張?jiān)；?曲鵬程

（黑龍江省煤田地質(zhì)測(cè)試研究中心，黑龍江 哈爾濱 150046）

1 引言

繩索取芯鉆進(jìn)工藝具有地質(zhì)效果良好、生產(chǎn)效率高、鉆進(jìn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在煤層氣參數(shù)井施工中得到了廣泛的應(yīng)用。作為鉆進(jìn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤層氣最佳方法的氣測(cè)錄井，以直觀、連續(xù)、快速、靈敏等特點(diǎn)測(cè)量鉆井液中烴類氣體含量的變化反應(yīng)地層中烴類的聚集與組成情況，往往與取芯鉆進(jìn)工藝相結(jié)合，但氣測(cè)數(shù)據(jù)從采集到分析都會(huì)受諸多因素的影響，其中地質(zhì)因素是無(wú)法改變的；儀器設(shè)備經(jīng)過(guò)定期標(biāo)定、校準(zhǔn)可最大限度消除影響；繩索取芯鉆進(jìn)工藝，與常規(guī)鉆進(jìn)相比，增加了取芯作業(yè)環(huán)節(jié)[1-4]。本文將結(jié)合實(shí)例，從取芯作業(yè)和泥漿泵排量?jī)蓚€(gè)方面探討繩索取芯鉆進(jìn)工藝對(duì)氣測(cè)錄井的影響。

2 取芯作業(yè)對(duì)氣測(cè)錄井影響

2.1 取芯作業(yè)基本流程

繩索取芯鉆進(jìn)工藝是在回次終了，巖芯裝滿取芯內(nèi)管時(shí)，不提升全套鉆具而是用帶鋼絲繩的打撈器從鉆桿中把取芯內(nèi)管提出，待把巖芯取出后又從鉆桿中把取芯內(nèi)管投入孔底的鉆進(jìn)方法[5]。

取芯作業(yè)一般可分為：投放打撈器、上提取芯內(nèi)管、投放取芯內(nèi)管到位三個(gè)步驟；整個(gè)作業(yè)過(guò)程停泵，鉆井液處于相對(duì)靜止?fàn)顩r。

2.2 取芯作業(yè)影響的主要表現(xiàn)

取芯作業(yè)過(guò)程對(duì)氣測(cè)錄井的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）后效氣造成的假異常

井筒內(nèi)靜止的鉆井液經(jīng)過(guò)取芯作業(yè)后開泵循環(huán)，聚集在井筒中的氣體隨鉆井液一起返至井口，形成后效氣，這樣可能會(huì)造成假的異常顯示[6]，為現(xiàn)場(chǎng)劃分異常層段以及后續(xù)資料處理帶來(lái)不便。

（2）氣測(cè)數(shù)據(jù)斷點(diǎn)

色譜分析的全烴與組分?jǐn)?shù)據(jù)均來(lái)源于鉆井液所攜帶的井中氣體。停鉆取芯時(shí)，鉆井液不再循環(huán)，氣測(cè)數(shù)據(jù)不再實(shí)時(shí)反應(yīng)井中狀況，形成時(shí)間上的斷點(diǎn)。

2.3 取芯作業(yè)影響的原因分析

黑龍江地區(qū)煤層氣參數(shù)井SY-5采用XY-8B型巖芯鉆機(jī)，立軸有效方入4.00m、鉆桿單長(zhǎng)3.00m，一般情況下每鉆進(jìn)3.00m就會(huì)停鉆取芯，取芯作業(yè)次數(shù)隨井深的增加而增加。該過(guò)程所需時(shí)間也與井深成正比，隨著井深增加，整個(gè)取芯作業(yè)過(guò)程所耗時(shí)間會(huì)不斷增加。在某些特殊情況下，取芯內(nèi)管不能順利提出或放下，會(huì)使作業(yè)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，同時(shí)鉆井液靜止時(shí)間也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)，而且每次停鉆都會(huì)造成氣測(cè)數(shù)據(jù)斷點(diǎn)。

取芯作業(yè)影響氣測(cè)錄井的直接原因在于作業(yè)過(guò)程中鉆井液的相對(duì)靜止，具體分析其產(chǎn)生原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）鉆井液長(zhǎng)時(shí)間與目的層接觸，地層中所含氣體會(huì)在欠平衡狀態(tài)下不斷向井內(nèi)鉆井液中擴(kuò)散；

（2）提升取芯內(nèi)管時(shí)的抽汲作用會(huì)加快地層氣體的擴(kuò)散；

（3）取芯作業(yè)過(guò)程，需要停鉆停泵，鉆井液不再循環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，泥漿槽中液面下降，電脫不再脫漿，色譜分析所得為空氣基值；即便還會(huì)脫漿，也是鉆井液中殘留氣體，不再具有實(shí)際意義，從而造成數(shù)據(jù)在時(shí)間上的斷點(diǎn)。

3 泥漿泵排量對(duì)氣測(cè)錄井影響

繩索取芯鉆進(jìn)工藝所采用XY-8B型巖芯鉆機(jī)施工的井徑一般較小，多在Φ96mm左右。為提高取芯率還會(huì)要求達(dá)到高轉(zhuǎn)速低泵量，與其配套的泥漿泵排量、泵壓均較小。煤層氣參數(shù)井SY-5泥漿泵具體參數(shù)見表1。

表1 NBB型泥漿泵部分技術(shù)參數(shù)

3.1 泥漿泵排量影響的主要表現(xiàn)

泥漿泵排量對(duì)氣測(cè)錄井的影響主要表現(xiàn)在鉆井液遲到時(shí)間上。

遲到時(shí)間計(jì)算公式如下：

式中：

t-遲到時(shí)間，min；

V-環(huán)空體積，m3；

Q-排量，m3/min；

D-鉆頭直徑，m；

d-鉆桿外徑，m；

h-井深，m；

由上式可知，遲到時(shí)間與井深成正比，與排量成反比。隨井深的增加，泥漿泵壓力會(huì)不斷增加，排量相應(yīng)降低，遲到時(shí)間也會(huì)逐漸加長(zhǎng)。

3.2 泥漿泵排量影響的原因分析

SY-5井目的層段氣測(cè)遲到時(shí)間為24～28min，平均鉆時(shí)為38min，平均每回次3.00m鉆進(jìn)時(shí)間為114min。

鉆進(jìn)結(jié)束，停泵，每回次下部井段會(huì)有半米以上的氣測(cè)數(shù)據(jù)未能及時(shí)采集，經(jīng)過(guò)一個(gè)取芯作業(yè)周期后，由于后效氣影響，再經(jīng)色譜分析的數(shù)據(jù)會(huì)與實(shí)鉆過(guò)程中的氣測(cè)數(shù)據(jù)存在一些偏差。若本回次結(jié)束后循環(huán)不充分，未將遲到井深循環(huán)至當(dāng)前井深，再考慮到泥漿泵排量過(guò)小，后效氣影響持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，將會(huì)對(duì)下回次上部井段氣測(cè)值也有一定的影響：上部氣測(cè)值將會(huì)是地層實(shí)際氣體含量與后效氣累計(jì)之和，較實(shí)際偏大。

與此同時(shí)，全烴實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能也受到一些影響，不能有效實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下狀況，預(yù)防井涌、井噴等事故效果也將會(huì)減弱。

4 結(jié)論

（1）提升巖芯內(nèi)管前，應(yīng)盡量繼續(xù)循環(huán)鉆井液，直到該回次氣測(cè)數(shù)據(jù)取全。

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)井深，配備適當(dāng)?shù)哪酀{泵，以縮短遲到時(shí)間，減少循環(huán)時(shí)間。

（3）在回放整理氣測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，要剔除假值，只留取地層真實(shí)氣測(cè)值。