水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在三塘湖盆地的應(yīng)用

文 靜，張 娜，姚孟多，劉長(zhǎng)地，王倩倩3成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都

2中國(guó)石油吐哈油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 哈密

3中國(guó)石化河南油田公司，河南 南陽(yáng)

水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在三塘湖盆地的應(yīng)用

文 靜1，張 娜2，姚孟多2，劉長(zhǎng)地2，王倩倩31成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都

2中國(guó)石油吐哈油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆 哈密

3中國(guó)石化河南油田公司，河南 南陽(yáng)

地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)是保證水平井鉆進(jìn)中井眼順利著陸，并在目的層順利穿行達(dá)到設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)度的關(guān)鍵技術(shù)。受現(xiàn)場(chǎng)鉆井技術(shù)條件的限制，目前三塘湖盆地實(shí)施的水平井中主要以常規(guī)地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井、隨鉆伽馬作為鉆井地質(zhì)導(dǎo)向的技術(shù)支撐。通過(guò)該技術(shù)能較精確地預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)深度、判斷鉆頭著陸和鉆頭在油層中的位置，及時(shí)指導(dǎo)鉆進(jìn)方向，保障井眼軌跡盡可能多地位于油層中，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中效果顯著，對(duì)三塘湖盆地的水平井施工具有重要的指導(dǎo)意義。

水平井，地質(zhì)導(dǎo)向，巖屑錄井，氣測(cè)錄井，隨鉆伽馬

AbstractGeosteering was the key technique ensuring smooth landing and penetrating through the designed horizontal sections. Limited by drilling technical condition in the oilfield, only three means were used for geosteering, such as conventional mud logging, mud gas log and GR of LWD. By applying the geosteering technique described in this article, the depth of landing point can be accurately predicted, and landing status and bit position in the reservoir can be determined to steer the drilling direction to ensure the hole to run within the reservoir as much as possible. Obvious result is obtained in actual drilling, and it is of great significance in the horizontal well drilling in Santanghu Basin.

KeywordsHorizontal Well, Geosteering, Cutting Logging, Mud Gas Log, GR of LWD

1. 引言

三塘湖盆地馬中二區(qū)二疊系條湖組(P2t)為凝灰?guī)r致密油儲(chǔ)層，油層構(gòu)造變化劇烈，且?guī)缀鯚o(wú)直井可以利用，地震精度遠(yuǎn)達(dá)不到水平井鉆井要求，局部區(qū)域地層厚度變化大，加之地層傾角大[1][2]，在水平井鉆進(jìn)過(guò)程中極易鉆穿油層，完全按地質(zhì)設(shè)計(jì)鉆井存在較大風(fēng)險(xiǎn)。因此，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向?qū)τ谔岣哂蛯鱼@遇率顯得尤為重要。受現(xiàn)場(chǎng)鉆井技術(shù)條件限制，目前三塘湖盆地水平井可采用的鉆井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)主要是常規(guī)地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井、隨鉆伽馬三種[3][4]。

2. 區(qū)域概況

三塘湖盆地位于新疆東北部的巴里坤哈薩克自治縣與伊吾縣，北接蒙古，西鄰準(zhǔn)葛爾盆地，南臨吐哈盆地。馬朗凹陷 P2t沉積時(shí)期，受印支運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)育一套富含火山巖的湖相沉積，條湖組二段(P2t2)下部發(fā)育一套約20 m厚的凝灰?guī)r，為目的層。鉆井揭示P2t分布較廣，厚度為50～400 m，平均厚度約150 m (圖 1)。

Figure 1. The partition plot of geological structure and comprehensive geologic histogram in Permian of Santanghu Basin圖1. 三塘湖盆地構(gòu)造分區(qū)圖及二疊系綜合地層柱狀圖

3. 水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

三塘湖盆地的水平井現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向主要通過(guò)常規(guī)地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井、隨鉆伽馬、鉆時(shí)等進(jìn)行，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)研究成果及時(shí)預(yù)測(cè)油層[5][6]。當(dāng)跟蹤人員發(fā)現(xiàn)錄井顯示出現(xiàn)變化并可以準(zhǔn)確把握時(shí)，則及時(shí)調(diào)整井軌跡；而當(dāng)跟蹤人員不能準(zhǔn)確判斷時(shí)，則應(yīng)立即通知后方，同時(shí)提供詳盡資料，后方研究人員根據(jù)井斜測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)施標(biāo)定水平井鉆進(jìn)軌跡，同時(shí)對(duì)錄井資料進(jìn)行分析，結(jié)合區(qū)域情況及鄰井鉆探對(duì)比情況，提供調(diào)整意見(jiàn)，確保較高油層鉆遇率。以馬56-6H井為例進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)說(shuō)明。

3.1. 通過(guò)氣測(cè)錄井判斷著陸點(diǎn)

馬56-6H井目的層為P2t2底部的一套凝灰?guī)r，儲(chǔ)層厚度為20～30 m，水平段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為800 m，該區(qū)塊氣測(cè)值變化在接近油頂時(shí)具有一定規(guī)律性，鄰井馬57H井和馬56井在接近油頂時(shí)，氣測(cè)組分依次從輕烴到重?zé)N全部出現(xiàn)，過(guò)程連續(xù)，據(jù)此可預(yù)測(cè)馬56-6H井油頂出現(xiàn)的垂直深度(表1)。預(yù)測(cè)油頂位置與實(shí)鉆油頂位置垂深相差0.5 m，說(shuō)明預(yù)測(cè)結(jié)果可靠，對(duì)中靶之前軌跡調(diào)整提供了參考。

Table 1. The prediction of top of oil layers in Well M 56-6H and adjacent wells表1. 馬56-6H井及鄰井油頂位置預(yù)測(cè)表

3.2. 巖屑錄井判斷目的層

由于馬56塊致密油目的層巖性組合較為簡(jiǎn)單，與上、下圍巖相比錄井特征明顯。從已完鉆井鉆遇層位情況分析，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)論從顏色、手感、熒光都較易識(shí)別巖性和含油性。

從巖屑上看，肉眼觀察目的層巖屑顏色為灰色，形狀為片狀，成分以火山灰為主，巖屑為玻璃質(zhì)碎屑,具凝灰結(jié)構(gòu)，性硬、致密、不造漿；巖屑熒光濕、干照呈淡黃色，噴照呈淡黃色，滴照呈淡黃色環(huán)狀，浸泡液無(wú)色-淡茶色，熒光呈乳白色-乳黃色，系列對(duì)比7～9級(jí),含油級(jí)別為熒光-油跡級(jí)(圖2)。

Figure 2. The comparison between cuttings, fluorescence and bubble samples in Well M 56-6H圖2. 馬56-6H井巖屑、熒光及泡樣對(duì)比圖

3.3. 氣測(cè)錄井判斷目的層

從氣測(cè)錄井上看，由于受地層、油質(zhì)以及工程參數(shù)的影響，研究區(qū)各井氣測(cè)錄井差異很大，如馬56井 P2t油層段氣測(cè)組分體積分?jǐn)?shù)(φ(C1)、φ(C2)、φ(C3)、φ(iC4)、φ(nC4)、φ(iC5)、φ(nC5))最大值僅 0.62% (圖3)；而馬58H井氣測(cè)組分體積分?jǐn)?shù)最大值為11.7%，油層全烴體積分?jǐn)?shù)(φ(TG))最小值0.8%，最大值為35%，平均2%左右(圖4)。因此，研究區(qū)利用氣測(cè)錄井判斷油層只能同井對(duì)比，而不能鄰井對(duì)比，也不能僅憑氣測(cè)值的大小地質(zhì)研究或產(chǎn)能評(píng)價(jià)。

Figure 3. The sectional view of LWD in Well M 56圖3. 馬56井隨鉆錄井剖面圖

Figure 4. The sectional view of LWD in Well M 58H圖4. 馬58H井隨鉆錄井剖面圖

3.4. 隨鉆測(cè)井特征

由于受成本控制，研究區(qū)的開(kāi)發(fā)井一般只測(cè)量隨鉆伽馬。研究區(qū)P2t凝灰?guī)r的伽馬值介于上部泥巖與下部玄武巖之間，即泥巖 ＞ 凝灰?guī)r ＞ 玄武巖。由于現(xiàn)場(chǎng)各定向服務(wù)隊(duì)儀器調(diào)校的差異，隨鉆伽馬與電測(cè)結(jié)果存在較大差異，因此利用隨鉆伽馬識(shí)別巖性只能看相對(duì)值，不能將電測(cè)標(biāo)準(zhǔn)用于隨鉆伽馬去判斷巖性。研究區(qū)電測(cè)結(jié)果的伽馬值范圍為：上部凝灰質(zhì)泥巖段75～85 API；P2t凝灰?guī)r55～75 API；下部玄武巖 30～40 API。

3.5. 馬56-6H井軌跡調(diào)整介紹

馬56-6H井鉆至2514 m (DM)處返出巖屑為大量深灰色(黑色)凝灰質(zhì)泥巖，含少量凝灰?guī)r，初步認(rèn)為是鉆遇夾層，分析后決定按原設(shè)計(jì)鉆進(jìn)；鉆至2552 m (DM)處返出巖屑全為深灰色(黑色)凝灰質(zhì)泥巖，與油頂上部巖屑對(duì)比后，初步認(rèn)定已鉆遇油頂上部泥巖，同時(shí)將出油頂隨鉆伽馬值與剛進(jìn)油頂時(shí)的隨鉆伽馬進(jìn)行對(duì)比，判斷井眼軌跡已出油頂(圖5)。

據(jù)此進(jìn)行了小幅度降斜，井斜必須不低于82.5?，并要求后期必須中設(shè)計(jì)B靶點(diǎn)。認(rèn)定鉆出油層后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料計(jì)算地層傾角為7?左右，提出建議：為盡量少鉆遇泥巖段，需大幅度降斜鉆進(jìn)，找到油層并進(jìn)入油層中部后按83?井斜角穩(wěn)斜鉆進(jìn)。鉆至2904 m (DM)處，鉆遇灰白色致密凝灰?guī)r，認(rèn)定為致密夾層，要求定向小幅度增斜鉆進(jìn)，井斜角由83?增至84?，后期按84?穩(wěn)斜鉆進(jìn)。完鉆井深為3315 m，馬56-6H井鉆遇水平段長(zhǎng)度為815 m，電測(cè)解釋結(jié)果鉆遇油層(凝灰?guī)r) 634 m，油層鉆遇率77.8% (見(jiàn)表2)。

Table 2. The statistics of oil layers encountered in horizontal well drilling in Well M 56-6H表2. 馬56-6H井水平段油層鉆遇情況統(tǒng)計(jì)表

Figure 5. The field GR curve while drilling in Well M 56-6H圖5. 馬56-6H井現(xiàn)場(chǎng)隨鉆伽馬曲線

4. 結(jié)論

1) 馬 56塊地層傾角變化大，且存在油層局部變薄的情況，因此軌跡調(diào)整需要有預(yù)見(jiàn)性，即當(dāng)出現(xiàn)某種巖性變化的趨勢(shì)時(shí)，就需要判斷油層情況并及時(shí)調(diào)整軌跡。

2) 針對(duì)三塘湖盆地目前的鉆井技術(shù)條件及馬 56塊的地質(zhì)特征，水平井需要結(jié)合常規(guī)地質(zhì)錄井、氣測(cè)錄井、隨鉆伽馬綜合確定油層。

References)

[1]金曉波. 綜合錄井技術(shù)在川西水平井鉆井中的導(dǎo)向作用[J]. 中外能源, 2009, 14(10): 60-63.

[2]梁寶安, 王悅田, 劉喆. 水平井錄井技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 錄井工程, 2010, 21(4): 1-4.

[3]劉佩波. 水平井錄井技術(shù)難點(diǎn)與對(duì)策分析[J]. 西部探礦工程, 2016, 28(6): 23-24.

[4]李一超, 王志戰(zhàn), 秦黎明, 等. 水平井地質(zhì)導(dǎo)向錄井關(guān)鍵技術(shù)[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā), 2012, 39(5): 620-625.

[5]張新濤, 王英民, 石文龍, 等. 新疆東北部三塘湖盆地馬朗凹陷J2X2層序地層格架及沉積相預(yù)測(cè)[J]. 地質(zhì)論評(píng),2009, 55(2): 181-188.

[6]梁浩, 李新寧, 馬強(qiáng), 等. 三塘湖盆地條湖組致密油地質(zhì)特征及勘探潛力[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā), 2014, 41(5):563-572.

[編輯]龔丹

Application of Horizontal Well Geosteering Technique in Santanghu Basin

Jing Wen1, Na Zhang2, Mengduo Yao2, Changdi Liu2, Qianqian Wang31Sedimentaion Geology Research Institute of Chengdu University of Technology, Chengdu Sichuan
2Research Institute of Exploration and Development, Tuha Oilfield Company, PetroChina, Hami Xinjiang3Henan Oilfield Company, SINOPEC, Nanyang Henan

文靜(1983-)，女，博士研究生，現(xiàn)主要從事沉積學(xué)方面的學(xué)習(xí)與研究。

2017年4月18日；錄用日期：2017年7月21日；發(fā)布日期：2017年8月15日

Copyright ? 2017 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Received: Apr. 18th, 2017; accepted: Jul. 21th, 2017; published: Aug. 15th, 2017

文章引用: 文靜, 張娜, 姚孟多, 劉長(zhǎng)地, 王倩倩. 水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在三塘湖盆地的應(yīng)用[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào),2017, 39(4): 64-69.

10.12677/jogt.2017.394038