專利名稱：氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用的巖性分析方法，尤其涉及一種氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法。
背景技術(shù)：
氣體鉆井是用氣體(空氣、氮氣等)作為鉆井流體所進行的一項鉆井工藝，具有大幅度地提高鉆井速度，縮短鉆井周期，有效的發(fā)現(xiàn)和保護油氣層等特點。尤其是對于低滲透油氣田，如果采用普通鉆頭鉆井方法，則鉆井液會對巖層產(chǎn)生水鎖損傷，影響油氣田的正常 開采。因此采用氣體鉆井是開發(fā)低滲透油氣田的有效方法，目前已經(jīng)成為我國低滲透油氣田勘探開發(fā)的主導(dǎo)技術(shù)之一。在低滲透油氣田的勘探開發(fā)中，需要獲得地層的詳細資料，然而在氣體鉆井時，由于氣體攜帶巖屑的能力遠遠低于液相介質(zhì)，巖屑在井下被重復(fù)的破碎，被氣體帶到地面上的大都是粉末狀巖粉。由于巖粉的顆粒極其細小，給巖粉的直觀描述帶來困難。也就是氣體鉆井時對返出巖屑的識別比較困難，即無法及時準(zhǔn)確的獲得地層的詳細資料。目前，對于鉆井現(xiàn)場返出巖屑的巖性分析，常規(guī)鉆井一般是采用“遠觀顏色，逐包手感，顯微鏡成像觀察”的巖性鑒定方法，這種方法不能夠準(zhǔn)確鑒定氣體鉆井返出的極細小的巖粉，主要表現(xiàn)在以下兩個方面第一是常規(guī)鉆井通過手搓捏返出巖屑顆粒的粗糙感來粗略的判斷巖屑是泥巖還是砂巖，然而氣體鉆井返出巖屑已成粉末狀，手搓捏的粗糙感都是一樣的，無法區(qū)別不同巖性；第二是常規(guī)鉆井時返出的巖屑呈顆粒狀，使用顯微鏡觀察。也就是使用顯微鏡觀察返出巖屑的石英、長石等顆粒。但是在氣體鉆井中由于返出的巖屑呈粉末狀，巖屑中的石英、長石也被研磨成粉末狀，常規(guī)鉆井使用的顯微鏡已經(jīng)無法觀察到石英、長石等顆粒，使得無法判斷返出巖屑的巖性。目前，一些資料顯示，可通過X射線衍射對巖性進行分析，這種分析方法一般是鉆井施工結(jié)束后，將收集起的巖屑統(tǒng)一帶回實驗室進行室內(nèi)X衍射分析。由于該方法是在鉆井結(jié)束后將巖屑運輸?shù)竭h離鉆井現(xiàn)場的實驗室內(nèi)進行的，因此該方法存在以下不足第一，該方法不具備任何時效性，無法對地層進行隨鉆分析、無法及時有效的描述地層剖面以及無法指導(dǎo)鉆井施工。第二，該方法分析成本較高。由于氣體鉆井在新區(qū)塊的勘探中可以發(fā)揮其巨大的作用，然而鉆井又需要準(zhǔn)確及時的掌握地質(zhì)資料，使得上述的巖性分析方法已經(jīng)不適用于氣體鉆井，無法及時準(zhǔn)確的獲得地質(zhì)資料，保證氣體鉆井施工安全。目前，也有資料顯示可通過X射線熒光巖屑分析方法對巖屑進行分析，即XRF分析法。但X射線熒光巖屑分析方法也有不足。例如中國專利200710078690. 2公開了一種石油鉆井地質(zhì)X射線熒光巖屑錄井方法，該方法包括以下步驟1、按鉆井深度由淺至深連續(xù)取樣，獲得各鉆井深度巖層的巖屑樣品；2、按照鉆井深度，分別用清水對各巖層的巖屑樣品進行清洗，再烘干該巖屑樣品；3、分別將各巖層的巖屑樣品進行研磨成粉，并將樣品粉末裝入擠壓模具，在真空條件下，用壓片機將粉末壓制成樣片；4、按照鉆井深度，依次用能量色散型X射線熒光分析儀檢測樣片的成分數(shù)據(jù)；5、計算機系統(tǒng)按照鉆井深度將各巖石成份數(shù)據(jù)制作成圖譜，根據(jù)數(shù)據(jù)及圖譜的分析，獲得鉆井的巖性與層位的判斷。上述方法是對不同深度的巖層所含元素含量進行分析，通過元素含量來確定鉆井深度和所處的巖層位置。但是由于XRF分析法是通過元素識別巖性，該方法準(zhǔn)確性極低，因為同幾種元素可以組成不同的礦物，并且礦物是混合物，成份復(fù)雜，同種礦物中的元素含量也是變化的，僅從元素的角度是不能準(zhǔn)確確定礦物組分。由于上述方法使用的是能量色散型X射線熒光分析儀，該種儀器是對元素進行分析，不能得到巖層所含的各個礦物組分，無法根據(jù)巖層礦物組成快速確定地層剖面。上述方法中，制樣過程復(fù)雜，所需條件苛刻，不利于及時對巖屑進行分析，分析周期仍然較長。此外，上述專利文獻中沒有給出任何可快速確定巖層所含礦物組分的技術(shù)方案或技術(shù)啟示。

發(fā)明內(nèi)容
·
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種可對氣體鉆井返出的巖屑進行快速準(zhǔn)確分析的氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，確定巖屑遲到時間；根據(jù)巖屑遲到時間獲取對應(yīng)井深的巖屑，其中，巖屑獲取是按鉆井深度由淺至深每鉆I至2米獲取一次巖屑；每次巖屑獲取后在鉆井現(xiàn)場對巖屑進行X射線衍射分析獲得巖屑的X射線衍射數(shù)據(jù)，通過X射線衍射數(shù)據(jù)在鉆井現(xiàn)場判斷巖性先根據(jù)X射線衍射數(shù)據(jù)獲得X射線衍射圖譜，然后將X射線衍射圖譜與礦物組分數(shù)據(jù)庫進行對比獲得巖屑的礦物組份，根據(jù)獲得的礦物組份判斷巖性。通過上述方法，可一邊鉆井，一邊對獲取的巖屑進行及時快速準(zhǔn)確的分析，有利于對鉆井過程可能出現(xiàn)的問題及時解決，保證鉆井作業(yè)順利進行。進一步的是所述巖屑的遲到時間通過以下模型計算確定(I)氣體鉆井流動理論模型①氣體在鉆桿內(nèi)的流動方程質(zhì)量守恒方程
權(quán)利要求
1.氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，其特征是 確定巖屑遲到時間； 根據(jù)巖屑遲到時間獲取對應(yīng)井深的巖屑，其中，巖屑獲取是按鉆井深度由淺至深每鉆I至2米獲取一次巖屑； 每次巖屑獲取后在鉆井現(xiàn)場對巖屑進行X射線衍射分析獲得巖屑的X射線衍射數(shù)據(jù)，通過X射線衍射數(shù)據(jù)在鉆井現(xiàn)場判斷巖性先根據(jù)X射線衍射數(shù)據(jù)獲得X射線衍射圖譜，然后將X射線衍射圖譜與礦物組分數(shù)據(jù)庫進行對比獲得巖屑的礦物組份，根據(jù)獲得的礦物組份判斷巖性。
2.如權(quán)利要求I所述的氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，其特征是所述巖屑遲到時間通過以下模型計算確定 (1)氣體鉆井流動理論模型 ①氣體在鉆桿內(nèi)的流動方程 質(zhì)量守恒方程:
3.如權(quán)利要求I所述的氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，其特征是根據(jù)各次獲取的巖屑的巖性以及對應(yīng)的井深繪制地層巖性剖面圖。
4.如權(quán)利要求I所述的氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，其特征是所述巖屑獲取是通過以下方法實現(xiàn)的通過在用于將井內(nèi)巖屑排出井外的排砂管上連接取砂管，在取砂管上設(shè)置控制閥，在取砂管的出口連接取砂袋，通過取砂袋獲取由井內(nèi)返出的巖屑。
5.如權(quán)利要求I所述的氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，其特征是在對巖屑進行X射線衍射分析前先對巖屑進行烘干。
6.如權(quán)利要求I至5中任意一項所述的氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，其特征是在對巖屑進行X射線衍射分析前先通過80 120目篩子對巖屑進行篩選。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣體鉆井隨鉆分析地層巖性的方法，可對氣體鉆井返出的巖屑進行快速準(zhǔn)確分析。該方法主要包括確定巖屑遲到時間，獲取巖屑，現(xiàn)場X射線衍射分析并判斷巖性。該方法可在鉆井現(xiàn)場快速獲取巖層中礦物組份的數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅顯著縮短了巖屑樣品分析周期，使巖性判斷極為快速，而且提高了巖性判斷的準(zhǔn)確性。并且，上述方法可實現(xiàn)隨鉆井進度實時分析，實時得出地層巖性剖面，可將巖性判斷馬上反饋給鉆井現(xiàn)場技術(shù)人員，使現(xiàn)場技術(shù)人員可根據(jù)巖性判斷及時采取相應(yīng)措施避免鉆井事故的發(fā)生。
文檔編號E21B49/02GK102720489SQ20121019587
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者萬里平, 嚴俊濤, 劉博偉, 劉厚彬, 劉金龍, 孟英峰, 李永杰, 李皋, 汪傳磊, 陳一健, 魏納 申請人:西南石油大學(xué)