地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在伊朗S38井的應(yīng)用

李豐寶 朱兵 陳剛 孫文靜

(西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司,新疆烏魯木齊 830000)

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在伊朗S38井的應(yīng)用

李豐寶 朱兵 陳剛 孫文靜

(西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司,新疆烏魯木齊 830000)

伊朗阿扎得甘油田南阿區(qū)塊是中石油在伊朗承包的新開(kāi)發(fā)區(qū)塊,該區(qū)塊地質(zhì)條件復(fù)雜、小油層多、油層薄、分布分散,但油氣含量豐富,在這樣的油田采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù),不僅可以提高油層鉆遇率、提高油氣產(chǎn)量,還有利于實(shí)時(shí)判斷地層屬性、實(shí)施準(zhǔn)確導(dǎo)向。

伊朗南阿油田 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

隨著油田開(kāi)發(fā)難度的不斷增加，鉆井技術(shù)也在日新月異不斷的提高，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)被廣泛應(yīng)用在老油田的開(kāi)發(fā)之中，同時(shí)在開(kāi)發(fā)新油田時(shí)，采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，不僅有助于提高開(kāi)發(fā)井的油層鉆遇率和油氣田的采收率，還可以較好地解決復(fù)雜地層鉆井和薄油層鉆井等問(wèn)題，它在實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)、降低噸油成本方面具有重要作用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1 關(guān)于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

1.1 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是20世紀(jì)90年代在世界范圍內(nèi)勘探開(kāi)發(fā)面臨復(fù)雜地質(zhì)條件、隨鉆測(cè)量技術(shù)不斷成熟背景下不斷發(fā)展起來(lái)的鉆井前沿技術(shù)之一，是地質(zhì)信息、隨鉆測(cè)井儀器響應(yīng)和用于引導(dǎo)井眼進(jìn)入目的層并保持在目的層內(nèi)的解釋技術(shù)的綜合[1]。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于水平井、大位移定向井和其他要求的工藝井。在施工過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能夠迅速得到精確的地質(zhì)參數(shù)，使井眼軌跡沿儲(chǔ)層最佳部位鉆進(jìn)，改善勘探的效率。一般運(yùn)用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括電力，聲波，核磁傳感器，能夠檢測(cè)電阻率、自然伽馬、中子孔隙度、巖石密度、聲波等[2]。

1.2 我國(guó)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井現(xiàn)狀

西江24-3-A1大位移井的成功開(kāi)發(fā)標(biāo)志這我國(guó)的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井井技術(shù)已經(jīng)得到完善[3]。北京地質(zhì)錄井技術(shù)公司在1997年向美國(guó)的Halliburton公司引進(jìn)了一套先進(jìn)的無(wú)限隨鉆測(cè)井設(shè)備即LWD，并且聯(lián)合國(guó)內(nèi)知名專家組建了一支屬于我國(guó)自主的作業(yè)勘測(cè)開(kāi)發(fā)隊(duì)伍和科研研究隊(duì)伍，在國(guó)內(nèi)油田的探井檢測(cè)過(guò)程中，這只隊(duì)伍運(yùn)用了無(wú)線隨鉆測(cè)井的先進(jìn)技術(shù)，大幅提高了石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。1999年勝利油田向美國(guó)的NLSperry-SUN公司引進(jìn)了一套完善的隨鉆地質(zhì)評(píng)價(jià)設(shè)備即(FEWD)，該設(shè)備能夠精確測(cè)量的參數(shù)包括自然伽馬含量、電磁波的電阻率、地層密度、中子孔隙度等，儀器具有同時(shí)工作并能全面記錄的工作方式[5]。目前，我國(guó)勝利、大港、大慶等油田都在積極向國(guó)外引進(jìn)領(lǐng)先的地質(zhì)勘探設(shè)備，并且一大部分油田已經(jīng)將設(shè)備直接運(yùn)用到海上、復(fù)雜油藏的實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 S38井概況和軌跡控制難點(diǎn)

圖1 南阿油田油藏分布簡(jiǎn)圖

圖2 BHA簡(jiǎn)圖

伊朗阿扎德甘油田為長(zhǎng)軸背斜構(gòu)造，南阿區(qū)塊位于油田南部，該區(qū)塊有5套斷裂層，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于地質(zhì)資料不全，初步估計(jì)地層傾角在3°左右，主要有四套含油層，期間夾雜各種薄油層，主力油層為Sarvak，是灰?guī)r底水油藏(如圖1)。

S38井位于南阿區(qū)塊，其控制難點(diǎn)為:

(1)根據(jù)測(cè)井資料顯示，本區(qū)塊有高阻層，需要沿高阻層水平鉆進(jìn)800m，這樣需要著陸以后沿地層傾角鉆進(jìn)，但是由于是新區(qū)快，地質(zhì)資料不全，需要根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，不斷計(jì)算地層傾角，加大了軌跡控制難度;

(2)由于目標(biāo)層厚度僅為4m，中靶精度要求高，要求垂直精度為±1m，水平精度為±10m。

3 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在S38井的應(yīng)用

3.1 優(yōu)選鉆具組合

通過(guò)對(duì)鄰井的分析，我們對(duì)鉆具組合進(jìn)行優(yōu)選，采用215.9mm鉆頭+1°單彎螺桿+LWD短節(jié)+MWD短節(jié)+鉆桿，提高了復(fù)合鉆進(jìn)能力，同比同區(qū)塊鄰井機(jī)械鉆速提高23%，縮短定向鉆井周期7天多(如圖2)。

3.2 利用電阻率和伽馬曲線發(fā)現(xiàn)薄標(biāo)志層和薄油層

由于是新開(kāi)發(fā)區(qū)塊，標(biāo)志層確切位置還有待確定，所以實(shí)鉆過(guò)程中要時(shí)刻注意對(duì)伽馬和電阻率曲線進(jìn)行對(duì)比觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)薄標(biāo)志層，確定當(dāng)前位置，同時(shí)通過(guò)地質(zhì)曲線還可以發(fā)現(xiàn)一些薄油層(如圖3，4)。

3.3 利用電阻率曲線,保持在目的層鉆進(jìn)

圖3 紅線標(biāo)示區(qū)為薄標(biāo)志層

當(dāng)鉆頭接近非目的層時(shí)，倆條電阻率曲線(深電阻率和淺電阻率)會(huì)有不同的響應(yīng)。因?yàn)?00Hz深電阻率探測(cè)范圍較大(井眼周圍大約4m)，所以，深電阻率會(huì)先探測(cè)到泥巖，而后電阻率迅速下降，此時(shí)淺電阻率尚未出現(xiàn)明顯反應(yīng)，所以在發(fā)現(xiàn)深電阻率曲線異常時(shí)，應(yīng)該立刻對(duì)軌跡進(jìn)行調(diào)整，如圖5所示，則需要迅速增大井斜角，使軌跡回到目的層中。

圖4 紅線標(biāo)示區(qū)①、②為薄油層

當(dāng)鉆遇薄夾層時(shí)，會(huì)遇到相反的情況，因?yàn)樯铍娮杪侍綔y(cè)范圍較大，不會(huì)出現(xiàn)明顯的反應(yīng)，而淺電阻率探測(cè)范圍較淺，能夠及時(shí)探測(cè)出新出現(xiàn)的層位，這一點(diǎn)也很重要，可以指示出目前的位置，也更利于發(fā)現(xiàn)薄油層。

3.4 鉆出目的層后的地層傾角計(jì)算

當(dāng)鉆出目的層后，必須調(diào)整軌跡返回目的層，這時(shí)地質(zhì)曲線常形成對(duì)稱或者不對(duì)稱的古堡，根據(jù)曲線上標(biāo)志點(diǎn)的垂深變化和鉆頭的位移，很容易計(jì)算出地層傾角。如圖5所示，電阻率曲線呈對(duì)稱古堡，地層相同位置A，前后垂深相差0.8m，位移為39m，即可計(jì)算出地層傾角為1.2°。

4 結(jié)論與體會(huì)

(1)在伊朗阿扎得甘油田南阿區(qū)塊采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)與配套的鉆井工藝技術(shù)，成功的實(shí)施了S38水平井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，應(yīng)用效果良好;水平井采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)為發(fā)現(xiàn)、開(kāi)發(fā)薄油層、厚油層頂部剩余油等復(fù)雜油氣藏提供了技術(shù)支持，將井眼軌跡控制標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的“幾何中靶”提升為“地質(zhì)中靶”[6]，大大降低了因地質(zhì)目標(biāo)不明確而帶來(lái)的鉆探風(fēng)險(xiǎn)，大幅提高了復(fù)雜油氣藏的開(kāi)發(fā)成功率。

(2)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在薄油層水平井鉆井方面具有重要作用;由于可以時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)，在油氣層未受污染時(shí)即可取得地質(zhì)資料，具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性，使它在油氣層評(píng)價(jià)中也有非常重要的作用，對(duì)某些傳統(tǒng)的測(cè)井解釋方法和傳統(tǒng)的油藏評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)有了新的看法。

圖5 利用電阻率曲線計(jì)算地層傾角

(3)由眾多功能性模塊集成構(gòu)建的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)平臺(tái)在地質(zhì)導(dǎo)向鉆井中真正起到了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井軟件平臺(tái)的作用，現(xiàn)場(chǎng)工程師可以在同一平臺(tái)上進(jìn)行軌跡控制、隨鉆解釋、待鉆設(shè)計(jì)等操作。

[1]江國(guó)法.地質(zhì)導(dǎo)向[J].測(cè)井技術(shù)信息,2000,13(1):14-23.

[2]王風(fēng)波,賀兆順.地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)及其應(yīng)用.西部探礦工程,2006, 18(7):204-205.

[3]吳得峰,王麗新.分析地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在S7P1井的應(yīng)用.中國(guó)化工貿(mào)易,2012,8(8):178, 231.

[4]蘇義腦.地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)概況及其在我國(guó)的研究進(jìn)展[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2005,32(1):92-95.

[5]李善云,鐘安武.地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)及其應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工, 2010,36(23):78-80.

[6]黃根爐,趙金海,趙金洲,等.基于地質(zhì)導(dǎo)向的水平井中靶優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].石油鉆采工藝.2004,26(6):1-3.