PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)在海上高含水油藏挖潛中的應(yīng)用

PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)在海上高含水油藏挖潛中的應(yīng)用

成 艷1，白玉洪2

（1. 上海石油天然氣有限公司，上海 200041；2. 中國(guó)石化集團(tuán)上海海洋石油局第三海洋地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，上海 200137）

摘 要：油藏進(jìn)入高含水階段，仍有剩余油潛力可挖。但在剩余油挖潛過(guò)程中，存在三方面的風(fēng)險(xiǎn)：（1）如何避開水淹區(qū)鉆遇剩余油；（2）井網(wǎng)密度低的區(qū)域水平井如何著陸；（3）高含水油藏挖潛受水平段進(jìn)尺的限制，如何提高油層鉆遇率。為了降低挖潛風(fēng)險(xiǎn)，海上某油氣田采用了PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)，結(jié)果成功預(yù)測(cè)到剩余油區(qū)砂頂界面，使得水平井成功著窗，鉆成挖潛水平井。實(shí)踐證明，PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)為高含水階段的油藏挖潛提供了一條新的思路。

關(guān)鍵詞：PeriScope；隨鉆測(cè)井；高含水油藏；剩余油；水平井；挖潛

中圖分類號(hào)：P631.8+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.02.087

文章編號(hào)：1008-2336（2015）02-0087-04

收稿日期：2014-09-15；

作者簡(jiǎn)介：第一成艷，男，1978年生，2005年6月畢業(yè)于成都理工大學(xué)油氣田開發(fā)地質(zhì)專業(yè)獲碩士學(xué)位，主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的工作。E-mail：chengyan@shpc.com.cn。

改回日期：2014-10-27

PeriScope LWD Applied in Taping the Remaining Oil of High Water Cut in Offshore Field

CHENG Yan1, BAI Yuhong2

（1. Shanghai Petroleum Co. Ltd., Shanghai 200041, China；2. SOPB No.3 Marine Geology Investigation Party, CINOPEC, Shanghai 200137, China）

Abstract:There is still some potential to dig the remaining oils when the oil reservoir is at high water cut stage. But there are three risks in the production of remaining oil:(1)How to avoid the risk of drilling into water flooded area to produce remaining oils;(2)How to determine the landing space of horizontal well in the area with low well spacing density;(3)How to improve the penetrated rate of reservoir when the footage of horizontal well was restricted in high water cut area. The technology of PeriScope LWD has been used in order to decrease the risk in digging the potentials of remaining oils, and the sand top has been predicted successfully in remaining oil area. The horizontal well which is used to produce oils was landed successfully. It is proved that the technology of Peri-Scope LWD is a new method to digging the potentials of remaining oils in reservoirs with high water cut.

Keywords:PeriScope; logging while drilling; high water cut reservoir; remaining oil; horizontal well; tap the latent power

隨著開發(fā)程度的不斷深入，海上某油氣田油藏已進(jìn)入開發(fā)中后期，油藏采出程度超過(guò)35%，綜合含水超過(guò)90%。雖然油藏生產(chǎn)上主要表現(xiàn)為高含水、高采出程度和剩余油高度分散的“三高”特征，但地下儲(chǔ)層中仍存在一定規(guī)模的剩余油[1]。如何采取有效的措施來(lái)提高處于高含水階段的油藏的采收率，是油藏開發(fā)后期挖潛工作的重點(diǎn)。本文通過(guò)PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)在海上高含水油藏挖潛中的應(yīng)用研究和實(shí)踐，認(rèn)為該測(cè)井技術(shù)能夠有效指導(dǎo)油藏開發(fā)后期挖潛，進(jìn)一步提高開發(fā)中后期油藏的采收率。

1　PeriScope基本原理和主要功能

PeriScope是斯倫貝謝公司研發(fā)的隨鉆邊界測(cè)量?jī)x器，它以電磁感應(yīng)測(cè)量地層電阻率為原理，

探測(cè)井筒周圍360°電阻率或電導(dǎo)率的對(duì)比邊界（包括巖性邊界和流體邊界）以及工具到邊界的距離（圖1），同時(shí)也可測(cè)量所處地層電阻率以及特定條件下上、下圍巖電阻率。工作中，該儀器可以98 in（243.8 cm）、84 in（213.4 cm）、34 in（86.4 cm）和22 in（55.9 cm）等多個(gè)間距和100 kHz、400 kHz 和2 MHz等多個(gè)頻率進(jìn)行定向電磁波測(cè)量，能提供不同探測(cè)深度、不同使用頻率的電阻率曲線用于識(shí)別地層電阻率[2]。通常情況下，該工具測(cè)點(diǎn)位于離鉆頭10～12 m的位置；在電阻率對(duì)比較強(qiáng)情況下，能夠識(shí)別出工具上下4～5 m范圍內(nèi)的電阻率和電導(dǎo)率變化邊界[3]。

圖1　PeriScope 360°方位邊界探測(cè)示意圖

隨鉆過(guò)程中，PeriScope隨鉆測(cè)井可以利用方位測(cè)量曲線判斷軌跡是入層還是出層（圖2）。同時(shí)，還可以利用PeriScope儀器的方位測(cè)量和電阻率測(cè)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)電阻率邊界反演，進(jìn)一步計(jì)算工具到地層邊界的距離和地層傾角（圖3）。根據(jù)電阻率界面反演圖，及時(shí)調(diào)整軌跡，提高水平井著窗的成功率和儲(chǔ)層的鉆遇率，從而有效降低構(gòu)造、儲(chǔ)層或流體性質(zhì)等因素造成的不利影響。

圖2　三層模型方向性測(cè)量及常規(guī)電阻率測(cè)量

圖3　基于圖2三層模型的電阻率界面反演結(jié)果

2　水平井軌跡設(shè)計(jì)及隨鉆調(diào)整

2.1 油藏概況

據(jù)鉆井資料和高分辨率地震資料構(gòu)造解釋，C2油藏構(gòu)造呈一北北東向的長(zhǎng)軸狀背斜，構(gòu)造中北部存在近北東東向的微幅鞍部，故存在南北兩個(gè)局部高點(diǎn)；儲(chǔ)層為砂質(zhì)辮狀河沉積，屬于中孔中高滲儲(chǔ)層，厚度基本都大于30 m；C2油藏為底水油藏，南北部各有一口水平井生產(chǎn)，后期構(gòu)造中部有兩口定向井補(bǔ)孔生產(chǎn)，目前C2油藏綜合含水超過(guò)95%，采出程度37.8%，處于開發(fā)后期的高含水階段。由于C2油藏儲(chǔ)量規(guī)模大，該層一直是挖潛的重點(diǎn)。

2.2 水平井軌跡設(shè)計(jì)

根據(jù)C2油藏剩余油主控因素的研究成果，認(rèn)為C2油藏東北部存在剩余油[4]。經(jīng)過(guò)井型論證，最終采用水平井對(duì)該部位剩余油進(jìn)行挖潛（圖4）。但水平井挖潛也存在兩方面的風(fēng)險(xiǎn)：（1）據(jù)剩余油特征分析，認(rèn)為該區(qū)域剩余油的油水界面可能是傾斜的，且A井的動(dòng)用范圍無(wú)法確定，故水平井如何避開水淹區(qū)鉆遇剩余油存在非常大的風(fēng)險(xiǎn)；（2）在井網(wǎng)密度低的構(gòu)造部位，砂體可能存在側(cè)向尖滅，如何在不鉆探領(lǐng)眼的前提下，保證水平井成功著窗存在較大的風(fēng)險(xiǎn)；（3）如何在水平段長(zhǎng)度受限的前提下，保證油層鉆遇率存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

在綜合地質(zhì)、油藏認(rèn)識(shí)進(jìn)一步優(yōu)化軌跡的基礎(chǔ)上，本井采用了PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)來(lái)降低上述的剩余油挖潛風(fēng)險(xiǎn)。為了避免水平井在水侵范圍內(nèi)著陸，鉆前分別利用A井和B井的測(cè)井資料進(jìn)行了水平井著窗的可行性分析。從電阻率界面反演成果圖來(lái)看（圖5），當(dāng)軌跡距離含油砂頂0.6～1.78 m時(shí)，PeriScope能夠預(yù)測(cè)到電阻率界面；

如果砂體發(fā)生側(cè)向尖滅，則電阻率反演剖面上不會(huì)出現(xiàn)界面，當(dāng)然電阻率反演剖面沒(méi)有出現(xiàn)界面，也存在鉆遇水淹區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)，這種情況下，軌跡可以采取先水平鉆進(jìn)、再適當(dāng)下探的策略。另外，一旦鉆遇油層，可以通過(guò)電阻率反演剖面上出現(xiàn)的油頂界面來(lái)控制軌跡，從而提高油層鉆遇率。

圖4　C2油藏剩余油分布示意圖

圖5　PeriScope測(cè)井技術(shù)識(shí)別界面可行性分析（基于A井?dāng)?shù)據(jù)）

圖6　PeriScope測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)反演圖（未發(fā)現(xiàn)明顯界面）

2.3 軌跡隨鉆調(diào)整

實(shí)際鉆井過(guò)程中，水平井鉆至設(shè)計(jì)深度2 320 m未發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層，PeriScope成像測(cè)井技術(shù)也顯示軌跡下方未發(fā)現(xiàn)高阻界面。為防止在水侵范圍內(nèi)著陸，軌跡微幅增斜鉆進(jìn)，穿過(guò)著陸區(qū)后，軌跡繼續(xù)穩(wěn)斜下沉，后增斜至90°水平鉆進(jìn)，垂深控制在2 325.2 m，仍然未發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層，PeriScope成像測(cè)井技術(shù)也顯示軌跡下方未發(fā)現(xiàn)高阻界面（圖6）。地質(zhì)分析認(rèn)為該構(gòu)造位置儲(chǔ)層頂部砂體相變?yōu)槟?，結(jié)合PeriScope的預(yù)測(cè)結(jié)果，決定不再繼續(xù)鉆探，重新側(cè)鉆新支。

側(cè)鉆分支過(guò)程中，PeriScope于斜深2 553.58 m預(yù)測(cè)軌跡下方1.06 m處存在高阻界面，結(jié)合剩余油分析成果，判斷該界面為含油砂體頂界；儀器測(cè)至斜深2 565 m時(shí)，高阻界面越來(lái)越明顯，且連續(xù)性非常好。根據(jù)成像特征顯示的界面判斷含油砂頂具有輕微的下傾趨勢(shì)，結(jié)合附近開發(fā)井的砂頂深度，及時(shí)調(diào)整軌跡，于斜深2 585 m鉆遇含油砂頂，挖潛井順利著窗，成功避開了已經(jīng)水侵的油區(qū)。

3　PeriScope效果評(píng)價(jià)

通過(guò)兩個(gè)分支的應(yīng)用來(lái)看，PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)能夠較好地預(yù)測(cè)高阻砂頂界面。如圖7所示，斜深2 553.58 m時(shí)預(yù)測(cè)軌跡距砂頂1.06 m，即砂頂垂深為2 324.26 m，依據(jù)成像剖面計(jì)算地層傾角為3.15°，因此可以計(jì)算斜深2 585 m（鉆遇含油砂頂）處垂深為2 326.04 m，實(shí)際鉆遇砂頂深度為2 325.95 m，誤差僅為0.09 m，預(yù)測(cè)精度非常高。這主要是由于2 585 m之前，軌跡處于泥巖中，下方含油砂體電阻率明顯高于泥巖電阻率，故電阻率界面明顯，預(yù)測(cè)精度高。

圖7　側(cè)鉆分支PeriScope測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)反演圖（發(fā)現(xiàn)高阻界面）

但是，當(dāng)軌跡鉆至目的層頂部的電阻率過(guò)渡帶時(shí)，由于軌跡附近上下地層的電阻率差異變小，會(huì)導(dǎo)致預(yù)測(cè)界面存在一定的誤差。如圖7中軌跡2 585 m處鉆遇含油砂頂，隨后電阻率界面立即出現(xiàn)在軌跡上方0.95 m處，說(shuō)明此時(shí)預(yù)測(cè)的砂頂界面與實(shí)際砂頂存在0.95 m的誤差。因此，針對(duì)上述的這種單界面情況，利用PeriScope隨鉆測(cè)井技術(shù)時(shí)需考慮上下電阻率差異大小帶來(lái)的誤差，避免出層的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于薄油層而言，當(dāng)軌跡鉆遇油層時(shí)，電阻率反演剖面上會(huì)出現(xiàn)雙界面，這種情況下即使出現(xiàn)誤差，只需把軌跡控制在雙界面中部就能消除誤差影響，避免穿出油層。

4　結(jié)論

（1）通過(guò)本井的鉆探，證實(shí)PeriScope成像測(cè)井技術(shù)適用于高含水階段的油藏后期挖潛，可以較好地指導(dǎo)隨鉆避開油藏水淹區(qū)，確認(rèn)剩余油區(qū)及油頂界面，提高了挖潛井著窗的成功率。

（2）利用PeriScope成像測(cè)井技術(shù)預(yù)測(cè)單界面的深度時(shí)，需考慮軌跡上下電阻率差異大小帶來(lái)的誤差。對(duì)于雙界面的薄油層而言，只需把軌跡控制在雙界面中部就能消除誤差的影響。

（3）通過(guò)PeriScope成像測(cè)井技術(shù)的解釋軟件的應(yīng)用，認(rèn)為解釋界面形象、速度快捷，便于及時(shí)指導(dǎo)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整軌跡，從而降本增效。

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