒 干 的 细小 岩 屑 因 其 表 面 清 洁 , 容 易 观 察 其 岩 性 组 合 特 征 。 晒干 后 , 由 于 砂 岩 胶 结 疏 松 , 一 些 未 破 碎 的 细 小 砂 岩 颗粒 在 晒 样 过 程 中 因 翻 动 又 进 一 步 破 碎 , 且 砂 岩 岩 屑表 面 变 得 模 糊 , 因 此 对 于 细 小 岩 屑 描 述 , 要 进 行 湿 样粗 描 , 干 后 细 描 。3 . 4 准 确 记 录 钻 时钻 时 是 地 层 可 钻 性 的 最 直 接 地 反 映 , 使 用 牙 轮钻 头 应 该 是 砂 岩 可 钻 性 好 , 泥 岩 可 钻 性 差 , 但 使 用P D C 钻 头 复 合 钻 进 则 不 尽 然 , 砂 泥 岩 钻 时 差 异 不 十分 明 显 。 针 对 这 个 问 题 , 我 们 采 用 了 微 钻 时 区 分 岩 性的 方 法 , 加 密 钻 时 记 录 , 每 0 . 5 m 记 录 一 次 钻 时 数 据 ,加 大 绘 制 钻 时 数 据 曲 线 数 据 的 横 向 幅 度 , 同 时 降 低钻 时 曲 线 作 为 地 层 岩 性 划 分 依 据 的 权 重 。3 . 5 加 强 与 气 测 录 井 工 作对 于 复 合 钻 进 技 术 条 件 下 , 对 岩 屑 等 常 规 录 井资 料 质 量 影 响 较 大 , 但 对 气 测 录 井 毫 无 影 响 , 相 反 ,因 为 岩 屑 破 碎 充 分 , 进 入 钻 井 液 内 的 量 就 越 大 , 反 映到 气 测 录 井 上 就 表 现 为 全 烃 升 高 , 各 组 分 的 绝 对 含量 值 随 着 升 高 , 但 无 论 是 使 用 牙 轮 钻 头 还 是 P D C 钻头 , 各 组 分 的 相 对 含 量 不 会 有 明 显 的 差 异 , 这 对 于 及时 准 确 地 发 现 气 层 , 特 别 是 干 气 层 , 更 具 优 越 性 。 因此 加 强 气 测 录 井 , 可 弥 补 因 岩 屑 细 小 的 影 响 。通 过 加 强 气 测 录 井 , 在 全 烃 异 常 井 段 , 可 以 利 用反 推 法 , 只 要 出 现 气 测 异 常 , 不 管 是 高 幅 还 是 低 幅 ,都 可 以 在 岩 屑 内 反 找 出 引 起 异 常 变 化 的 岩 性 或 油 气显 示 , 这 种 方 法 作 为 前 一 种 方 法 的 补 充 , 其 可 信 程 度相 当 高 。通 过 加 强 岩 屑 采 集 等 基 础 工 作 , 捞 取 的 岩 屑 代表 性 也 较 强 , 岩 屑 描 述 挑 样 等 工 作 都 在 放 大 镜 下 进行 , 录 井 岩 性 剖 面 符 合 率 达 到 了 6 0 % ~ 7 5 % 。综 上 所 述 , 在 使 用 P D C 钻 头 钻 井 施 工 中 , 给 录井 工 艺 提 出 了 一 些 从 软 件 到 硬 件 都 需 解 决 的 问 题 ,笔 者 认 为 , 首 先 , 应 尽 快 更 新 接 样 和 捞 样 设 施 ; 其 次 ,必 须 加 强 当 班 观 察 、 荧 光 滴 照 分 析 ; 再 次 , 应 加 大 力度 开 发 和 重 用 现 场 综 合 录 井 仪 中 提 供 的 软 件 部 分 ,并 尽 可 能 使 软 件 升 级 和 更 新 , 为 现 场 录 井 工 作 提 供更 多 更 为 准 确 的 资 料 和 数 据 。4 结 论 与 认 识随 着 钻 井 技 术 的 更 新 和 发 展 , 尤 其 是 空 气 、 空 气泡 沫 等 欠 平 衡 钻 井 技 术 和 P D C 复 合 钻 进 技 术 的 应用 , 传 统 录 井 技 术 面 临 许 多 新 的 挑 战 , 录 井 应 适 时 研究 新 的 技 术 及 方 法 , 只 有 这 样 , 录 井 才 能 适 应 新 的 环境 及 要 求 。 通 过 此 次 的 探 索 总 结 , 有 针 对 性 的 提 出 了一 些 空 气 和 复 合 钻 进 条 件 下 的 岩 屑 捞 取 、 气 体 检 测等 现 场 录 井 方 法 , 但 由 于 这 方 面 的 录 井 工 作 经 验 有限 , 加 上 现 场 各 种 钻 井 条 件 的 限 制 , 还 有 待 于 进 一 步的 总 结 和 完 善 , 相 应 的 技 术 和 理 论 体 系 还 需 认 识 和研 究 。目 前 存 在 的 问 题 有 :6 81 期① 由 于 行 业 所 限 , 空 气 钻 进 和 复 合 钻 进 技 术 条件 下 的 录 井 技 术 研 究 缺 乏 广 泛 的 研 究 基 础 , 部 分 技术 和 方 法 缺 少 相 应 的 理 论 支 持 ;② 目 前 研 究 与 实 施 的 录 井 方 法 还 不 全 面 , 还 有待 于 进 一 步 的 探 索 和 完 善 ;③ 实 践 表 明 , 录 井 人 员 不 但 需 要 有 丰 富 的 现 场经 验 , 而 且 要 善 于 灵 活 综 合 运 用 各 种 新 技 术 、 新 方法 ;④ 实 测 迟 到 时 间 方 面 , 使 用 何 种 特 殊 气 体 指 示剂 及 如 何 提 高 其 准 确 性 仍 需 进 一 步 探 索 和 改 进 ;⑤ 本 次 摸 索 的 在 新 技 术 条 件 下 的 录 井 新 方 法 需进 一 步 完 善 ;⑥ 在 当 前 钻 井 技 术 日 新 月 异 的 形 势 下 , 必 须 加强 新 条 件 下 录 井 设 备 和 技 术 研 究 , 进 一 步 降 低 综 合录 井 成 本 。参 考 文 献 :[ 1 ] 马 光 长 , 杜 良 民 . 空 气 钻 井 技 术 及 其 应 用 [ J ] . 钻 采 工 艺 , 2 0 0 4 , 2 7( 3 ) : 6 - 1 0 .[ 2 ] 华 学 理 , 佘 明 军 , 等 . 空 气 钻 井 技 术 对 地 质 录 井 工 作 的 影 响 及 对 策[ J ] . 录 井 工 程 , 2 0 0 6 , 1 8 ( 1 ) : 5 - 8 .[ 3 ] 冯 三 利 , 于 克 君 , 等 . 中 国 煤 层 气 勘 探 开 发 利 用 技 术 进 展 [ M ] . 北 京 :地 质 出 版 社 , 2 0 0 6 : 1 2 7 - 1 3 0 近 向 斜 轴 部 , 更 有 利 于 地 下 水 的 汇 集 。 这 进 一步 说 明 检 2 孔 比 其 它 两 孔 水 量 丰 富 的 原 因 。总 之 , 郭 屯 矿 井 与 邻 近 矿 井 相 比 较 预 算 的 井 筒涌 水 量 大 富 水 性 强 , 是 由 郭 屯 矿 井 特 定 的 水 文 地 质条 件 所 决 定 , 主 要 影 响 因 素 有 含 水 层 岩 性 、 构 造 裂 隙发 育 程 度 、 含 水 层 的 补 给 条 件 以 及 存 水 环 境 、 汇 水 条件 等 方 面 因 素 决 定 的 。参 考 文 献 :[ 1 ] 安 徽 煤 田 地 质 局 第 三 勘 探 队 . 郭 屯 矿 井 井 筒 检 查 孔 地 质 报 告 [ R ] . 安徽 宿 州 : 安 徽 煤 田 地 质 局 第 三 勘 探 队 , 2 0 0 3 .[ 2 ] 葛 亮 涛 , 顾 谦 隆 , 高 洪 烈 . 多 含 水 层 混 合 井 流 理 论 及 流 量 测 井 法 [ M ] : 地 质 出 版 社 , 1 9 8 4 .[ 3 ] 薛 禹 群 , 朱 学 愚 . 地 下 水 动 力 学 [ M ] . 北 京 : 地 质 出 版 社 , 1 9 8 1 .G u o t u n C o a l m i n e S h a f t B e d r o c k W a t e r Y i e l d P r o p e r t y A n a l y s i sS h e n H o n g y L i W a n p i n 1 . N o . 3 E x p l o r a t i o n T e a m , A n h u i B u r e a u o f C o a l G e o l o g i c a l E x p l o r a t i o n , S u z h o u , A n h u i 2 3 4 0 0 0 ;2 . N o . 6 E x p l o r a t i o n T e a m , H u n a n B u r e a u o f C o a l G e o l o g i c a l E x p l o r a t i o n , X i a n g t a n , H u n a n 4 1 1 1 0 0 )A b s t r a c t : B a s e d o n b o r e h o l e c o r i n g , h a s t y h y d r o g e o l o g i c a l o b s e r v a t i o n , g e o p h y s i c a l w e l l l o g g i n g ( i n c l u d i n g f l o w l o g g i n g ) d a t a f r o m p i -l o t h o l e o f s h a f t c o m b i n e d w i t h G u o t u n c o a l m i n e d e t a i l e d e x p l o r a t i o n g e o l o g i c a l r e p o r t , c a r r i e d o u t s h a f t a q u i f e r a n d c o n f i
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本文标题:煤层气录井技术在多工艺_新技术钻井条件下的应用
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