浅析一种岩性剖面动态沙盘的设计

浅析一种岩性剖面动态沙盘的设计

王朋

中石化经纬有限公司胜利地质录井公司 ， 山东东营 257064

摘要: 在油气勘探中，岩屑录井可以精准的体现出岩层的具体信息，绘制岩屑录井剖面是认识比对地下地质情况的根本手段和方式。在常规岩屑剖面比对中，纸质剖面摊放在长条桌上已成为地质录井日常工作惯例，但是，人们对这种方式也一直存在着创新改进的需求。鉴于此，本篇文章探讨一种创新设计，以推进现场高效优质工作。

关键词：勘探；岩屑；剖面；沙盘；创新

0导言

在油气勘探中，地质录井的主要工作是对钻井岩屑进行检测和编录。钻井过程中，钻头在井底钻碎的岩石碎屑称为岩屑，它随着钻井液的循环，不断地返至地面。录井人员按一定深度间隔取样，并按岩屑迟到时间作深度校正。对每次取得的混杂样品进行挑选，排除坍塌的岩块后，进行肉眼或显微镜下地质观察、描述、定名，分别求出各种岩屑样品的质量或体积百分比，确定取样深度的岩石类别，配合其他录井资料，作出井下岩屑地层剖面图。岩屑是及时认识地层岩性和油气层的直观材料。对于地质工作来说，地层（岩性）分析的最终结果就是绘制到图件上，形成地层岩性剖面图，以供观察和进一步分析，并作为永久资料保存。将不同井之间的地层岩性剖面图进行比对，从中分析出不同地区或同一地区的地下地层的异同也称为多井对比。长期以来，进行地层对比的方式始终是将不同井的岩性剖面图摊放在桌面上，然后靠人体的移动进行观察分析和比对，还没有一种动态的岩性比对方法和装置。

1岩性剖面的常规比对方式

在地质岩屑录井工作中，将分析后的岩性、地层关系、含油气特征等按照一定的比例和图例绘制在长条绘图纸上，或输入到计算机中然后用穿孔纸打印出来，或用复印机复印下来，这些都最终形成了岩性柱状剖面图。在勘探实践中，将邻井图件和正钻井图件进行比对，以预测下步地层岩性这是一项重要的地质日常工作；有时，进行比对的还不止简单的两个图件，有时甚至会更多。一口井的岩性柱状图长度有好几米，宽度在几十厘米的范围内不等，要是将几张图排列开就需要较大的空间，甚至是长度为好多米的长条桌。但是，实际条件往往满足不了需要，唯一的办法就是将图件卷起，然后一点点地拉开，这时往往需要几个人的协调操作才能完成，而且，这种方式只能在平面上操作，之前，还没有一种装置和方法能够实现动态的调整和分析。

概括起来，常规的岩性柱状剖面对比分析方式存在着诸多缺点：

（1）图件展开占空间大，需要特定的工作区域；

（2）平面布局难以达到纵观的观察比对效果，限制人员的思维发挥；

（3）需要其他人员辅助拉伸图件，占用人力资源；

（4）比对方式方法传统陈旧不科学，达不到高效工作的要求；

（5）平面比对分析限制了参与人员的数量，不利于集体意见智慧的发挥；

（6）无法实现动态的教学实践效果，没有实现创新要求；

（7）工作效率低下，影响了油气勘探效益。

2岩屑剖面动态沙盘的创新设计

在设计上，地质录井岩性剖面动态沙盘整体外形为长方形，周围框体宽2200mm，高2000mm，框架材质为不锈合金管材，管材外径40mm。主体部件主要包括：框架、底座、撑杆、可调速电机、比对尺和图件。创新设计，如图1所示。

2 .1框架

框架分为外框架和内框架，外框架为长框形，宽2200mm，高2000mm。框架材质为不锈合金管材，管材外径40mm。外框架上端有挂钩，当需要将沙盘整体悬挂时，可直接通过挂钩悬挂。当落地放置时，则将框架放置到底座中。

2.2底座

外框架可插座在底座中，底座为圆座，底座中间有套管，套管内径35mm。外框架可直接插接在套管中，实现坐落放置。 图1 岩屑剖面动态沙盘设计

2.3内框架

内框架支托在外框架内，内框架通过撑杆和竖拉撑与外框架连接，沙盘悬停在内框架中。内框架宽2120mm，高1750mm，即内框架的两个横向撑杆距外框架的上下空间距离为100mm，在这个距离内为岩性剖面柱状图提供蜷绕空间。

2.4撑杆

上下撑杆组成内框架，撑杆上包括：

2.4.1 固定轴。固定轴内为压簧，撑杆分为五段，五段通过固定轴及手动卷钮实现弹性连接。固定轴实际上起到横拉撑的作用，同时，随可调速电机的转动而转动，也是一种转轴的作用。

2.4.2 手动卷钮。在上下撑杆上有三个手动卷钮，通过手动卷钮可对三个岩性柱状剖面图进行垂向上的微调。手动卷钮内有弹性压簧和对接齿轮，分开任何一段即可对图件进行微调。各段对接后就可随可调速电机转动，实现整体纵向上的蜷绕。

2.4.3 可调速电机。可调速电机为直流充电式电机，内部有电池，电机内的齿轮连接筒手动卷钮。上部可调速电机实现撑杆的向上卷绕，下步电机实现撑杆的反向卷绕，任何一个电机在不工作时都和另一个电机无阻随动。

2.5岩性柱状剖面

岩性柱状剖面卷绕在上下撑杆中，以预探井、评价井和生产井为例，各井别的柱状剖面上都有深度比例尺、岩性剖面和解释结论三部分，柱状剖面可按等深度比例排列也可按不等深度比例排列，根据实际情况进行深度对比分析。

2.6比对尺

比对尺在内框架中可上下有阻滑动，有阻滑动的目的是为了比例尺能够定位悬停，阻力来自框架内的滑道。

3创新设计效果

地质录井岩性剖面动态沙盘是一种创造性的动态分析装置，同时，和其它沙盘不同的是该装置即可壁挂使用，也可基座插接安装应用。该装置可通过可调速电机实现转轴卷绕，同时也可通过手动卷钮操作。该装置为框体设计，通过上下卷轴的蜷绕实现岩性柱状剖面图的伸缩比对，通过比对尺实现深度上的比对。三体比对可通过手动卷钮进行微调。这种地质录井岩性剖面动态沙盘不但能够在地质录井工作中得到广泛应用，而且可用于其它需要进行图件比对的工作领域。

地质录井岩性剖面动态沙盘的通体设计科学合理，可调速电机转动卷绕和手动卷钮微调相配合可实现纵向深度的比例调对；可分体撑杆设计便于岩性柱状剖面的装卸，更换比对。整体沙盘可悬挂也可坐落在底座中实现固定和位置摆放调整。该装置操作方便，安全可靠，整体可拆卸，减少了储存空间占用，可用作永久性设施使用。

其优点概括为以下几个方面：

（1）图件垂向展开占空间小，不需要特定的工作区域或设施，将图件穿到卷轴上拉开即可，提升了工作效率；

（2）图件垂向悬挂运动可产生纵观的观察比对效果，激发了工作人员的立体思维；

（3）不需要其他人员辅助拉伸图件，不多占用人力资源，节省了劳动力；

（4）比对方式方法科学，可实现高效工作；

（5）不限制参与比对分析人员的数量，有利于抒发集体意见智慧；

（6）实现了动态的教学实践效果，创造了一种科学的工作工具；

（7）提升了工作效率，有助于油气勘探效益最大化。

4结语

地质录井岩性剖面动态沙盘可广泛地应用于石油天然气勘探施工中地质录井的岩性剖面对比分析工作中，实现了地质录井岩性剖面的动态分析，使分析工作更加科学和直观，感官性更强。同时，该沙盘的工作原理也可应用到其它相关或类似领域，是图件类资料对比分析的重要装置。

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