方位伽馬及成像技術(shù)在Sacha-373H的應(yīng)用

白 璟, 陳 平 , 江 川

(1西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院 2中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探鉆采工程技術(shù)研究院 3中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探國(guó)際工程公司)

Sacha-373H井設(shè)計(jì)目的油層位于Napo組的Lower U層，Lower U層以辨狀河沉積為主，砂體沉積厚度不大(9～18 m)，部分發(fā)育有頁(yè)巖、粉砂巖互層，但平面分布不連續(xù)，油水關(guān)系較為簡(jiǎn)單。該井在水平井鉆井過(guò)程中，綜合利用鉆井、地質(zhì)、LWD測(cè)井、綜合錄井等多項(xiàng)技術(shù)，主要采用了HAGR技術(shù)，結(jié)合綜合錄井和氣測(cè)錄井技術(shù)對(duì)著陸點(diǎn)和水平段進(jìn)行了地質(zhì)導(dǎo)向施工，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)目的層變化，及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，使該水平井在薄油層中最大限度地穿越儲(chǔ)集層，縮短鉆井周期，提高了鉆井成功率。

一、鉆前準(zhǔn)備階段

1. 目的層段主要地質(zhì)特征

設(shè)計(jì)目的層構(gòu)造形態(tài)為東西向微幅背斜，具有低幅構(gòu)造的特征，構(gòu)造幅度比較平緩，埋深約2 700 m，Lower U砂巖組為河口-沿岸環(huán)境下的沉積，凈砂巖厚度一般9～18 m。平均孔隙度19%～22%，滲透率100～10 000 mD，巖性為粉-細(xì)砂巖，上下各有一套穩(wěn)定分布的頁(yè)巖。根據(jù)鄰井資料顯示目的層砂體上覆一面積不大的小砂體，趨勢(shì)可能與目的砂體連通，但該砂體鄰井氣測(cè)錄井全烴含量不明顯，因此，不會(huì)影響探油頂和著陸靶的地質(zhì)導(dǎo)向，可以認(rèn)為目的層上下標(biāo)志層發(fā)育良好。

2. 地質(zhì)導(dǎo)向模型建立

根據(jù)對(duì)區(qū)塊地質(zhì)特征的總體認(rèn)識(shí)，應(yīng)用鄰井資料進(jìn)行地層對(duì)比，宏觀把握鉆遇各個(gè)砂體的可能性。

Sacha-370井場(chǎng)前期鉆探了2口定向井Sacha-370D和Sacha-371D。因此，基于Sacha-370D和Sacha-371D地質(zhì)和測(cè)井資料對(duì)比分析，對(duì)Sacha-373H井進(jìn)行了小層對(duì)比分析，對(duì)該水平井目的產(chǎn)層的垂深和厚度進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

從鄰井測(cè)井資料可以看到，Sacha-370D和Sacha-371D油層垂深及厚度差別不大，根據(jù)三維地震反演體預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)目的層頂部可能比鄰井Sacha-370D和Sacha-371D同層位頂部垂深提前2 m左右，因此，在實(shí)施導(dǎo)向探油頂，著陸過(guò)程中需要加強(qiáng)對(duì)油層頂部的辨識(shí)，及時(shí)調(diào)整井眼軌跡姿態(tài)和著陸位置。

根據(jù)Sacha-370D和Sacha-371D進(jìn)入目的層的測(cè)井響應(yīng)，分別為Sacha-373H井建立了相應(yīng)的鉆前導(dǎo)向模型，模擬設(shè)計(jì)了該井的測(cè)井響應(yīng)以及LWD測(cè)井曲線(xiàn)鉆前導(dǎo)向模型。

二、鉆進(jìn)過(guò)程中的地質(zhì)導(dǎo)向

1. 水平井著陸的導(dǎo)向?qū)嵺`

該井目的層屬于辨狀河沉積，砂體沉積厚度相對(duì)較薄，油藏類(lèi)型為層狀邊水油藏，設(shè)計(jì)井位距離油水邊界較遠(yuǎn)，因而水平井著陸位置應(yīng)集中在砂層中上部。位于該井目的層之上的頁(yè)巖為一標(biāo)志層，在鉆井過(guò)程中分析LWD測(cè)井曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，B Caliza A層垂深2 877 m比預(yù)測(cè)模型提前2 m ，由于地層存在自然造斜，垂深2 898 m增斜到井斜83°，由于考慮到，T Arena U Sup增厚的可能性很大，不宜過(guò)早調(diào)整軌跡，因此，繼續(xù)按原設(shè)計(jì)鉆進(jìn)探油頂。到井深3 356 m(儀器位置3 341 m)，電阻率接近7 Ω·m，并且有增加趨勢(shì)，而伽馬值呈現(xiàn)高值，大約156 API(儀器位置3 344 m)(圖1)，LWD測(cè)井曲線(xiàn)與SACHA370D預(yù)測(cè)模型的油層頂界完全吻合。結(jié)合綜合錄井及氣測(cè)錄井解釋?zhuān)梢耘卸ㄒ呀?jīng)達(dá)到目的層頂部。鉆到目的層T Arena Inf頂后，發(fā)現(xiàn)實(shí)鉆頂深2 899 m比預(yù)測(cè)頂深提前1 m，井斜83.3°，方位76.7°，地質(zhì)錄井90%砂巖。

圖1 實(shí)鉆LWD測(cè)井特征響應(yīng)圖

探油頂成功后，根據(jù)設(shè)計(jì)下?177.8 mm尾管封隔油層上部不穩(wěn)定層位，下入?155.6 mm鉆頭進(jìn)行水平段著陸，考慮到油層頂部提前，并且根據(jù)預(yù)測(cè)模型和實(shí)際地質(zhì)情況，地層傾角呈輕微上傾趨勢(shì)，預(yù)測(cè)目的層T Arena Inf底部也存在提前的趨勢(shì)，因此，從井深3 371 m開(kāi)始提高造斜率到2°/30 m，當(dāng)鉆至井深3 477 m，垂深2 900 m，發(fā)現(xiàn)伽馬曲線(xiàn)有上升趨勢(shì)，結(jié)合地質(zhì)錄井解釋?zhuān)皫r體中存在一套頁(yè)巖薄層，而鄰井資料并無(wú)此巖性描述。

導(dǎo)向鉆進(jìn)至井深3 485 m，根據(jù)方位伽馬成像解釋?zhuān)貙右晝A角顯示為下傾0.5°～1°，為降低著陸點(diǎn)控制難度，調(diào)整造斜率微增斜，控制井斜85°～86°穩(wěn)斜探油頂。導(dǎo)向鉆進(jìn)至井深3 490 m，垂深2 905 m，伽馬值降到20～40 API，深淺雙側(cè)向開(kāi)始出現(xiàn)正異常，并且電阻率從100 Ω·m上升到180 Ω·m，可以判定鉆頭已進(jìn)入砂巖體。

進(jìn)入砂巖體后，根據(jù)伽馬方位成像解釋?zhuān)ゑR值保持在20～40 API之間，深淺電阻率接近重合，特征值保持在160～170 Ω·m之間。井深3 505 m地層視傾角仍然保持在0.5°～1°之間，井斜87°，方位83.7°，方位一直存在右漂，由于方位漂移幅度不大，不影響著陸中靶，并未調(diào)整工具面糾方位。繼續(xù)導(dǎo)向鉆進(jìn)至井深3 545 m，經(jīng)過(guò)微調(diào)靶點(diǎn)深度后著陸中靶，但由于地層自然造斜原因，入靶點(diǎn)井斜增斜到90°，方位85.7°(圖2)。

2. 水平段導(dǎo)向?qū)嵺`

Sacha-373H井Napo組Lower U層砂巖厚度較薄，同時(shí)砂巖體橫向上又出現(xiàn)頁(yè)巖夾層分隔，造成實(shí)際產(chǎn)油砂巖層更薄，因此，在該段砂體中鉆進(jìn)時(shí)極易從其頂或底部穿出，對(duì)該井水平段的地質(zhì)導(dǎo)向精度提出了更高的要求。

但在Sacha-373H井水平段的實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中，在地層存在傾角，著陸點(diǎn)井斜偏高，并且地層自然造斜嚴(yán)重的前提下，依然保持穩(wěn)斜鉆進(jìn)，雖然，從井深3 574 m(井斜90.2°)開(kāi)始微降斜鉆進(jìn)，但由于軌跡慣性和地層傾角的影響，鉆進(jìn)至井深3 584 m發(fā)現(xiàn)深淺雙側(cè)向開(kāi)始分離，井深3 619 m處，深淺電阻率和伽馬特征值均出現(xiàn)極值，能夠判斷已鉆至砂巖頂部。準(zhǔn)備調(diào)整軌跡進(jìn)行降斜，但由于地層和導(dǎo)向工具等多方面原因，造成井眼軌跡控制困難，最終鉆進(jìn)至井深3 635 m，垂深2 907 m完鉆，結(jié)束該井鉆井作業(yè)(圖3)。

圖2 Sacha-373H井方位伽馬測(cè)井特征響應(yīng)(E)

圖3 Sacha-373H井方位伽馬測(cè)井特征響應(yīng)(F)

三、結(jié)論

(1)Sacha-373H水平井地質(zhì)導(dǎo)向主要采用威德福方位伽馬及成像技術(shù)(HAGR)，結(jié)合綜合錄井和氣測(cè)錄井技術(shù)對(duì)著陸點(diǎn)和水平段進(jìn)行了地質(zhì)導(dǎo)向施工，地質(zhì)解釋成果與實(shí)際符合度很高，成功完成了該井的地質(zhì)導(dǎo)向任務(wù)。

(2)鉆前導(dǎo)向模型的測(cè)井特征響應(yīng)都在實(shí)際鉆井過(guò)程中得到了驗(yàn)證，雖然在層位頂部的預(yù)測(cè)與實(shí)際有所偏差，沒(méi)有描述到砂巖體中的頁(yè)巖薄層，但總體上預(yù)測(cè)模型基本完善地描述了Sacha-373H井的測(cè)井特征。

(3)本井目的層上下層位都存在地層自然造斜，在砂巖體中也存在方位右漂現(xiàn)象，但是定向施工過(guò)程中，沒(méi)有全面把握地質(zhì)規(guī)律，同時(shí)，對(duì)軌跡慣性和地層傾角把握欠缺，造成水平段繼續(xù)鉆進(jìn)將鉆穿油層頂部，無(wú)法調(diào)整軌跡，提前完鉆。

(4)地質(zhì)導(dǎo)向儀器仍存在測(cè)斜零長(zhǎng)偏長(zhǎng)的問(wèn)題，對(duì)于鉆頭所在位置描述存在一定滯后。今后可采用更先進(jìn)的近鉆頭測(cè)斜儀器，避免因軌跡預(yù)測(cè)誤差而進(jìn)行調(diào)整造成大的狗腿度。