明曉峰

（中石化經(jīng)緯有限公司勝利地質(zhì)錄井公司，山東東營(yíng) 257064）

在鉆井過程中，鉆頭在井底折斷的巖石碎片（稱為巖屑）隨著鉆井液的循環(huán)不斷返回地面。巖屑是及時(shí)了解地層巖性和油氣層的直觀資料，按深度間隔取樣，并對(duì)巖屑進(jìn)行深度校正。選取每次獲得的混合樣品，拆除崩落巖塊后，在肉眼或顯微鏡下進(jìn)行地質(zhì)觀察、描述和命名，分別獲取各巖屑樣品的質(zhì)量或體積百分比，并確定了取樣深度處的巖石類別[1]。結(jié)合其他測(cè)井資料，繪制了井下巖屑地層剖面。在這項(xiàng)研究中，用熒光燈照射一定間隔的巖屑，以識(shí)別其油氣性質(zhì)，上述工作稱為巖屑測(cè)井。巖屑測(cè)井成本低，對(duì)識(shí)別地下地層巖性和油氣具有重要作用，這是油氣勘探中必不可少的工作。然而，由于巖屑錄井作業(yè)流程復(fù)雜，作業(yè)環(huán)節(jié)的銜接存在諸多問題。

1 常規(guī)巖屑錄井程序

在油氣勘探過程，巖屑測(cè)井人員的一項(xiàng)日常重要工作就是對(duì)巖屑進(jìn)行各種化學(xué)分析，如鉆井液的氯離子滴定、巖石的酸堿反應(yīng)、巖石成分鑒定等[2]。其中，對(duì)巖樣的清洗、挑選、照射、觀察、描述、定名和晾干都是重要的工作程序。在這些系列工作中，有些細(xì)微的操作，如：對(duì)掉選的巖樣進(jìn)行鏡下觀察、對(duì)已經(jīng)清洗的巖樣進(jìn)行再清洗、在明亮的背景光線下細(xì)找細(xì)挑和觀察等等，長(zhǎng)期以來，所有這些工作都是單獨(dú)進(jìn)行的，即沒有一種整合性的操作裝置以供使用。由此，為了清洗少量巖屑可能需要到處找水桶，為了借助光線可能到室外或到其它有光源的地方，更有時(shí)無法找到背景光，因此降低了工作效率，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，這些都是由于以下幾個(gè)工作程序決定的[3]。

1.1 撈取巖屑

巖屑必須按照測(cè)井間隔和時(shí)間延遲準(zhǔn)確回收。每口井必須統(tǒng)一取樣位置，通常有兩個(gè)地方：一是在頂槽內(nèi)帶擋板取樣；另一種是在振動(dòng)篩前用采樣器進(jìn)行采樣。在井噴涌時(shí)鉆孔的情況下，在混合器的噴嘴出口處設(shè)置取樣籃，用于取樣；如果井漏嚴(yán)重，應(yīng)在鉆頭上方安裝打撈杯進(jìn)行取樣[4]。

1.2 清洗巖屑

無論是來自儲(chǔ)罐還是來自振動(dòng)篩的巖屑，都被一層鉆井液包裹著，必須清洗。清洗方法取決于巖性，其原則是不遺漏或破壞。一般來說，致密、堅(jiān)硬、水敏感的地層，如石灰石、致密砂巖和一些泥質(zhì)巖石，可以淘洗；松軟的泥巖和松散的砂巖只能在盆中輕輕沖洗，看巖石的自然顏色，或留下一部分未清洗和干燥觀察；注意低密度的巖屑如煤屑，清洗時(shí)防止漂移散亂[5]；清洗樣品時(shí)注意嗅氣，觀察含油巖屑的相關(guān)情況；密封樣品清洗后應(yīng)立即裝罐密封?；旌蠘悠凡灰笄逑?。

1.3 熒光直照

為了方便發(fā)現(xiàn)油氣層，清理巖屑后應(yīng)立即進(jìn)行濕熒光和滴熒光。原油眼不能識(shí)別油品級(jí)儲(chǔ)層，巖樣浸泡氯仿級(jí)。要找到熒光真實(shí)巖屑，必須按規(guī)定選擇樣品進(jìn)行系列比較和含油特性觀察。扦插物干燥后，需進(jìn)行熒光直接照明，稱為干照明。

1.4 烘曬巖屑

若環(huán)境條件允許，最好讓巖屑自然晾干。當(dāng)晾干來不及時(shí)，只得烘烤，但要保證巖屑不被烘烤過度而變質(zhì)。用于含油氣試驗(yàn)的儲(chǔ)層巖屑及作生油條件分析的生油巖樣，嚴(yán)禁烘烤。鏡下觀察是巖屑分析的重要手段，鏡下觀察前需要對(duì)巖屑進(jìn)行各項(xiàng)制備[6]。

綜上所述，巖屑錄井的工作流程涵蓋著系統(tǒng)性的操作。但是在日常工作中，由于受到傳統(tǒng)的操作方式的影響，這些工作流程卻因沒有一種合適的工具而變的復(fù)雜化，以至于降低了工作時(shí)效，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。鑒于此，巖屑錄井工作中亟需一種具有復(fù)合功能的操作裝置。

2 巖屑錄井分析操作臺(tái)的功能性設(shè)計(jì)

“巖屑錄井分析操作臺(tái)”的功能性設(shè)計(jì)主要由底板、頂板和滑撐等組成。

2.1 底板

底板為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)900mm×寬750mm×厚5mm，底板底部四角布設(shè)4 個(gè)可鎖緊走輪，以便整體挪移。

2.1.1 滑道

在底板上兩縱一橫方向上設(shè)置滑道，作為橫滑道和縱滑道。橫滑道長(zhǎng)800mm×滑動(dòng)空間50mm×高60mm，滑道由兩塊長(zhǎng)800mm×高55mm×厚10mm 的撐板并排而成，并排間距形成寬50mm 的滑動(dòng)空間，外排撐板距橫邊50mm。兩塊并排撐板通過四塊焊接在底部四邊的連接板上的直徑6mm 緊固絲孔用螺絲固定到底板的相應(yīng)位置上，相應(yīng)地，在底板上開設(shè)直徑8mm 的緊固絲孔。并排撐板的前端不封口，形成清污口，兩列縱滑道各長(zhǎng)600mm×滑動(dòng)空間50mm×高60mm，每個(gè)滑道由兩塊長(zhǎng)550mm×高50mm×厚12mm 的撐板并排而成，并排間距形成寬50mm 的滑動(dòng)空間，外排撐板與橫滑道撐板兩側(cè)齊平。四塊并排撐板通過8 塊焊接在底部四邊的連接板上的直徑8mm 緊固絲孔用螺絲固定到底板的相應(yīng)位置上，相應(yīng)地，在底板上開設(shè)直徑8mm的緊固絲孔。并排撐板的前端不封口，形成清污口，橫縱滑道上部連接板上四邊也開設(shè)直徑8mm 的緊固絲孔用于連接固定頂板[7]。

2.1.2 燈管圍框

底板的中間部位設(shè)置燈管圍框，用來放置燈管。圍框用厚5mm 的鋼板焊接在底板上形成，正方形，長(zhǎng)250mm×寬300mm×高550mm，圍框的前端一側(cè)開直徑10mm 的燈線引孔，用于引出燈管線，在底板上開設(shè)兩處絲孔，用固定卡固定燈管。

2.2 頂板

頂板為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)850mm×寬700mm×厚5mm，在頂板上與底板橫縱滑道相應(yīng)的位置分別開設(shè)一條長(zhǎng)750mm×寬30mm 的橫割口和兩條長(zhǎng)550mm×寬30mm 的縱割口。頂板和底板通過撐板上的連接板用緊固螺絲連接固定。

2.2.1 玻璃窗

在頂板上與底板燈管圍框?qū)?yīng)的位置開設(shè)長(zhǎng)310mm×寬300mm 的窗口，鑲嵌無色透明鋼化玻璃，用于投射底板上燈管的光源，用作巖屑錄井觀察分析用的背景管線。

2.2.2 電源開關(guān)固定板

在頂?shù)装逡粋?cè)的頂?shù)卓臻g中粘合一塊板，板上放置燈光電源開關(guān)，燈光電源亮度可調(diào)。

2.3 滑撐

用高750mm×外徑50mm×壁厚5mm 的鋼管作為滑撐，滑撐底部焊接有直徑30mm 的一段頂絲柱，頂絲旋擰到滑盤頂盤上的套絲孔中。

2.3.1 滑盤

滑盤由頂盤和底盤通過聯(lián)軸連接而成。聯(lián)軸為一兩頭帶絲的直徑30mm×高20mm 的柱體，上下兩頭絲長(zhǎng)各10mm，旋擰到頂盤和底盤的套絲孔中，中間的無絲柱高5mm，推動(dòng)滑撐聯(lián)軸在滑道內(nèi)無縫滑動(dòng)。頂盤為一直徑40mm×高40mm 的圓盤，中間鑿直徑30mm 的絲孔；底盤為一直徑40mm×高40mm的圓盤，中間鑿直徑30mm的絲孔。在連接頂板前，將滑盤底盤推入到滑道中，通過滑道口旋擰聯(lián)軸將頂盤和底盤對(duì)接[8]，然后再固定頂?shù)装??；瑩蔚牡撞宽斀z再旋擰到滑盤的頂盤絲孔中，在橫縱滑道上可設(shè)置多個(gè)滑撐，分別用作不同的工具支撐。

2.3.2 滑套

滑套為一套筒套接到滑撐上，高60mm×內(nèi)徑50mm×壁厚5mm，滑套周面中間開設(shè)一孔焊接一個(gè)螺絲帽，緊固螺絲通過螺絲帽將滑套固定到需要的高度，同時(shí)也可以松開旋轉(zhuǎn)操作角度[9]。同一滑撐上可套接多個(gè)滑套。通過滑套可連接一橫撐，橫撐上可放置放大鏡、巖屑清洗篩、燈源等工具。

2.3.3 水源管、熱風(fēng)管

在其中的一個(gè)滑撐上可以放置一個(gè)三通管，上面設(shè)置水洗頭、水源管和熱風(fēng)管，水源管和熱風(fēng)管上有開關(guān)控制，此三通管通過軟螺旋線掛接到滑套上[10]。水源管接水源，清洗巖屑；熱風(fēng)管接熱風(fēng)，風(fēng)干巖屑。清洗巖屑時(shí)可在巖屑清洗篩下放置接水盆，以回收廢水。

3 巖屑錄井分析操作臺(tái)的功能性設(shè)計(jì)綜述

巖屑錄井分析操作臺(tái)的通體設(shè)計(jì)科學(xué)合理，底板和頂板對(duì)接形成光源空間；底板下面四角裝備走輪，便于整體裝置走動(dòng)挪移；頂板上刻槽形成滑道，橫縱滑道間形成操作空間；橫縱撐板間隔對(duì)立為滑道提供游動(dòng)空間，通過清污口可以清除操作污物，橫縱撐板連接板將頂?shù)装宥ㄎ贿B接。推拉滑撐在橫縱滑道上挪移，滿足不同操作需要；滑撐上安置放大鏡、巖屑清洗篩、水源和熱風(fēng)管等，通過滑套的上下滑動(dòng)和扭轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)高低方位變化；橫撐上可借助滑套配接其它操作需要器物，整套裝備可拆卸組裝。巖屑錄井分析操作臺(tái)是巖屑錄井現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的重要實(shí)用裝置。

4 結(jié)語

上述功能性設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)概括為以下幾個(gè)方面：

（1）搭建了具備復(fù)合功能操作裝置的工作條件，創(chuàng)造了高效的操作環(huán)境；（2）具備了適用性的操作裝置，提升了工作時(shí)效；（3）具備了實(shí)用性的操作裝置，確保了巖屑錄井工作質(zhì)量；（4）形成了操作必備的工具環(huán)境，維持了操作人員工作積極性；（5）具有了復(fù)合功能性巖屑錄井硬件支持，有助于建立規(guī)范的工作標(biāo)準(zhǔn)；（6）具備標(biāo)準(zhǔn)的操作條件，不影響有限空間內(nèi)交叉作業(yè)；（7）作為一種高效的操作工具，發(fā)揮出了設(shè)備設(shè)施的實(shí)用價(jià)值。