鄂明峰

（大庆钻探地质录井一公司，黑龙江大庆163000）

1 概述

地质录井通过岩屑录井、气测录井、工程录井、地化录井等技术手段，在钻井现场能够获取丰富的井筒地质信息、储层含油气信息及钻井工程信息等，通过对这些资料的分析，实现对地层岩性剖面归位、储层含油气性评价及钻井工程异常监测等。在录井所有工作内容中，岩屑录井是一项最基本、也是最重要工作之一，岩屑录井通过分析井眼中随钻井液返出的岩屑，实现对岩屑的准确定名，对含油气性进行分析，然后通过地层对比，建立井眼位置的岩性剖面，实现对储层综合评价。岩屑录井资料对后续的储层综合评价、开发方案设计等具有重要意义[1]。对岩屑识别定名的准确性直接关系到岩屑录井质量，对后续储层综合评价影响较大，因此，必须提升录井现场岩屑岩性判准率，保障岩屑录井资料的真实性、可靠性，为后续油气井开发提供可靠的依据。

2 岩屑录井工作内容

岩屑录井是地质录井最基本、最重要的工作内容之一，也是最能反映地质录井资料价值、最具代表性的工作。岩屑录井具体工作内容，按照流程主要有以下几点：①岩屑捞取及清洗。岩屑随钻井液返出后，在振动筛处被分离出来，堆积在挡泥板上，岩屑录井第一步是进行岩性的捞取工作，将挡泥板上新鲜的岩屑取出一定量，然后装入沙筐中，在洗沙池中进行清洗，洗出岩屑上附着的钻井液中固相物质，还原岩屑的真实颜色；②岩屑烘干及挑样。岩屑清洗完后，需要对岩屑样品进行烘干，以便观察岩屑的真实颜色、矿物成分等。同时要对岩屑样品中假岩屑进行挑选、清除，保留真岩屑，以免对岩屑识别造成影响；③岩屑样品荧光分析。对于含油岩屑样品，在烘干之前需要进行荧光分析，确定含油级别；④岩屑识别定名。岩屑烘干后，需要对岩屑进行识别定名。在对岩屑识别定名时，通过观察岩屑颗粒的颜色、矿物、结构、构造、含有物等，实现对岩屑的准确定名；⑤岩屑剖面归位。在对岩屑识别定名结束后，要对岩屑剖面进行归位，通过大段岩性观察，与邻井地质资料对比，与测井曲线进行比对，对岩屑定名有误的需要反复观察，确定后需要进行修正，得到地层由上至下的岩屑剖面，为储层综合评价提供依据。

3 岩性识别存在的难题

3.1 岩屑颗粒细碎

今年来，钻井为了节约成本，钻井施工速度大大加快，PDC 钻头结合扭力冲击器的组合钻具使用较为普遍，在提升钻井施工速度的同时，造成了岩屑颗粒细碎，岩屑颗粒粒径越来越小，岩石中构造遭到破坏[2]。由于岩屑颗粒变小，整体性差，通过肉眼观察难度较大，岩石渐变不易察觉，岩屑构造无法明确观察到，含有物不易被发现，给岩屑识别带来了难题。

3.2 岩屑代表性差

岩屑代表性直接影响后续岩屑识别，必须保证岩屑代表性好，才能够反映地层真实岩性。在钻井过程中，已钻开的地层与钻井液接触，长时间浸泡在钻井液中，井壁稳定性变差，容易发生垮塌，井壁剥落的岩石会形成假岩屑，影响岩屑代表性。此外，在水平井钻井过程中，在水平井段，受到重力作用影响，岩屑颗粒容易堆积在井眼下部，形成岩屑床，导致岩屑代表性变差[3]。在水平段钻进过程中，钻具在重力作用下，对井眼下部岩屑会多次研磨，造成岩屑细碎，识别难度增大。因此，在水平井钻井过程中，必须保证岩屑代表性。

3.3 岩性复杂，录井现场分析技术手段有限

地层岩性复杂多变，给岩性识别造成困难。以松辽盆地为例，上部地层多以砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、页岩为主，岩性相对比较简单，下部进入营城组后，岩屑多以火山岩为主，火山岩成分和结构复杂，火山岩大类分为基性火山岩、中性火山岩、酸性火山岩，根据火山岩结晶方式不同，分为火山熔岩与火山角砾，此外，火山岩颜色变化多样，通过肉眼难以准确识别。对于塔东和川渝地区，目的层岩性多以碳酸盐为主，碳酸盐中灰岩和白云岩石差别不大，结构相近，屑颗粒在镜下也难以准确识别，录井现场能够借助的手段有限，不能开展薄片分析，必须开发适应录井现场使用的新技术手段，提升岩屑识别的准确性。

4 提升岩屑录井质量的措施

针对岩屑录井中存在的问题，可以采取相应的技术措施，提升岩屑录井质量。首先，要做好岩屑捞取及清洗工作，在岩屑捞取时，尽量挑选新鲜的岩屑样品，沿岩屑堆积方向自上而下，采用二分法取样，取完样品后，要及时清理挡泥板。清洗岩屑时，要保证将杂质清洗掉，对于结构必须松散的岩屑颗粒，不宜用力清洗。对于油基钻井液，需要采用特殊的清洗剂，才能将油基钻井液清洗干净；其次，在岩屑装盘及烘干时，需要挑出假岩屑，假岩屑挑选方法是棱角比较分明、颗粒异常大；然后，在对岩屑进行识别定名时，需要详细观察岩屑的颜色、矿物成分、结构、构造、含有物等，同时用手搓岩屑颗粒，分析岩屑颗粒硬度及有无颗粒感，用手碾碎后颗粒较粗的大多是砂岩，颗粒细腻的多是泥岩，砂岩颜色一般较浅，泥岩颜色较深。对于火山岩，基性火山岩一般颜色较深，酸性火山岩颜色较浅，安山岩、玄武岩多有代表性的气孔结构。在岩屑归位上，需要采用“远看颜色、近看岩性，横向对比，大段观察”的方法，微观特征结合宏观上的变化规律，实现对岩屑的准确识别。

5 岩屑分析技术的应用

在录井现场，为了有效提升岩性判准率，除了加强对岩屑录井工作的管理外，还需要研究及应用新的技术，丰富录井现场岩性识别的手段。

（1）元素分析仪器技术原理。X 射线元素分析技术是通过X 射线照射处理后的岩屑样品，岩屑样品被照射后会激发出不同波长的X 射线（原子不同激发出的X 射线波长不同），通过测量不同波长X 射线的强度，计算出对应的不同元素组成，能够实现对岩屑样品中元素的定性及定量分析。X射线元素分析仪能够同时分析多种元素，且不需要太大功率，分析速度较快，仪器工作稳定、体积小，方便携带，可以实现在录井现场分析。大庆录井开发的X射线元素分析仪能够同时分析35种元素，其中常量元素12种、微量元素21种，放射性元素2种，满足录井现场岩性识别的需要。

（2）元素分析在火山岩识别中的应用。在录井现场，火山岩岩性识别是一大难题，火山岩种类多，结构复杂，通过颜色识别难度大，借助元素分析仪器能够较好地识别火山岩。X射线元素分析仪通过以下几种方法实现对火山岩的分析，首先是建立元素分析图版。通过分析酸性、中性、基性火山岩中化学成分的差异，酸性火山岩中SiO2含量较高，基性火山岩中MgO、FeO含量较高，由酸性—中性—基性火山岩变化，火山岩中SiO2含量依次减少，MgO、FeO含量依次增加。通过不同岩性中元素含量规律变化，建立元素分析图版，实现对岩性大类的区分；其次，建立元素定名的TAS图版，TAS 分类方法是国际公认的一种火山岩分类方法，通过元素分析得到火山岩元素含量后，在TAS图版上进行投点，落在相应的岩性区域后，可以实现对火山岩的定名；最后，可以使用曲线法对岩性进行识别，建立不同样品的元素分析曲线，通过观察岩屑分析曲线上元素变化规律，综合分析判断岩性变化，实现对岩屑的识别定名。

元素分析技术在火山岩中的应用大大提高了火山岩识别的准确性，改变了以往单纯依靠个人经验主观判断的工作方法，不受岩屑颗粒大小影响，对于岩屑颗粒细碎的问题也迎刃而解，大大提高了火山岩地层录井资料的准确性及可靠性。

6 结束语

地质录井犹如油气发现的眼睛，通过获取井筒第一手地质资料，实现对储层岩性及含油气性的识别与评价，为油气田勘探与开发提供了宝贵的资料。岩屑录井作为地质录井最基本，也是最重要的一项工作内容，其录取资料的准确性对后续意义重大，随着钻井工艺技术的提升，新的钻井工艺在提升机械钻速的同时，也造成了岩屑细碎、代表性差等问题，给岩屑识别造成了难题。同时勘探目标的转变，例如页岩气、页岩油等非常规要求资料的勘探与开发，目的层岩性发生变化，相应的分析手段也需要更新，只有不断适应新的钻井及地质要求，提升岩屑录井质量，才能持续发挥地质录井在油气田开发中的重要作用，实现录井行业的可持续健康发展。