地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在煤層氣水平井霍平1上的應(yīng)用

李彥輝(吉林省煤田地質(zhì)局二0三勘探隊(duì)， 吉林 四平 136000)

地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在煤層氣水平井霍平1上的應(yīng)用

李彥輝(吉林省煤田地質(zhì)局二0三勘探隊(duì)， 吉林 四平 136000)

霍平1井經(jīng)過精確的論證在霍林河凹陷部署了這一水平試驗(yàn)井，也是二連地區(qū)第一口煤層氣水平試驗(yàn)井?；羝?井的成功與否對(duì)二連地區(qū)煤層氣的勘探開發(fā)起著決定性意義。

地質(zhì)導(dǎo)向;水平井;煤層氣;著陸;出層

霍林河凹陷為一NE向展布的西北斷陷東南超覆的箕狀斷陷盆地，發(fā)育次級(jí)褶皺，呈“三洼二隆”的構(gòu)造格局，區(qū)內(nèi)整體斷層不發(fā)育，在凹陷中部的三湖背斜斷層較發(fā)育。霍平1井位于霍林河凹陷翁能花向斜西南部緩坡帶，該井目的層為六煤組上部煤層，井型為上傾L型水平井。本井的重點(diǎn)與難點(diǎn)有兩個(gè)方面：一是卡取著陸點(diǎn)，二是6號(hào)煤層水平段中地質(zhì)導(dǎo)向。

1 卡取著陸點(diǎn)

在卡取6號(hào)煤層著陸點(diǎn)上難度主要在于可供參考的只有霍試1井，其次1-5號(hào)煤層的厚度較厚，在錄井中對(duì)6號(hào)煤層的影響，特別是5號(hào)煤層與6號(hào)煤層的垂深差較小，還有鉆井速度較快，隨鉆的伽馬曲線滯后13米。解決這一系列的問題，首先是深入研究資料，分析本井6號(hào)煤層頂部的預(yù)計(jì)位置，及時(shí)繪制剖面，時(shí)刻做好地層對(duì)比。在5號(hào)煤層出現(xiàn)后，我們預(yù)計(jì)6號(hào)煤層頂深應(yīng)該在900米左右。預(yù)計(jì)井斜74度探層，時(shí)刻緊盯伽馬、鉆時(shí)、氣測(cè)值、巖屑等一些重要參數(shù)。

5月2日在井深898米鉆時(shí)下降、隨之全烴值升至15%，巖屑返出為煤、伽馬值降為20，井斜71度入層。與預(yù)計(jì)井深相近。隨后按7°/30m增井斜，在井深939米進(jìn)入煤矸層，之后在井深998米井斜增至90度中完電側(cè)。經(jīng)電測(cè)在井深898米著陸成功?；羝?井第一項(xiàng)重點(diǎn)問題順利完成。

2 地質(zhì)導(dǎo)向工作

本井水平井眼采用φ215．9mm鉆頭鉆進(jìn)，使用了定向螺桿和MWD實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄。該井使用了聚膜鉆井液體系鉆進(jìn)。地質(zhì)導(dǎo)向通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算與綜合資料對(duì)比分析，設(shè)計(jì)井眼的軌跡路線，通過定向井工程師調(diào)整井下定向工具，將井眼的絕大部分保持在6#煤層中穿行。

圖1 霍平1井主支井眼垂直軌跡圖

霍平1井于2016年05月2日鉆至井深898．00m鉆遇6#煤，煤頂垂深為827．19m、位移158．28m。939m鉆時(shí)增大，全烴降低，伽馬由20API左右升至70API左右，分析認(rèn)為為夾矸，垂深為839．29m，地層傾角為95°左右，則6#煤1煤組厚度為16m左右。所以要求在95～97°之間鉆進(jìn)。2016年05月08日，霍平1井鉆至井深1477m，伽馬自20-40API升至120～140m，全烴10-25%降至1%～5%。綜合分析判斷為出層。出層有三種情況：

(1)底出煤層 如底出煤層，則自著陸點(diǎn)897m至出層點(diǎn)1477m地層平均上傾7°左右。確定出層后，現(xiàn)場(chǎng)立即調(diào)整軌跡，至井深1515m井斜增至98°，至井深1598m，最大井斜100．5°，未追回煤層。經(jīng)計(jì)算，地層上傾7°，追至井深1598m應(yīng)回層2．3m左右，與實(shí)鉆結(jié)果不符。此外，按地層平均上傾7°計(jì)算得出，本井軌跡在層內(nèi)垂深最大42m，與鄰井資料相差較大。排除底出可能。

(2)頂出煤層 如頂出煤層，則自著陸點(diǎn)897m至出層點(diǎn)1477m地層平均上傾2．5°左右。

(3)鉆遇斷層 地質(zhì)設(shè)計(jì)本段地層上傾5°左右，按此地層傾角計(jì)算，出層位置應(yīng)位于煤層中部，且無論頂出還是底出煤層，各項(xiàng)資料均有不符之處。因此側(cè)鉆為下步最佳施工方案。側(cè)鉆既能將設(shè)計(jì)水平進(jìn)尺打夠，完成設(shè)計(jì)要求，又有利于后期排采；側(cè)鉆有利于探明地層，明確地質(zhì)認(rèn)識(shí)。在霍平1井新井眼鉆進(jìn)中，根據(jù)老井眼軌跡，判斷地層傾角為97～98°之間，軌跡一直在煤層中下部，在井深1425m伽馬自20-50API升至130-150m，分析認(rèn)為為出層。預(yù)計(jì)地層傾角為95°左右。調(diào)整軌跡為94°。2016年05月13日，霍平1井鉆至井深1689m，伽馬自20-40API升至120～140m，全烴10%～20%降至1%～4%。綜合分析判斷為出層。

綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)鉆資料，如頂出煤層、底出煤層，則1425～1467m計(jì)算地層傾角為98°，軌跡在煤層中部，自著側(cè)鉆點(diǎn)1150m至1425m軌跡井斜為97°左右，基本與地層傾角相符，距煤層頂?shù)缀穸染鶠?5m左右，排除頂出煤層、底出煤層。

確定出層后，現(xiàn)場(chǎng)立即調(diào)整軌跡，至井深1445m開始降斜，井深1475m井斜降至94°，追回煤層。分析認(rèn)為鉆遇正斷層，斷距15～20m，從煤層頂進(jìn)入煤層，經(jīng)計(jì)算，地層上傾7°，調(diào)整軌跡控制在94°左右，1687m出層，若頂出煤層，則地層傾角小于94°，與之前鉆遇地層傾角不符。故排除頂出煤層的可能性。若底出煤層，則地層傾角與軌跡角差大于10°故追至井深1808m應(yīng)回層1-2m左右，與實(shí)鉆結(jié)果不符。故排除底出煤層的可能性。分析為鉆遇斷層。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

本井于井深898．00m鉆遇6#煤，煤頂垂深為827．19m、位移158．28m，經(jīng)電測(cè)解釋在井深898米著陸成功。本井新、老井眼均排除頂出、底出煤層的可能性，綜合分析為鉆遇斷層，判層準(zhǔn)確。本井主支完鉆井深1808．00m，水平位移1041．18m，方位227．10°。主支煤層進(jìn)尺910．00m，純煤進(jìn)尺767．00m，達(dá)到預(yù)期目的。

[1]楊國(guó)奇，孟憲軍,等.水平井錄井技術(shù)在華北油田的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2009，(增刊2).

[2]郭志強(qiáng)，姜維寨,等.二連寶饒油田水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)分析研究[J].中外能源，2007，12(2).

李彥輝(1985- )，男， 2008年7月畢業(yè)于西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)。