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)猓粴鈱幼R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(chǔ)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(chǔ)氣能力的儲(chǔ)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。