隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在PY斷塊氣田MFS18.5－2均質(zhì)儲層中的應(yīng)用

錢愛東 （中海油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理深圳分公司，廣東 深圳518067）

張俊斌 （中海石油 （中國）有限公司深圳分公司鉆完井部，廣東 深圳518067）

宋菊 （斯倫貝謝中國海洋服務(wù)公司，廣東 深圳518068）

張東平 （中海石油 （中國）有限公司深圳分公司開發(fā)部，廣東 深圳518067）

謝華 （中海石油 （中國）有限公司深圳分公司鉆完井部，廣東 深圳518067）

1 PY氣田項目概述

PY氣田位于南中國海珠江口盆地流花07自營區(qū)塊，氣田范圍內(nèi)平均水深約200m。區(qū)域位于中央隆起帶中部番禺低隆起南緣，白云凹陷北坡的反向斷裂帶上，是一個受斷層控制的翹傾半背斜構(gòu)造。該氣田含氣層為新近系韓江組至珠江組中下部的水下分流河道、河口壩沉積，主力氣層為SB13.8（高孔、高滲）、SB15.5（高孔、高滲）、MFS18.5－1 （中低孔、中低滲）、MFS18.5－2 （中孔、高滲），均體現(xiàn)出層厚、疏松、均質(zhì)和物性好的特征，且為邊水驅(qū)動。

2 地質(zhì)導(dǎo)向服務(wù)目標及實鉆結(jié)果

與傳統(tǒng)的幾何導(dǎo)向技術(shù)相比，水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)提供更加綜合化、系統(tǒng)化的服務(wù)，綜合地質(zhì)、鉆井工程、測井及錄井等隨鉆實時數(shù)據(jù)，以人機交互對話方式來保證井眼軌跡穿過優(yōu)質(zhì)儲層的最佳位置，最終實現(xiàn)產(chǎn)能和采收率最大化，風(fēng)險和不確定性最小化的目的，體現(xiàn)了現(xiàn)代鉆井技術(shù)與地質(zhì)、測井、油藏工程技術(shù)的結(jié)合，已廣泛應(yīng)用于水平井開發(fā)項目中，并取得了很好的效果，尤其是在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊或者高含水的成熟油氣田中[1～8]。

針對MFS18.5－2儲層進行研究。MFS18.5－2儲層有效厚度為20.5～23m，屬于中孔、高滲儲層，儲層物性比較均一，在西部的PY30－1－1井和PY30－1－3井兩口井中MFS18.5－2上部發(fā)育2～3m厚的泥質(zhì)過渡帶（自然伽馬較高、電阻率較低、密度較高），向東部逐漸尖滅。據(jù)此設(shè)定該層地質(zhì)導(dǎo)向目標為：①12.25in（1in＝2.54cm）井段平穩(wěn)著陸于低自然伽馬、低密度的優(yōu)質(zhì)儲層內(nèi) （軌跡與儲層頂面夾角約2°），然后用自然伽馬值確認為優(yōu)質(zhì)儲層后該井段完鉆，據(jù)此結(jié)束12.25in井段。②在8.5in水平段中，控制井眼軌跡于優(yōu)質(zhì)儲層中，且盡可能靠近目的層頂部 （導(dǎo)向窗口2m）。最后，增斜探頂確認儲層構(gòu)造形態(tài)。

針對開采MFS18.5－2儲層的4口水平井 （A01H井、A02H井、A04H井、A09H井），斯倫貝謝地質(zhì)導(dǎo)向團隊提供了A01H井、A04H井、A09H井的著陸服務(wù)和A01H井、A02H井的水平段導(dǎo)向服務(wù)，水平段實際總進尺1030m，鉆遇儲層772m，剩余258m損失段是由于軌跡突然鉆遇斷層引起的，因此總體儲層鉆遇率為100%。

3 12.25in著陸段地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

3.1 著陸段鉆具組合

通過分析儲層的地層、構(gòu)造特征，以及鉆井目標和地質(zhì)導(dǎo)向目標，確定12.25in著陸井段鉆具組合為PowerDrive X5＋ARC8＋TeleScope8 （斯倫貝謝工具） （圖1）。其中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具PowerDrive X5在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的前提下提供近鉆頭自然伽馬和井斜測量 （距鉆頭約2～3m）；ARC8提供電磁波傳播電阻率和自然伽馬測量 （距鉆頭約15m）；TeleScope8提供隨鉆測斜服務(wù) （距鉆頭約22m），并負責(zé)將實時數(shù)據(jù)傳輸至地面。

圖1 12.25in著陸段鉆具組合示意圖

3.2 著陸段地質(zhì)導(dǎo)向原則

1）基于實時自然伽馬和電阻率曲線，與鄰井標志層對比，運用RTGS軟件模擬儲層構(gòu)造形態(tài)、地層傾角以及預(yù)測目的層頂面位置，據(jù)此來控制井斜軌跡，使其平穩(wěn)著陸。

2）在保證入層所需水平位移的前提下，控制軌跡進入儲層時與目的層頂面夾角2°±0.5°。利用近鉆頭自然伽馬確認儲層之后，以3°狗腿增斜使軌跡與儲層頂面近平行，使得軌跡距離目的層頂小于1m垂深，由此完成著陸井段施工。

3.3 實鉆分析

地質(zhì)導(dǎo)向團隊針對構(gòu)造和地層的不確定性，利用上述地質(zhì)導(dǎo)向原則，在A01H井、A04H井和A09H井著陸過程中，取得了理想的效果 （表1）。在目的層實際頂面比預(yù)測頂面加深7.7～21.8m的情況下，利用上述地質(zhì)導(dǎo)向原則，控制軌跡與目的層頂面夾角為1.9～2.5°，成功著陸；12.25in井段結(jié)束時井底井斜與目的層頂面近平行，距頂0.7～0.8m。在8.5in井段中以3°狗腿增斜至與地層平行的過程中，距頂最多不超過2m，由此可將水平軌跡平穩(wěn)地控制在要求的導(dǎo)向窗口內(nèi)，也為后續(xù)完井施工提供了便利，最終后期生產(chǎn)動態(tài)得以優(yōu)化。

表1 MFS18.5－2儲層水平井著陸數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比

4 8.5in水平段地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

4.1 水平段鉆具組合

基于MFS18.5－2儲層均質(zhì)、氣層電阻率較大 （可能大于1000Ω·m）的特點，以及最終增斜探頂?shù)囊?，選取水平段鉆具組合為：PowerDrive X5＋GVR6＋TeleScope6＋ADN6（斯倫貝謝工具）（圖2）。其中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具PowerDrive X5在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的前提下提供近鉆頭自然伽馬和井斜測量 （距鉆頭約2～3m）；與電磁波傳播電阻率測量工具ARC6相比，GVR6可提供較準確的大于1000Ω·m的側(cè)向電阻率測量資料，以及較高分辨率的方位性電阻率測量和電阻率成像 （距鉆頭約11m）資料；ADN6提供中子孔隙度和方位性密度測量 （距鉆頭約27m）；TeleScope6提供隨鉆測斜服務(wù) （距鉆頭約19m），并負責(zé)將實時數(shù)據(jù)傳輸至地面。

圖2 8.5in水平段鉆具組合示意圖

4.2 水平段地質(zhì)導(dǎo)向原則

水平段地質(zhì)導(dǎo)向的目的在于保持水平井眼軌跡處于優(yōu)質(zhì)儲層中，并根據(jù)要求將軌跡控制在限定窗口內(nèi)?；诖?，地質(zhì)導(dǎo)向的難點就在于如何快速準確地判斷鉆頭在儲層中的相對位置及地層產(chǎn)狀，并根據(jù)當前井眼形態(tài)確定下步作業(yè)計劃。

當軌跡沿厚層均質(zhì)儲層鉆進時，井眼軌跡的實時平均曲線 （自然伽馬、平均電阻率、密度和中子孔隙度）均比較平直，不能通過鄰井實時對比來判斷井眼軌跡在儲層中的位置；頂?shù)酌芏炔顒e較小，不能用于判斷井眼軌跡在儲層內(nèi)的切割關(guān)系。

在PY氣田MFS18.5－2均質(zhì)儲層水平段地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)過程中，采用近鉆頭測量、實時電阻率成像、方位密度以及錄井數(shù)據(jù)來指導(dǎo)實時地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)。

1）PowerDrive X5近鉆頭自然伽馬/井斜和GVR近鉆頭電阻率測量資料可以較早獲得，有助于較早探測地層變化，迅速做出實時調(diào)整。

2）實時成像可以提供軌跡與地層之間的切割關(guān)系，同時還可以提取地層傾角[9，10]，據(jù)此來確認地層開始變化的位置以及地層傾角，降低構(gòu)造不確定性對地質(zhì)導(dǎo)向結(jié)果的影響。

3）在儲層邊界等密度變化較大的區(qū)域，利用方位密度，可以判斷軌跡與軌跡切割關(guān)系。如果上切進入泥巖，頂密度會比底密度提前探測到，曲線值增大，而底密度在隨后鉆頭進入泥巖一段距離后也增大；反之，底密度比頂密度提前增大。

4）綜合錄井方法利用鉆時、氣測和巖屑等錄井數(shù)據(jù)，也有助于判斷鉆頭處的巖性。

4.3 實鉆分析

在MFS18.5－2儲層8.5in水平段鉆進過程中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具PowerDrive X5不僅提供了近鉆頭自然伽馬和井斜測量資料，更重要的是通過全程旋轉(zhuǎn)來控制井斜，由此提高了鉆井時效，確保了井眼平滑和鉆井安全，保證了地質(zhì)導(dǎo)向工作的順利進行，并取得了理想的效果。在此選取PY氣田A01H井為典型實例來分析上述地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的應(yīng)用實效。

A01H井位于PY氣田東部，夾于2條北東傾向正斷層之間，鄰井顯示均質(zhì)砂巖儲層厚約20m，上覆0.5m厚泥巖，之間沒有砂泥巖過渡帶。水平段地質(zhì)導(dǎo)向目標為控制井眼軌跡于優(yōu)質(zhì)儲層中，且盡可能靠近目的層頂部 （導(dǎo)向窗口2m），最后增斜探頂確認儲層構(gòu)造形態(tài)，但不能鉆穿上覆薄泥巖以連通上部MFS18.5－1儲層，以保證分層開發(fā)效果。地質(zhì)導(dǎo)向風(fēng)險主要體現(xiàn)在：①設(shè)計井位前方?jīng)]有井位控制，儲層厚度和物性存在橫向發(fā)生變化的可能；②受周圍斷層影響，構(gòu)造特征不確定，可能會鉆遇斷層。

1）針對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具PowerDrive X5的定向效率可能受疏松砂巖影響的問題，通過優(yōu)化參數(shù)來保證PowerDrive X5在疏松砂巖中的定向能力。

2）水平段作業(yè)開始之后，軌跡位于好儲層內(nèi)，實時曲線 （自然伽馬、平均電阻率、密度和中子孔隙度）均平直，不能用于判斷軌跡在均質(zhì)儲層中的位置以及井眼軌跡與儲層的切割關(guān)系。利用GVR實時電阻率成像提取出地層上傾約0.5°，控制井斜約90.5°，使得軌跡幾乎平行于儲層鉆進，距頂大約1～2m。

3）在斜深4520m處，實時曲線突變，軌跡進入泥巖?？赡苁倾@遇斷層，也可能是由于地層下傾，軌跡上切進入頂部薄泥巖。GVR實時電阻率成像持續(xù)顯示為哭臉，軌跡持續(xù)下切儲層，曲線突變應(yīng)為斷層引起，提取正斷層傾向北西，傾角12°，下盤泥巖可能是MFS18.5－3層下面的泥巖層。

4）軌跡在泥巖內(nèi)鉆進258m斜深，垂深13m，一直沒有找到砂巖儲層。現(xiàn)有的270m優(yōu)質(zhì)儲層可以滿足產(chǎn)量要求，就此完鉆。

5 結(jié) 語

在MFS18.5－2均質(zhì)儲層地質(zhì)導(dǎo)向過程中，精確的著陸策略以及在水平段中GVR電阻率實時成像的運用極大地提高了地質(zhì)導(dǎo)向的效率以及最終的儲層鉆遇率。另外，在導(dǎo)向過程中，近鉆頭測量、實時連續(xù)井斜的應(yīng)用以及完善的團隊合作機制也保證了地質(zhì)導(dǎo)向工作的精度。在PY氣田中，其他儲層SB13.3和SB15.8的特征與MFS18.5－2特征相似 （構(gòu)造不確定性大、層厚、均質(zhì)、疏松），上述優(yōu)化的著陸策略和水平段導(dǎo)向策略可以應(yīng)用于其他儲層的地質(zhì)導(dǎo)向工作中。

多部門通力協(xié)作，綜合地質(zhì)、鉆井工程、測井及錄井等隨鉆實時數(shù)據(jù)，快速反應(yīng)，措施得當，加強經(jīng)驗總結(jié)和交流，有針對性地解決問題，才能保證導(dǎo)向工作的整體效率和后期的產(chǎn)能，高效完成整個開發(fā)項目的整體目標。

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