[科普中國(guó)]-錄井

技術(shù)原理

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在石油行業(yè)的廣泛應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)地質(zhì)學(xué)等一些邊緣學(xué)科的創(chuàng)建，極大地提高了錄井信息的應(yīng)用程度，同時(shí)也使獲取錄井信息的方式和信息量不斷增多1。

錄井是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)綜合地質(zhì)資料、現(xiàn)場(chǎng)錄井?dāng)?shù)據(jù)及綜合分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行巖性解釋、歸位，確定含油、氣、水產(chǎn)狀；自由選擇繪圖項(xiàng)目和繪圖格式，繪制不同類型的錄井圖；在屏幕上實(shí)現(xiàn)鉆具與電纜誤差的校正、破碎巖心的處理、巖層界限調(diào)整等圖形修改編輯工作。

綜合解釋評(píng)價(jià)技術(shù)以氣測(cè)錄井、工程錄井、定量熒光錄井、地化錄井、核磁共振錄井為主要技術(shù)手段，通過對(duì)各項(xiàng)錄井資料的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣水層的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

技術(shù)概況錄井技術(shù)進(jìn)入商業(yè)性服務(wù)已有五十多年的歷史。初期錄井服務(wù)包括深度測(cè)量、地質(zhì)描述以及使用熱導(dǎo)檢測(cè)儀進(jìn)行氣測(cè)錄井服務(wù)。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，油氣勘探開發(fā)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，錄井行業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。在繼承和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)錄井優(yōu)勢(shì)技術(shù)的同時(shí)，人們依靠技術(shù)進(jìn)步與科技創(chuàng)新，不斷開拓錄井行業(yè)新的服務(wù)領(lǐng)域，開發(fā)出新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

現(xiàn)在，錄井技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為傳統(tǒng)石油產(chǎn)業(yè)與信息技術(shù)相結(jié)合的集聲、電、磁、機(jī)械、化學(xué)、電子信息于一體的綜合技術(shù)，涉及石油地質(zhì)、鉆井工程、地球化學(xué)、地球物理、傳感技術(shù)、信息處理與傳輸?shù)榷鄬W(xué)科、多領(lǐng)域的現(xiàn)代化專業(yè)技術(shù)，其特點(diǎn)是信息化和智能化2。

第一，發(fā)展了綜合評(píng)價(jià)技術(shù)。一是采用新的系統(tǒng)工具，如巖屑描述軟件、巖心描述軟件、完井報(bào)告編制軟件為我們進(jìn)行這些工作提供了模板、提高了工作效率和資料整理水平，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。二是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集所有資料進(jìn)行分門別類，剔除各種影響因素，使其反映地層情況，并綜合分析研究，得出可信的結(jié)論。三是應(yīng)用多井對(duì)比技術(shù)，根據(jù)鄰井的各種錄井資料、測(cè)井資料、隨鉆錄井資料，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多井對(duì)比軟件可進(jìn)行多達(dá)22口井的對(duì)比，從而建立區(qū)域構(gòu)造剖面和地層剖面，據(jù)此進(jìn)行隨鉆分析，及時(shí)修改設(shè)計(jì)，預(yù)報(bào)目的層段，卡準(zhǔn)取心層位和完鉆層位，確定完鉆井深，指導(dǎo)鉆井工程合理使用鉆井參數(shù)。

第二，發(fā)展了數(shù)據(jù)管理與決策技術(shù)。先進(jìn)的綜合錄井系統(tǒng)就是一套數(shù)據(jù)管理和決策服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)鉆井過程中的各種活動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示和處理。這些活動(dòng)包括：鉆井、取心、中途測(cè)試、井控、下套管、固井、起下鉆、擴(kuò)眼、流量監(jiān)測(cè)、防噴監(jiān)測(cè)、打撈和海底作業(yè)等。對(duì)地質(zhì)錄井、隨鉆錄井、隨鉆測(cè)量、電測(cè)資料等亦可進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。該系統(tǒng)主要包括如下軟件或軟件包：工程計(jì)算；井涌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；巖屑描述資料包；綜合報(bào)告生成軟件；地層壓力軟件包；卡鉆測(cè)量與預(yù)防軟件；巖石物理特性軟件包；鉆井扭矩和阻力監(jiān)控軟件；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)作圖及系統(tǒng)管理軟件。

服務(wù)范圍從單一的地質(zhì)錄井服務(wù)發(fā)展到多種服務(wù)。國(guó)內(nèi)、外錄井服務(wù)主要包括：

（1）地質(zhì)錄井服務(wù)

（2）氣測(cè)錄井服務(wù)

（3）工程錄井服務(wù)

（4）隨鉆錄井服務(wù)

（5）地化錄井服務(wù)

（6）水平井地質(zhì)導(dǎo)向服務(wù)

（7）巖心測(cè)量與描述服務(wù)

技術(shù)方法錄井技術(shù)多種多樣，根據(jù)其資料應(yīng)用可以分為地質(zhì)錄井和工程錄井，根據(jù)其依據(jù)的科學(xué)理論基礎(chǔ)，可以將錄井方法分為；基于地質(zhì)學(xué)原理的錄井方法、基于物理學(xué)原理的錄井方法、基于地球化學(xué)原理的錄井方法3。

地質(zhì)學(xué)原理錄井（1）巖心錄井

巖心是最直觀、最可靠地反映地下地質(zhì)特征的第一性資料。通過巖心分析，可以識(shí)別古生物特征，確定地層時(shí)代，進(jìn)行地層對(duì)比；研究?jī)?chǔ)層巖性、物性、電性、含油性的關(guān)系；觀察巖心巖性、沉積構(gòu)造，判斷沉積環(huán)境；了解構(gòu)造和斷層情況。巖心錄井就是對(duì)鉆井取出的巖心進(jìn)行丈量、計(jì)算、歸位，觀察和描述巖心的各種特征及含油氣情況，并進(jìn)行物理化學(xué)分析，最后，綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)編制巖心柱狀圖，從而指導(dǎo)油田開發(fā)生產(chǎn)。

（2）巖屑錄井

地下的巖石被鉆頭鉆碎后，會(huì)隨鉆井液返回到地面，地質(zhì)人員按照一定取樣間距和遲到時(shí)間，連續(xù)收集與觀察巖屑并恢復(fù)地下地質(zhì)剖面，這個(gè)過程就稱為巖屑錄井。

進(jìn)行巖屑錄取，首先是要做到井深準(zhǔn)、遲到時(shí)間準(zhǔn)。前者要求管好鉆具，做到鉆具組合、鉆具總長(zhǎng)、方入、井深、下單根清楚；后者要求按一定的間距測(cè)準(zhǔn)巖屑遲到時(shí)間。

在鉆井過程中由于鉆具頻繁活動(dòng)，使已鉆過的上部巖層經(jīng)常從井壁剝落下來(lái)，混雜于來(lái)自井底的巖屑之中，為了保證巖屑確定為真巖屑，必須進(jìn)行巖屑真假鑒別。真巖屑往往色調(diào)新鮮、形狀多棱角或呈片狀且可能帶有新成分。另外，利用鉆時(shí)、氣測(cè)等資料可以驗(yàn)證巖屑的真假。

通過巖屑錄井，可以掌握井下地層層序、巖性，初步了解地層含油氣水情況，并且，該方法成本低、簡(jiǎn)便易行、了解地下情況及時(shí)、資料系統(tǒng)性強(qiáng)，因此，在油氣田勘探、開發(fā)過程中被廣泛采用。

物理學(xué)原理錄井（1）熒光錄井

熒光錄井有定性熒光錄井和定量熒光錄井。

定性熒光錄井可采用熒光直照、熒光滴照、熒光系列對(duì)比和熒光毛細(xì)分析等方法。熒光直照就是將巖屑放在熒光燈下，利用干樣或濕樣直接進(jìn)行照射，根據(jù)熒光發(fā)光強(qiáng)度和顏色，判斷熒光發(fā)光物質(zhì)的來(lái)源，判斷油質(zhì)類型。

三維熒光定量熒光錄井所檢測(cè)的熒光強(qiáng)度與激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)有關(guān)，這可以通過三維定量熒光分析的立體圖譜表示，也可以投影成等值線譜圖。不同的烴類物質(zhì)有不同的三維熒光譜圖特征，即不同油質(zhì)樣品的最佳激發(fā)波長(zhǎng)和最佳發(fā)射波長(zhǎng)（特征峰位）所對(duì)應(yīng)的最大熒光強(qiáng)度（峰高）不同。發(fā)光強(qiáng)度INT值越大，說(shuō)明油質(zhì)越重。

（2）核磁共振錄井

核磁共振錄井的基本原理是利用核馳豫現(xiàn)象。氫原子核會(huì)與磁場(chǎng)之間發(fā)生相互作用，而地層流體（油、氣、水）中的氫含量有差異，因此利用這種差異，在核磁共振儀器上會(huì)有不用的顯示。空隙越大，氫核越多，核磁共振信號(hào)衰減越慢，對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間越長(zhǎng)。

利用核磁共振可以確定孔喉分選情況、計(jì)算巖石的孔隙度、有效孔隙度、滲透率、含油飽和度等。

地球化學(xué)原理錄井（1）巖石熱解錄井

巖石熱解錄井是將室內(nèi)巖石熱解色譜分析方法應(yīng)用于井場(chǎng)，根據(jù)巖心、巖屑樣品分析結(jié)果對(duì)生油巖、儲(chǔ)油巖進(jìn)行評(píng)價(jià)。方法是，采集并稱取研細(xì)的生油巖樣品，置于熱解爐中，利用程序升溫的方法，將巖樣中的烴類及干酪根在不同的溫度下熱解或熱蒸發(fā)成氣態(tài)烴，分別由由載氣直接送入氫焰離子化檢測(cè)器中檢測(cè)，最終由計(jì)算機(jī)處理打印。

巖石熱解的地質(zhì)應(yīng)用主要是烴源巖評(píng)價(jià)和儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)。

（2）輕烴錄井

輕烴錄井就是對(duì)巖屑頂部空間氣體C1至C7輕烴分析。巖樣的輕烴分析第一步就是碎樣、裝瓶、密封，之后放置在輕烴分析儀中進(jìn)行分析，根據(jù)顯示的峰的特征分析烴類組分，操作過程比較簡(jiǎn)單。

其地質(zhì)應(yīng)用是生油巖評(píng)價(jià)和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。

綜合錄井綜合錄井是基于綜合錄井儀，集鉆時(shí)錄井、氣測(cè)錄井、鉆井液錄井等傳統(tǒng)錄井方法和現(xiàn)代工程錄井、隨鉆測(cè)量、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸與于一體的集成式錄井技術(shù)。

綜合錄井儀器附帶多種傳感器設(shè)備，絞車傳感器、聲波傳感器、壓力傳感器、套管壓力傳感器、電扭矩傳感器、H2S傳感器……傳感器種類多樣，可以實(shí)現(xiàn)多功能測(cè)量。尤其是H2S傳感器，測(cè)量范圍：0～100ppm，但是，報(bào)警數(shù)值為10ppm，臨界數(shù)值20ppm，當(dāng)達(dá)到報(bào)警數(shù)值濃度是就要采取相應(yīng)措施，盡可能減少硫化氫對(duì)人體的影響，防止安全事故。

主要任務(wù)錄井工作的主要任務(wù)是根據(jù)鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，取全取準(zhǔn)反映地下情況的各項(xiàng)資料，以判斷井下地質(zhì)及含油氣情況，分析判斷井下鉆探工程概況等。一口井錄井工作的質(zhì)量不僅直接影響到能否迅速搞清本井地下地層、構(gòu)造及含油氣情況，而且關(guān)系到對(duì)整個(gè)構(gòu)造的地質(zhì)情況的認(rèn)識(shí)、含油氣遠(yuǎn)景的評(píng)價(jià)和油田開發(fā)方案設(shè)計(jì)等重要問題，因此，鉆井地質(zhì)錄井工作在整個(gè)油氣田勘探與開發(fā)工程中是十分重要的。