摘要：欠平衡钻井是天然气钻探最有效的钻井工艺技术之一，在大港油田、大庆油田等勘探区域成效显著。欠平衡钻井过程中，气层钻开后，使气测井的背景值大幅抬高，甚至达到饱和状态，导致后续气层无法识别。本文在分析了气测井技术局限性的基础上，针对欠平衡钻井工艺的特点，探讨了通过对岩屑进行破碎、脱气和含气分析，对地层含气情况进行识别和评价的方法，并给出了应用实例。


　　关键词：天然气勘探；欠平衡钻井；岩屑气；气层识别


　　1问题的提出


　　在天然气勘探工作中，气测井是最主要的发现和识别气层的录井技术手段,主要是依据钻开气层时，全烃检测值明显增大来识别和评价气层。经过半个多世纪的发展，气测井技术在装备水平、资料采集质量等方面都取得了很大的进步，为天然气的勘探做出了重要贡献[1][2]。


　　但也必须看到，气测井仍有很大的局限性[3][4]，特别是随着天然气勘探工作的深入，钻井工艺新技术的应用，给录井行业提出了新的要求，录井尚需在天然气勘探录井配套技术方面进行攻关，特别是在欠平衡钻井条件下，第一个气层打开后后续气层的发现和识别等问题亟待解决。


　　2 欠平衡钻井的工艺特点及录井面临的主要问题


　　2．1 欠平衡钻井的工艺特点


　　欠平衡钻井工艺与常规钻井工艺相比，除了在设备上增加了油气分离器等设备之外，最大的特点是在这种工艺条件下，钻井液的密度低，以保证钻井液产生的液柱压力低于地层压力，进而达到保护储集层、解放气层的目的。


　　2．2 欠平衡钻井条件下录井面临的主要问题


　　地质录井随钻过程中地层含气的检测，多年来一直局限于气测井方法，即以脱气器从钻井液中脱气、送入色谱仪中进行分析，通过分析全烃检测值增大的幅度判断气层的存在并进行产能的初步评价。随着欠平衡钻井工艺技术的应用，原有工艺流程和方法的局限性日益突出，特别是在第一个气层打开后后续气层发现的问题上存在明显的不适应。


　　具体地表现在，由于钻井液产生的液柱压力低于地层压力，因此，在气层打开后，气层中的气持续不断地进入到钻井液中，使钻井液中的含气量一直表现为高值，在这种情况下，后续的气层打开后，气体进入钻井液时，在气测井曲线上表现为全烃增大的幅度很小，甚至全烃检测值没有变化，造成气层无法发现和识别。


　　比如，ZHS11井自3170m采用欠平衡钻井工艺，钻至气层，全烃最大值由3.78%升至92.11%，钻至3194.4-3198.8m全烃最大值升到92.76%左右,此后一直持续到3415m，从地层的岩性、物性上看，计有12个具有一定储气能力的储集层，到底哪几个层含气难以确定。这就给试气层位选择等工作造成很大的影响。因此，必须开展欠平衡钻井条件下气层识别方法研究，以满足天然气勘探工作的需要。


　　3 欠平衡钻井条件下岩屑样品中微、痕量气体分析技术实验研究


　　为解决欠平衡钻井条件下，第一个气层打开后后续气层发现的问题。作者针对大庆探区WSH501等井开展了室内和现场试验研究工作。总体思路是：用机械破碎的方法使岩屑脱气，利用新的气体分析技术对岩屑样品的含气情况进行分析，考察岩屑气分析结果与气测井、地质录井、地球物理测井、试油（气）等分析资料的对应关系，明确岩屑气分析技术对地层含气的发现能力；考察油基钻井液对岩屑气分析结果是否有影响；


　　3．1基地实验情况


　　研究表明，泥岩岩屑在经历了降压脱气过程之后仍然保留一部分含气信息[5]，砂岩岩屑在经历了降压脱气过程之后仍然保留一部分含油信息，并可以进行检测[6]。岩屑中的气体是否在经历了降压脱气过程之后气体全部逸散？现有的技术装备能否测出岩屑含气？油基钻井液对岩屑浸泡后对岩屑含气分析结果是否有大的影响？


　　为回答上述问题，作者对现场采集的岩屑样品，用SDL-9000型综合录井仪进行了含气分析，从试验结果的初步分析来看，可以初步得到以下结论：一是现有的技术装备能测出岩屑含气，岩屑中的气体在经历了降压脱气过程之后气体没有全部逸散。二是油基钻井液对岩屑气分析结果基本上没有影响。这就为欠平衡钻井条件下第一个气层打开后，后续气层（下面地层是否含气）的落实提供了一种可供借鉴的方法。当然对于常规钻井条件下气层的发现和落实也有指导意义。
　　3．2 现场实验情况

　　为了进一步验证这种方法的可行性，作者以满足岩屑气分析的特制配套仪器，在大庆WSH501井、ZHSH11井、WSH11井进行了进一步的实验研究。

　　通过对3口井、1000包岩屑样品的分析，共计发现了14个岩屑高含气井段，其中有3个井段已经试气，都有天然气产出，说明用岩屑气分析数据识别地层含气是较为有效的，特别是与常规气测井资料相比，具有定位准确、发现气层能力强的特点。

　　4 结束语

　　岩屑在经历了降压脱气过程之后气体没有全部逸散，现有的技术装备可以测定岩屑的含气量。油基钻井液对岩屑气分析结果基本上没有影响。

　　应用岩屑气分析数据可以识别地层是否含气，这就为欠平衡钻井条件下第一个气层打开后，后续气层（下面地层是否含气）的落实提供了一种较为有效的方法。岩屑气分析资料较常规气测井资料相比，具有定位准确的优势，因此，对于常规钻井条件下气层的发现和落实也有指导意义。