欠平衡鉆井條件下含氣層識別方法研究
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[時(shí)間:2010-01-06 中國錄井網(wǎng) 關(guān)注度:0]
摘要: 摘要:欠平衡鉆井是天然氣鉆探最有效的鉆井工藝技術(shù)之一,在大港油田、大慶油田等勘探區(qū)域成效顯著。欠平衡鉆井過程中,氣層鉆開后,使氣測井的背景值大幅抬高,甚至達(dá)到飽和狀態(tài),導(dǎo)致后續(xù)氣層無法識別。本文在分析了氣測井技術(shù)局限性的基礎(chǔ)上,針對欠平...
摘要:欠平衡鉆井是天然氣鉆探最有效的鉆井工藝技術(shù)之一,在大港油田、大慶油田等勘探區(qū)域成效顯著。欠平衡鉆井過程中,氣層鉆開后,使氣測井的背景值大幅抬高,甚至達(dá)到飽和狀態(tài),導(dǎo)致后續(xù)氣層無法識別。本文在分析了氣測井技術(shù)局限性的基礎(chǔ)上,針對欠平衡鉆井工藝的特點(diǎn),探討了通過對巖屑進(jìn)行破碎、脫氣和含氣分析,對地層含氣情況進(jìn)行識別和評價(jià)的方法,并給出了應(yīng)用實(shí)例。
關(guān)鍵詞:天然氣勘探;欠平衡鉆井;巖屑?xì);氣層識別
1問題的提出
在天然氣勘探工作中,氣測井是最主要的發(fā)現(xiàn)和識別氣層的錄井技術(shù)手段,主要是依據(jù)鉆開氣層時(shí),全烴檢測值明顯增大來識別和評價(jià)氣層。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,氣測井技術(shù)在裝備水平、資料采集質(zhì)量等方面都取得了很大的進(jìn)步,為天然氣的勘探做出了重要貢獻(xiàn)[1][2]。
但也必須看到,氣測井仍有很大的局限性[3][4],特別是隨著天然氣勘探工作的深入,鉆井工藝新技術(shù)的應(yīng)用,給錄井行業(yè)提出了新的要求,錄井尚需在天然氣勘探錄井配套技術(shù)方面進(jìn)行攻關(guān),特別是在欠平衡鉆井條件下,第一個(gè)氣層打開后后續(xù)氣層的發(fā)現(xiàn)和識別等問題亟待解決。
2 欠平衡鉆井的工藝特點(diǎn)及錄井面臨的主要問題
2.1 欠平衡鉆井的工藝特點(diǎn)
欠平衡鉆井工藝與常規(guī)鉆井工藝相比,除了在設(shè)備上增加了油氣分離器等設(shè)備之外,最大的特點(diǎn)是在這種工藝條件下,鉆井液的密度低,以保證鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力低于地層壓力,進(jìn)而達(dá)到保護(hù)儲集層、解放氣層的目的。
2.2 欠平衡鉆井條件下錄井面臨的主要問題
地質(zhì)錄井隨鉆過程中地層含氣的檢測,多年來一直局限于氣測井方法,即以脫氣器從鉆井液中脫氣、送入色譜儀中進(jìn)行分析,通過分析全烴檢測值增大的幅度判斷氣層的存在并進(jìn)行產(chǎn)能的初步評價(jià)。隨著欠平衡鉆井工藝技術(shù)的應(yīng)用,原有工藝流程和方法的局限性日益突出,特別是在第一個(gè)氣層打開后后續(xù)氣層發(fā)現(xiàn)的問題上存在明顯的不適應(yīng)。
具體地表現(xiàn)在,由于鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力低于地層壓力,因此,在氣層打開后,氣層中的氣持續(xù)不斷地進(jìn)入到鉆井液中,使鉆井液中的含氣量一直表現(xiàn)為高值,在這種情況下,后續(xù)的氣層打開后,氣體進(jìn)入鉆井液時(shí),在氣測井曲線上表現(xiàn)為全烴增大的幅度很小,甚至全烴檢測值沒有變化,造成氣層無法發(fā)現(xiàn)和識別。
比如,ZHS11井自3170m采用欠平衡鉆井工藝,鉆至氣層,全烴最大值由3.78%升至92.11%,鉆至3194.4-3198.8m全烴最大值升到92.76%左右,此后一直持續(xù)到3415m,從地層的巖性、物性上看,計(jì)有12個(gè)具有一定儲氣能力的儲集層,到底哪幾個(gè)層含氣難以確定。這就給試氣層位選擇等工作造成很大的影響。因此,必須開展欠平衡鉆井條件下氣層識別方法研究,以滿足天然氣勘探工作的需要。
3 欠平衡鉆井條件下巖屑樣品中微、痕量氣體分析技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究
為解決欠平衡鉆井條件下,第一個(gè)氣層打開后后續(xù)氣層發(fā)現(xiàn)的問題。作者針對大慶探區(qū)WSH501等井開展了室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)研究工作。總體思路是:用機(jī)械破碎的方法使巖屑脫氣,利用新的氣體分析技術(shù)對巖屑樣品的含氣情況進(jìn)行分析,考察巖屑?xì)夥治鼋Y(jié)果與氣測井、地質(zhì)錄井、地球物理測井、試油(氣)等分析資料的對應(yīng)關(guān)系,明確巖屑?xì)夥治黾夹g(shù)對地層含氣的發(fā)現(xiàn)能力;考察油基鉆井液對巖屑?xì)夥治鼋Y(jié)果是否有影響;
3.1基地實(shí)驗(yàn)情況
研究表明,泥巖巖屑在經(jīng)歷了降壓脫氣過程之后仍然保留一部分含氣信息[5],砂巖巖屑在經(jīng)歷了降壓脫氣過程之后仍然保留一部分含油信息,并可以進(jìn)行檢測[6]。巖屑中的氣體是否在經(jīng)歷了降壓脫氣過程之后氣體全部逸散?現(xiàn)有的技術(shù)裝備能否測出巖屑含氣?油基鉆井液對巖屑浸泡后對巖屑含氣分析結(jié)果是否有大的影響?
為回答上述問題,作者對現(xiàn)場采集的巖屑樣品,用SDL-9000型綜合錄井儀進(jìn)行了含氣分析,從試驗(yàn)結(jié)果的初步分析來看,可以初步得到以下結(jié)論:一是現(xiàn)有的技術(shù)裝備能測出巖屑含氣,巖屑中的氣體在經(jīng)歷了降壓脫氣過程之后氣體沒有全部逸散。二是油基鉆井液對巖屑?xì)夥治鼋Y(jié)果基本上沒有影響。這就為欠平衡鉆井條件下第一個(gè)氣層打開后,后續(xù)氣層(下面地層是否含氣)的落實(shí)提供了一種可供借鑒的方法。當(dāng)然對于常規(guī)鉆井條件下氣層的發(fā)現(xiàn)和落實(shí)也有指導(dǎo)意義。
3.2 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)情況
為了進(jìn)一步驗(yàn)證這種方法的可行性,作者以滿足巖屑?xì)夥治龅奶刂婆涮變x器,在大慶WSH501井、ZHSH11井、WSH11井進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。
通過對3口井、1000包巖屑樣品的分析,共計(jì)發(fā)現(xiàn)了14個(gè)巖屑高含氣井段,其中有3個(gè)井段已經(jīng)試氣,都有天然氣產(chǎn)出,說明用巖屑?xì)夥治鰯?shù)據(jù)識別地層含氣是較為有效的,特別是與常規(guī)氣測井資料相比,具有定位準(zhǔn)確、發(fā)現(xiàn)氣層能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
4 結(jié)束語
巖屑在經(jīng)歷了降壓脫氣過程之后氣體沒有全部逸散,現(xiàn)有的技術(shù)裝備可以測定巖屑的含氣量。油基鉆井液對巖屑?xì)夥治鼋Y(jié)果基本上沒有影響。
應(yīng)用巖屑?xì)夥治鰯?shù)據(jù)可以識別地層是否含氣,這就為欠平衡鉆井條件下第一個(gè)氣層打開后,后續(xù)氣層(下面地層是否含氣)的落實(shí)提供了一種較為有效的方法。巖屑?xì)夥治鲑Y料較常規(guī)氣測井資料相比,具有定位準(zhǔn)確的優(yōu)勢,因此,對于常規(guī)鉆井條件下氣層的發(fā)現(xiàn)和落實(shí)也有指導(dǎo)意義。