空气雾化钻井条件下录井技术探讨.doc

空气、雾化泡沫钻井条件下录井技术探讨
方锡贤 　
　（河南石油勘探局地质录井公司 河南南阳 47313２ )
摘 要:空气、雾化泡沫钻井给录井带来一定的困难,本文从现场录井需要出发，针对空气、雾化泡沫的钻井条件下的“钻井液”循环及岩屑上返特点，介绍了提出空气、雾化钻井条件下特殊的迟到时间的测定方法，保证在密闭循环条件下能够取到岩屑、气体的特殊岩屑采集、气体提取装置,总结了传统法、钻时法、自然伽玛法、显微成像法等适应岩性呈粉沫状时的岩性识别方法，以及在这种特殊钻井条件下的气测异常识别、，简单叙述了井下燃爆产生的条件并提出相应的监测方法，此外为了安全钻井,文中还提出了H２Ｓ、井壁失稳的监测方法。
关键词：　空气钻井录井　 迟到时间　 采集装置 油气水层识别　 井下燃爆监测
0前言
随着科学技术的不断提高，钻井工艺技术水平也有了很大的提高，负压钻井技术中的钻井液也由传统的液相介质（泥浆）发展发展到雾化泡沫、空气,这些介质的“钻井液”不断完善及应用，有利于油气层的保护，实现复杂易漏、低孔低渗、裂缝性、高陡等复杂地层快速钻进，提高了井身质量、钻井时效及勘探开发效益,但由于空气“钻井液"特殊的流变性及管汇循环结构给现场录井等带来挑战,需要寻找新的技术应对这种挑战，本文为此进行简单的探讨,愿对现场录井工作有所裨益。
1岩屑录井

空气、雾化泡沫钻井的岩屑迟到时间主要有理论法与实测法，理论法主要依据均速气流冲击升力与岩屑浮重相平衡的均速直线运动的模型［（Stokｅｓ公式），见公式（1)］,所得岩屑运移速度［见公式（2）］来计算迟到时间.
　 　 　　 　　 　 　 （1)
　 　 　 　　 　 　　 　 　　 　　（2）
其中：d——岩屑直径m；
——岩屑密度ｇ/cｍ３；
--气体密度g/cm３；
g—-重力加速度m／s２；　
CD——形状阻力因子，无量纲；
v-—岩屑匀速直线运动的平衡速度m／s。
在井场录井中，虽然空气钻井服务公司一般会提供理论法计算的迟到时间,录井方也可通过相关计算曲线查找相关数据获取迟到时间,但由于理论法计算迟到时间较为复杂，因此更多采用的是实测法获取迟到时间。实测法主要是采用记录钻头到井底后开始钻进至岩屑返出时间的方法作为岩屑迟到时间,其主要依据是在液态基质钻井液转换为气态基质钻井液前、气态基质钻井过程中每次接立柱前、起钻前井眼要清扫干净这一基本工作要求，同时也基于在起钻、接单根时井眼中的空气、雾化泡沫压力于很低、密度极低，环空即偶有岩屑，也很快沉降到井底中这一实际。
在老君1井空气钻井过程中,采用实测法所得岩屑迟到时间：762—1０00m为1．4miｎ；1000－1500m为1。4－；１５０0-１800m为１。6－1．7mｉn。与理论计算迟到时间基本一致.
１。2岩屑的采集
岩屑
排砂管出口
1号阀门
2号阀门
图1 空气、雾化泡沫钻井条件下岩屑取样器示意图
由于在空气钻井中，钻头破碎的岩屑和地层气体随循环介质通过排放管线一同被排放到指定区域，在出口之前整个循环通道是封闭的，不能采用像钻井液钻井的方法采集岩屑。而排砂管线的出口空气返速很高，很难在排砂管线出口正常取到砂样,因此岩屑录井的首要问题是解决岩屑的采集问题。解决岩屑的采集可以通过制作专用岩屑取样器(如图1)来解决，正常钻进时打开1号阀门，关闭2号阀门,取样时关闭1号阀门，打开2号阀门,岩屑漏过2号阀门后立即关闭2号阀门，打开1号阀门,，取样器中的岩屑能够迅速排出,取样器与排砂管之间呈45°-60°为佳。
1．3岩屑的描述
空气、雾化泡沫中的岩屑呈粉尘状,给岩屑描述带来困难，在实际工作中可以参照PDC钻头录井岩性识别方法进行。主要有以下几种方法:
1。
“远观颜色,近看岩性”是钻井地质工作者岩屑描述长期工作实践的经验概括和总结,这种描述方法客观、实用,同样适用空气、泡沫钻井条件下的岩屑描述。一般来说，同一地区，不同岩性的岩石有不同的颜色，有的颜色浅，有的颜色深，近看相互混杂，难以区分，远观的结果就不一样,新成份的出现及同类岩屑含量的变化,岩屑的颜色都能反映得出来，，借助放大镜、显微镜进行近看岩性,达到准确进行岩性描述的效果.
．2钻时法
在放大钻时比例的基础上,采用“大套观察，高中求低，低中求高,幅低看岩屑”方法划分岩性界面。具体上就是:大套观察岩屑，找一典型层作