取心录井技术_录井新技术

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取心录井技术

（一）概 述

岩心录井就是在钻井过程中用一种取心工具将地下岩石取上来并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程。取上来的岩心是最直观、最可靠地反映地下地质特征的第一手资料。录井地质师通过岩心分析，可研究钻遇地层的岩性、物性、电性、含油气性；掌握生油层特征及其地球化学指标；考察古生物分布和沉积构造，判断沉积环境；了解构造和断裂的情况，如地层倾角、地层接触关系、断层位置；查明开发过程中所必须的资料和数据，检查开发效果；为增产措施提供地质依据。

1．取心原则

虽然岩心录井具有很多优点，但取心成本高，钻进速度慢。因此，并不是取心越多越好。为了既能取全取准所必需的资料，又要适应油气田勘探开发的速度，取心时通常遵循以下原则。①新探区的第一口探井一般可不取心，以期迅速了解新探井的地层、构造、含油气情况。若在第一口井发现了良好的油气显示，在以后的探井中就应该有重点地安排取心。②勘探阶段的取心工作应注意点面结合，将取心任务集中于少数几口井或分井分段进行取心。③主要油气层应当重点取心，以便分析储层岩性、物性、含油气等参数及其变化情况。④为特殊目的设计的取心井段，如为了了解地层的特殊岩性、标准层、接触关系、断层情况及油水过渡带的厚度等，要适当取心。

按取心时泥浆的不同，可分为水基泥浆取心和油基泥浆取心。按取心的工具可分为：常规取心、金刚石钻头取心、绳索式取心、井壁取心和橡皮套取心。

2．注意事项

岩心录井是录井地质工作中比较复杂和细致的工作，录井质量的好坏，是否做到了齐全准确，将直接影响取心任务的完成。因此，要做好取心前的准备工作。在取心时必须注意以下事项：①准确丈量；②合理选择割心位置；③分工协作、注意安全；①录井地质师应做好配合工作；⑤积极与钻工配合。

（二）岩心整理

岩心出筒时，其方法很多，如钻机或“电葫芦”提升岩心法，手压泵顶出岩心法。周泥车出心法。但目前一般采用悬空顺序接心出筒法。用岩心卡分段卡住岩心并按出筒顺序放好。此方法既安全，又简便。

1．岩心清洗

对于致密岩性直接可用水龙头冲洗，洗掉岩心表面的泥浆膜即可。当岩心为疏松含油砂岩时，应缓缓冲洗，以防将疏松的砂岩冲散。对于一出筒即为松散的岩心，应分段用铁盆或其他盛水容器冲洗并用塑料筒或岩样袋装好后放回原处，切不可随意堆放。

2．岩心丈量

一般情况，岩心丈量很简单，但有时也会出现磨损、斜平面接触、破碎的现象，给丈量工作带来一定的困难。①斜平面接触：当岩心自然段之间为斜平面接触时，应尽量使二者在最大限度内吻合，方可丈量，否则，可能会丈量过长。②磨损面接触要处理适当。③斜平面与磨损面接触：应按最大长度来丈量。

通常丈量出的岩心长度常与取心进尺不符，常出现两种情况。①出筒长度小于取心进尺：常常因为有破碎或挤压现象而引起，此时应适当将破碎或挤压部位“拉长”。但当岩心确实很完整时，应以丈量长度为准计算岩心收获率。②出筒长度大于取心进尺，常因破碎、余心等因素引起，此时可适当地“压缩”破碎部分或泥质岩部分。

岩心收获率 ＝ 实取心长度（m）/ 取心进尺（m）×100%（1-5）

一般情况下，岩心收获率往往达不到100%，所以每取一筒岩心都应计算一次收获率。

当一口井的岩心取完了，应计算出总的岩心收获率，即平均收获率。

岩心总收获率 ＝ 累计岩心长（m）/ 累计取心尺（m）×100%（1-6）

3．岩心的整理

（1）整理：将岩心按顺序放在岩心槽里，认真仔细地将其断处对好，如斜口面、磨损面冲刷面、层面等，在丈量时用，一次从顶到底丈量，彩色蜡笔沿钢尺划一直线，并在每块岩心上从上至下标上箭头，以防顺序颠倒或难以对齐。每0.5m和lm分段长度记号，便于进行岩心描述，以免分层厚度出现累计误差。

（2）初步描述：根据颜色、岩性等特征初步描述岩性，划分岩性段，并重点描述油气特征，和岩心收获率一起及时向上级汇报。对大段碳酸盐岩地层，还应及时作含油、含气试验。

（3）封蜡：对于含油、气的砂岩等为便于含油饱和度分析用，应及时用玻璃纸裹好并上熔化的石蜡，以免油气散逸。选取封蜡的岩心长短要适中，位置要具代表性。对于保存完整的、有意义的化石或构造特征应妥善加以保护，以免弄碎或丢失。

（4）编号：根据取心筒次和该筒次的岩心总块数，一一对应地给岩心编上号。岩心编号原则上是按20cm一个，在一筒岩心范围内，按其自然段块自上而下逐块编号。如表示是第2次取心，共有30块，本块是其中的第4块。将编号用方框框起来，用乳胶贴在岩心的正方，并在其编号表面涂上薄薄的一层乳胶，以免模糊不清。

（5）装入岩心盒：上述工作完成后，即可装入岩心盒，若是疏松的散砂，或是破碎状，可回用塑料袋或布袋装好，并贴上标签，放在相应的位置。

（6）装好岩心后还应在其顶底部分别放上顶底部标签。填好标签后可贴在同等大小的硬底纸板和薄木板上。最后，在岩心盒的正前方贴上岩心盒标签。

（三）岩心描述

录井地质师在确已检查岩心排放顺序、岩心编号以及各种数据正确的情况，即可开始进行岩心描述。在现场工作中，一般备齐以下器材即可：岩心原始记录表、岩心描述记录表、若干支削好的铅笔及彩色蜡笔、橡皮擦、钢卷尺、直尺、放大镜、小刀、铆头、稀盐酸、蒸馏水。

1．岩心分段原则

（1）一般长度大于或等于5cm，颜色、岩性、结构、构造、含油情况等有变化者要分段。

（2）在两筒岩心接触处，磨损面的上下，岩心长度不到 5cm时也应分段。

（3）长度不足5cm的微含油以上的含油砂岩也应分段，绘图时可扩大到5cm绘出。

（4）特殊岩性和化石层及有地层对比意义的标志层，标准层要分段。

（5）一般岩性不足 5cm时，可作条带或薄夹层描述，不必再分段描述。岩心描述分段后，要丈量分段长度，为了防止产生累计误差，必须一次分段丈量。

（6）同一岩性中存在冲刷面时要分段。

2．岩心描述内容

岩心的描述是正确认识岩心的过程，是一项十分细致的地质基础工作，既要对岩心整体进行观察、概述，又要对能反映本地层的特征重点进行突出表达，即要有面又要有点，对于含油气者心的观察描述要及时进行，以免因为油气的挥发而使资料漏失，岩心的描述主要有以下内容。

（1）含气试验

为了确定从井底取出的岩心中是否含有气体，一般从井内取出的岩心要做含气试验。将岩心浸入清水下20mm处并仔细观察岩心中是否有气泡溢出。若有，则应记录其部位、气泡大小、连续性、延续时间、声响程度、有无硫化氢气味等。将气体溢出的部位用彩笔进行标记，能取样时要用针管抽吸法或排水取气法取样。

（2）含油试验

岩心从地层进入到岩心筒内后，都是浸泡在泥浆中，无论其岩心所处的油层是亲水还是亲油，都将被泥浆侵蚀。将岩心的大部分表层石油排除，剩下的仅是其岩心轴心处未被侵蚀到的一部分。另外若该岩心所处的是轻质油层段，岩心中的轻质油到达地面后，由于压力的释放使得其很容易从岩心中挥发掉，在岩心表面也很难见到油显示。有的岩心在放置于岩心盒一段时间以后才能见到有油在岩心表面出现，因而对于岩心的含油情况要经过一系列的试验来确定。主要内容如下：①滴水试验-用滴管将一滴水滴在被检查岩心平整的新鲜面上，观察水滴在岩心表面的形状及其水滴渗入到岩心中的程度可分为四级。滴一滴水在含油岩心的平整的新鲜面上，以一分中内的变化为标准分为：渗-滴水即渗，不成水滴状，反映含油水层；缓渗-水滴呈凸镜状，浸润角小于60º，反映油水层；半球状-浸润角为60-90º，不渗，表明含水油层；球状-不渗，浸润角大于90º，表明油层。②直照法-将岩心和岩屑在荧光灯下直接照射，观察其在荧光灯下的发光颜色，即可判断岩心中油气情况。在荧光灯下呈现淡青、黄色为油；呈现黄、褐黄色（橙色）为焦油；呈现淡青、黄褐、棕色为沥青；淡黄、棕色为地沥青。该方法是在综合录井现场快速发现所钻井段地层中油气显示的方法之一，具有简便易行，快速准确的特点。③系列对比法-将研碎的岩样置于干净的试管内，然后加入氯仿试剂，并将试管口封闭摇匀后浸泡8～12h，在荧光灯下与标准系列进行对比，通过其荧光级别得到岩心中所含油气的级别。④其他的鉴别方法-如点滴法、毛细分析法等，对岩心中所含油气性质进行一系列的鉴定。

储油物性，主要是通过该段岩心的孔隙度、渗透性、孔洞缝隙发育情况与其分布特征来表征该段岩心所处地层的储存油气的能力。含油气性质，是通过该段岩心中所含油气的级别来判断该段地层中油气性质。

（3）含油级别的确定

含油级别是岩石中含油多少的直观标志，是判断油层好坏的标志，但不是绝对标志。因为有些气层、轻质油层及严重水浸的油层等的岩心的含油级别往往很低，甚至看不出含油。

包括饱含油、富含油、油浸、油斑、油迹和荧光等六个级别（表1—3）。

根据岩心的含油面积和含油饱和度来确定含油级别。

描述过的岩心按采样要求采样后，要及时装箱、编号并保管好。岩心入库时应填写清单。清单内容包括井号、取心次数、取心井段、心长、进尺、累计长、收获率、地层层位、箱号。

（四）绘制岩心草图

岩心草图是为了将岩心录井取得的各种资料用规定的格式及符号绘制在透明米格纸上，以便于及时进行分析对比，指导下一步工作的顺利进行。对于岩心草图有以下要求。

（1）岩心草图中所有的岩心数据（如岩心收获率、编号及分段长度等）必须与原始记录完全一致，深度比例尺与电测放大曲线比例尺一致。

（2）岩心草图中的岩性剖面在绘制时用筒界作为控制。当岩心收获率低于百分之百时，从上往下绘制，底部留空，待再次取心收获率大于百分之百时，应向上补充（自下而上绘制），即取心筒中所套有的前次岩心的下部。若由于因为岩心膨胀或破碎，而使收获率大于百分之百时，应根据岩心的实际情况在容易形成膨胀的或破碎的泥质岩段处进行合理压缩，使其心长与其实际进尺相符合后绘制。

其他，如化石及含有物、取样位置及磨损面等用统一图例绘制在相应深度上，岩心编号栏内应根据分段情况标出起止号、分层厚度（分段长度及岩心段长度）

（五）岩心综合录井图绘制

岩心综合录井图是在岩心综合录井草图的基础上，综合测井、试油等其他资料绘制而成的，它综合反映了该取心井段的地层岩性、含油特征、物化性质等，它是该取心井段多项资料的总体表现。在岩心综合录井图绘制过程中首先是要确定其取心井深。在综合录井过程中，其取心深度是依据钻具长度确定的，而电测井深是依据电缆长度确定的，由于其钻具与电缆伸缩系数的差异使得其测量井深有一定的误差，这就需要对其进行校正，其方法如下：选取收获率高，连续割心筒次中标志层，标出标志层在取心井深与电测井深中的差值，经过多组数据比较，得到钻具井深与电测井深的系统差值，再以电测井深作为标准，根据差值对取心井深进行上移和下移，使取心井段得到校正。

（六）井壁取心

井壁取心是利用取心器按设计要求，在地层中指定的位置，从井壁上取出地层岩石的一种方法。井壁取心主要是对钻具取心的一种补充。

井壁取心也是为了证实地层岩性，含油情况和岩性的关系以及满足地层评价的特殊要求。一般情况下，在以下层位应进行井壁取心操作。

①在钻井过程中发现有油气显示，但未能进行取心的井段，需要用井壁取心对其油气显示进行证实。

②岩屑录井中岩屑漏取的井段，岩心录井中岩心收获率低的井段，应需要用井壁取心对其所缺资料进行补充，保证其整井资料完整性。

③测井解释中的疑难层段（可疑油气层），需要用井壁取心对其进行证实，确定其含油与否。

④需要了解地层储油物性，但钻井过程中未能取心的井面，需要通过井壁取心得到该地层的岩心，以进行进一步的分析。

⑤录井资料解释与电测资料解释相冲突时需要利用井壁取心得到该层的真实岩心，确定其地层的真实属性，指导后续工作的开展。

⑥重要的标志层、标准层及其他特殊的岩性层位。

⑦满足地质设计上的一些特殊要求而选定的层位。

井壁取心时，为了尽可能地了解地层的含油情况，要优先考虑油气层，确保重点层位资料的准确性。

井壁取心的描述内容基本上与钻井内容相同，同时井壁取心在描述过程中要充分考虑其井壁取心的岩心长时间受泥浆浸泡以及岩心所受冲撞等影响因素。因此，在描述时要注意以下事项：①在描述岩心的含油级别时要考虑在油基泥浆或混油泡油泥浆中岩心所受到的影响，含油级别要尽可能真实地反映出地层的含油程度。②对可疑油气层的井壁取心得到的岩心要及时进行含油、含气试验，对可疑油气层进行准确评价。③对于油水界面的岩心要对其含水情况进行观察，对其含油情况进行试验。④要注意由于取心在取心过程中的强烈撞击，使白云岩岩心破碎，此时它们与盐酸作用时也会有较强的反应，应当正确区分白云岩岩心与灰质岩类的差别。⑤一颗岩心中含有两种或两种以上岩性的岩石时，描述岩心应当结合电测曲线，根据其岩电关系确定其主要岩性，其他岩性可按条带或夹层进行处理。

在现代综合录井技术条件下，一般都配备有较为完善的色谱分析仪，它们都能连续地对来自泥浆中的混合气体进行分析，并能将分析结果用记录仪输出和送往联机计算机进行记录和处理。并配有气测解释专家系统，可使用多种方法对气测资料进行解释。

影响气测显示的因素很多，如地层烃类的物性、泥浆出口管线的散失、泥浆性能、仪器对某一组分的灵敏度和脱气器的脱气效率等。被测物混合气体的体积与地层中实际所含气体的体积没有确定的关系，且其组分失真也很严重。因此，虽然泥浆中烃类气体的含量在一定程度上反映了所钻探地层的烃类富集程度，但是它不能作为对储集层进行定量评价的可靠依据。目前，为了尽可能减少各种因素对烃气显示的影响，在气测录井过程中，采取了一系列的措施。如在重要井段一般采用人工提取定量泥浆样用于全脱分析、人工在脱气器处注标样、尽量提高脱气效率，甚至采用定量脱气器装置等，这样使得气测录井的精度大大提高，增加了对所钻探的地层含油气层进行定量评价的可信度。

目前，气测资料的解释方法较多，比较广泛应用的几种定量或定性的解释方法包括定量计算地层的含气量、用烃类组分比值图版解释气测资料等。