陈真,胡云,耿立军,罗鹏,王志超,和鹏飞,袁则名

1.中海油能源发展股份有限公司 工程技术分公司（天津300452）

2.中海石油（中国）有限公司 天津分公司（天津300450）

0 引言

众所周知，在紫外光的照射下，石油中芳烃和非烃能发出荧光，这是现场油气识别的重要手段之一。近年来，随时石油钻井技术不断发展，钻井液技术也不断进步，为了提高钻井液性能，出现了很多新型钻井液材料，在提升钻井工艺的同时，其中部分荧光类钻井液添加剂给现场钻井过程中的油气识别带来了新的挑战[1-4]。

渤海油田钻遇的地层包括第三系地层以及潜山地层，针对不同的地层实钻过程中所用的钻井液体系也有所不同。本文主要研究了渤海油田几种常见的钻井液体系的荧光添加剂，包括：聚合物体系、PEC 体系、PEM 体系、高温高压体系等，各体系及适用地层见表1。

表1 渤海油田常见钻井液体系统计表

不同的钻井液体系中的荧光添加剂略有不同，同一套地层不同井型的钻井液添加剂也不同。例如在明下段钻进，定向井如果需要滑动造斜，可能会添加LUBE 润滑剂或者小球，但是在直井可能不会添加该类材料[5]。

基于近年来钻井资料，利用荧光录井[6-7]与地化录井技术[8]相结合，筛选出不同钻井液体系中的荧光类添加剂，研究其荧光特征与地化特征，建立添加剂特征谱图，从而指导真假荧光物质识别，更好地服务于现场油气识别工作。

1 钻井液荧光添加剂的筛选

为了研究不同钻井液添加剂的荧光特征属性，首先，对渤海油田几种常见钻井液体系进行综合分析，总结出近70 种钻井液添加剂，包括：烧碱、氯化钾、固体石墨、乳化石蜡等。然后，通过对岩屑、壁心、钻井液材料的对比分析，归纳出对录井影响最大的4种荧光类材料，其地化特征均组分单一，主碳峰单一，整体丰度低（表2）。

研究发现，钻井液添加剂对油气识别的影响主要为2个方面：①添加剂本身具有荧光属性，它直接对岩屑、壁心等产生污染，误导荧光录井对于油气的现场识别；②添加剂是原油制品，它不仅具备荧光属性，同时具有烃类物质属性，在地化检测中，也能表现出原油的部分地化特征，从而误导现场对于原油性质的判断。

表2 钻井液荧光添加剂统计表

2 钻井液添加剂录井影响分析

荧光添加剂对录井的影响是多方面的，下面通过分析岩屑、壁心与钻井液添加剂，多角度反映出荧光添加剂对录井的影响。

2.1 岩屑-壁心对比

L1-2井在2 700 m之后录井显示和测井解释结果偏差较大，后续通过壁心证实是被泥浆污染，如图1（a）所示。由于地层本身荧光显示较弱，如图1（b）所示，泥浆添加剂干扰导致现场难以区分真假显示，使得最终的油气发现率较低。

图1 L1-2井岩屑与壁心荧光扫描对比

2.2 岩屑-钻井液添加剂对比

P6-5井全井受到钻井液荧光添加剂影响，特别是PF-GRA（固体石墨），对于现场油气水识别造成了较大干扰。从图2 可以看出，固体石墨对于岩屑荧光识别造成了较大干扰。

2.3 壁心-钻井液添加剂对比

B2-1 井设计目的层段，录井过程荧光显示较好，但最终测井结果证实本段并无油气显示。井壁取心地化分析结果表明，该段受到钻井液添加剂PF-EPF（乳化石蜡）影响较大。

图2 P6-5井钻井液与岩屑三维荧光图谱对比

研究表明，荧光类钻井液添加剂既可以直接污染岩屑、壁心、岩心等，对荧光录井产生较大干扰，也可以随钻井液渗入地层，对储层流体的识别产生干扰。为更好地认识荧光类添加剂的荧光特征与地化特征，在井场与实验室开展进一步研究。

3 创建钻井液添加剂特征谱图

3.1 荧光特征谱图

针对多口井出现的钻井液添加剂对地化录井、三维定量荧光录井以及壁心污染造成的干扰问题，井场及实验室对常用的泥浆材料进行取样、分析，建立了钻井液荧光添加剂录井特征数据库及谱图。

首先，进行了钻井液添加剂的荧光录井研究，分为常规的荧光直照、荧光滴照以及三维定向荧光分析。筛选出了18种荧光添加剂，它们普遍存在于各种体系的钻井液中。下面以4种典型的荧光添加剂为例，分析荧光特征。在自然光下，4种添加剂具有不同的形态特征，荧光特征也有不同差异，如图3所示。

分析表明，4 种添加剂在紫外光照射下都表现出一定的荧光属性。三维定量荧光分析结果显示：PF-GRA（固体石墨）与PF-EPF（乳化石蜡）有一定的响应，这两种钻井液添加剂对三维荧光录井影响较大；PF-LUBE（润滑剂）与PF-TEMP（褐煤树脂）两种钻井液添加剂对三维荧光录井影响相对较小。

3.2 地化特征谱图

图3 钻井液添加剂荧光特征谱图

实验室根据前面筛选出的18 种荧光添加剂进行逐一地化特征研究。结果显示：PF-LPF、PFLUBE、磺化沥青等多种钻井液添加剂都对地化录井产生了影响，但是其谱图与原油地化谱图有一定差异，通过现场对比分析，能够对其加以区分。钻井液添加剂地化录井特征谱图（节选）如图4所示。

3.3 应用效果分析

将荧光类钻井液添加剂的研究成果在B3 区块两口探井进行了现场应用，能减小荧光添加剂对现场油气识别的影响，甄别真假油气显示。

应用表明，具备相似荧光特征或地化响应特征的添加剂对油气识别影响相对较大，如乳化石蜡、固体石墨等。但是，将现场岩屑分析谱图与添加剂特征谱图进行对比分析，能有效识别岩屑样品是否含有荧光添加剂，从而提高油气识别准确率。

图4 钻井液添加剂地化特征谱图(节选)

4 结论

通过对已钻井资料的分析研究，发现荧光类钻井液添加剂对现场油气识别不可避免地存在不同程度的影响。但是，通过荧光录井手段与地化技术相结合，可以将干扰程度降至最低，从而更好地指导现场作业。

1）在中深井及定向井中，钻井液添加剂对录井油气识别的影响普遍存在，其中具备与油气显示相似荧光特征或地化特征的添加剂对录井影响较大，如乳化石蜡、固体石墨等。

2）钻井液添加剂特征谱图的应用要与现场实际相结合，抓住分析样品的特征信息甄别假的油气显示。同时随着钻井液技术的发展，后续工作应结合实际，对添加剂特征谱图库进行更新研究。