复杂岩性录井综合识别技术应用研究

复杂岩性录井综合识别技术应用研究

胥荣 1 周萍萍 2

1 中石化经纬有限公司 西南测控 公司 四川 绵阳 621000 2 四川京川大正油田技术服务有限责任公司 四川 德阳 618000

摘要：随着隐蔽复杂类型油气藏勘探的逐步深入，基于岩屑的复杂岩性识别越来越受到重视，这也一直是岩屑录井工作中的一个难点。近年来，随着PDC钻头、涡轮工具、扭力冲击器、液动旋冲装置等钻井工艺的广泛应用，导致岩屑识别难度进一步提高。这就要求必须进一步完善录井识别技术，为此，通过对高倍岩屑图像采集技术、X射线元素分析技术、岩屑薄片分析技术、岩屑自然伽马检测技术、XRD分析技术等单项技术的特点分析，科学合理的建立“复杂岩性录井综合识别技术系列”，能够提高岩性识别效率，对岩屑录井的高效、快速发展具有重要意义。

关键词：岩屑录井技术系列；复杂岩性识别；综合识别

O引言

随着油气勘探程度的提高和勘探技术进步,复杂储层的不断出现给油气显示准确识别及评价提出更高要求,目前随钻录井在复杂储层快速识别及评价中已表现出重要的作用。岩屑录井是地质剖面建立的最重要手段之一。以往，岩屑录井针对深层复杂岩性识别(复杂岩性是指砂质砾岩、火山岩、变质岩等肉眼鉴定困难的岩性)的方法主要是以实物观察为主，实物观察的主要对象是岩屑颗粒。然而，随着PDC钻头、涡轮工具、扭力冲击器、液动旋冲装置等钻井工艺的发展，使岩屑极其细碎甚至达到粉尘状，导致以往的识别方法失去了效果。当前，针对粉末样品，岩性识别的主要方法由以往的颗粒识别转变为矿物、成份识别，这给岩性识别带来了巨大的困难。

针对细碎岩屑识别发展的技术主要有高倍岩屑图像采集技术、x射线元素分析技术、岩屑薄片分析技术、岩屑自然伽马检测技术、XRD分析技术等单项技术。各项技术都是针对某一特定问题而研发，彼此间没有联系。“百花齐放”的录井技术导致针对同一问题会有不同技术重复应用；同时也出现一项优秀技术只简单应用了一个功能。

虽然目前岩屑录井技术种类繁多，但总体上以技术堆砌为主，缺乏明确的发展目标，造成了技术浪费，限制了先进技术的发展和推广应用。造成上述结果的直接原因就是岩屑录井技术配套的欠缺。因此建立“复杂岩性录井综合识别技术系列”对岩屑录井及新技术的发展具有重大意义。

1复杂岩性录井综合识别技术

岩屑录井在石油钻探的第一天就开始了，但在漫长的钻井地质技术发展历程中，岩屑录井是唯一没有重大突破的随钻地质评价技术。岩屑录井所获取的实物信息是目前任何地质录井方法都难以取代的。国内各大录井公司近年来陆续研发了多项新的岩屑录井技术，但均单兵作战，未成体系。

1.1高倍岩屑图像采集技术

高倍岩屑图像采集技术是通过高倍放大镜头对岩屑实物进行图像采集。目前有两种形式，显微镜成像系统和高倍岩屑图像采集系统。主要有保存图像、岩性定名、地质分层、剖面建立等功能。

1.2X射线元素分析技术

使用仪器为Skyray生产的EDX4500型x荧光光谱仪，能分析主量元素、微量元素、放射性元素等共35种元素；元素含量分析范围lppm～99.9％；测量时间为60～200S。主要功能为岩石元素成份测定，适用于解决细碎岩屑情况下的地层分界和岩石定名甚至岩石孔隙度测定。

1.3岩屑薄片分析技术

岩屑薄片分析技术主要是将岩石薄片分析技术进行改进，修改制片方法和鉴定方法，使之适用于细碎岩屑。对细碎、松散的岩屑样品，用“502胶”固结并干透后磨制成薄片，在偏光显微镜下鉴定其岩性，通过显微照相系统拍照并存储到计算机，实现岩性定名及详细描述的功能。

1.4岩屑自然伽马检测技术

岩屑的放射性是由岩屑中所含的U、Th、k系放射性同位素引起的。岩屑伽马检测仪器采用碘化钠(NaI)探测器对定量岩屑进行自然丫放射性总量的测量。主要功能是地层对比、地层分层、岩性大类识别等。

2复杂岩性录井综合识别技术系列

建立复杂岩性录井综合识别技术系列的目的在于提高岩性识别水平，厘清当前录井发展的需求，明晰未来发展的方向：一是通过现有技术体系的改进升级，不断提高现有技术的适应性和标准化；二是加大新型录井技术研发力度，扩充现有技术体系，综合运用多技术手段破解勘探开发难题，以便最大程度地发挥录井的独到优势。

每种单项技术都有其强大的优势，通过优选，选择以下技术为岩性识别的关键技术：①高倍岩屑图像采集主要用于原始图像保留和快速信息传递；②元素分析技术适用于解决细碎岩屑情况下的地层分界和岩石分类：③岩屑薄片分析技术优势在于准确的岩性定名和描述；④岩屑自然伽马检测技术的优势在于剖面对比和火山岩分类。通过分析各单项技术的优势，进行技术配套，设立框架(图1）、建立标准、规范工作流程。

图1 杂岩性综合识别体系技术框架

3应用案例分析

2020年在某盆地北部使用配套技术推广应用于10余口井。结果表明，遵照标准、按照程序进行复杂岩性综合识别，使岩屑录井工作更节约、更高效、更精准，能最大程度地发挥录井的独到优势。

X井利用综合识别方法准确识别了岩性，及时判断了层位，控制了完钻原则。该井深层自上而下揭示的地层为A组、B组、C组，设计要求钻入C组50m无油气显示完钻。

现场实钻至4148m，发现岩屑颜色由灰变成灰绿、成份上也有变化，但不能判断具体岩性。现场按照流程要求立即拍摄高倍图像照片，并利用卫星网络传回基地，基地组织专家组讨论认为地层由沉积岩进入火山岩，为安山质角砾熔岩，并及时进行元素分析和岩屑薄片鉴定。元素分析结果曲线呈现规律性变化，Tas、Si一碱度、Si—Ti、钙镁铁一碱度4种图解投点均落入中性岩(安山岩)区域：岩屑伽马检测结果为中性火山岩；岩屑薄片分析发现中性斜长石斑晶，呈定向半定向排列，少量颗粒为角砾结构，鉴定结论为安山岩、英安岩、角砾岩颗粒；综合分析认为岩屑自4148m开始进入安山质角砾熔岩。经后期与综合录井资料、常规测井资料、FMI成像测井相互印证，符合程度较高。

4结束语

（1）井更高效、更准确。

（2）“录井系列”明确化，使录井技术科学化、合理化，避免了技术的重复使用，节约了成本。

（3）形成复杂岩性综合识别技术系列使岩屑录井有了体系，利于现有技术的改进升级，明确了下步发展方向。

（4）复杂岩性识别“技术系列”的建立为其他录井方向的发展提供了发展思路。

参考文献：

[1] 常佑宁.录井技术发展现状与展望[J].录井技术，2019，19(1)，12-15．

[2] 李一超.李春山，刘德伦．X射线荧光岩屑录井技术[J]．录井工程，2018，14（02）:56-58.

[3] 耿长喜.关于录井技术现状及发展的思考[J].中外能源.2014，19(01)，66-69．