地質(zhì)導(dǎo)向工藝及方法

羅鵬

摘要：近年來，隨著油氣開采速度的加快和產(chǎn)量的不斷增加，鉆井過程中地質(zhì)條件也變得越來越復(fù)雜，常規(guī)鉆井方法所獲得的數(shù)據(jù)信息通常都是不精確、模糊、不確定以及非數(shù)值化的，給鉆井工作帶來了許多不確定因素。而地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用，能夠使鉆井過程走所獲取的大量的來源不同鉆井信息通過經(jīng)常數(shù)據(jù)庫和模型數(shù)據(jù)庫進行實時處理，對井眼軌跡進行實時動態(tài)跟蹤監(jiān)測和調(diào)整，為薄油層、厚油層頂部剩余油藏以及復(fù)雜油氣儲層的地質(zhì)鉆井提供了技術(shù)支持，本文對此進行分析。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)導(dǎo)向;鉆井工藝;隨鉆測量;應(yīng)用研究

1 引言

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井（Geo-Steering Drilling）工藝技術(shù)是具有高科技含量的和現(xiàn)代化水平的鉆井技術(shù)，該項技術(shù)是以油藏儲層為目標，通過對鉆井過程中的各項隨鉆地質(zhì)、工程參數(shù)測量及隨鉆控制手段，對各項數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)跟蹤采集、分析、研究并指導(dǎo)井下鉆具鉆進姿態(tài)，使井眼軌跡能夠精準鉆入油藏儲層[1]。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)對死油區(qū)中或者厚油層頂部剩余油藏、邊際油田、較薄的油藏儲層的開采具有重要意義，能有效提高油田產(chǎn)量和采收率。

2 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是以井眼軌跡精準鉆入油藏儲層為目標，包括測量、傳輸以及導(dǎo)向三項功能。

（1）測量。主要對電阻率、自然伽馬等近鉆頭參數(shù)及井斜角等工程參數(shù)進行隨鉆測量。

（2）傳輸。使用MWD（隨鉆測量儀器）和LWD（隨鉆測井儀器）將井下實時動態(tài)測量數(shù)據(jù)傳送至地面處理系統(tǒng)，作為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井決策的依據(jù)。

（3）導(dǎo)向。應(yīng)用井下導(dǎo)向馬達（或鉆盤鉆具組合）作為井眼軌跡導(dǎo)向執(zhí)行工具，使用無線短傳技術(shù)將近鉆頭測量數(shù)據(jù)不通過導(dǎo)向馬達直接傳送至MWD和LWD并上傳至地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[2]。

（4）軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)包括地面信息處理系統(tǒng)和導(dǎo)向決策系統(tǒng)，主要對井下上傳的實時動態(tài)數(shù)據(jù)進行處理、解釋、分析、判斷和決策并指揮導(dǎo)向鉆井工具精準鉆入油藏儲層的最佳位置[3]。

3 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用

2016年6-7月，江漢測錄井公司地質(zhì)研究中心輔助甲方完成了平橋區(qū)塊焦頁188-2HF井、焦頁182-6HF井、焦頁184-2HF靜的地質(zhì)導(dǎo)向工作，取得了預(yù)期的效果?，F(xiàn)做如下分析

3.1 基本情況

（1）焦頁188-2HF井。完鉆井深5332.00m，其中水平段2065.00m，地層變化由上傾1-2°到下傾1°，再上傾約2°，如圖1。

（2）焦頁182-6HF井。完鉆井深5455.00m，其中水平段1680.00m，地層變化比較陡，整體上傾6-8°，如圖2。

（3）焦頁184-2HF井。完井井深4970.00m，其中水平段1374.00m，底層變化由上傾1-3°到上傾5°，如圖3。

3.2 地層對比

與主要標準井對比如圖4，與鄰井對比如圖5。與標準井相比較，自然伽馬形態(tài)特征基本相似，主要標志層基本相同，局部有較小差異，濁積砂段炎性特征及第三小層自然伽馬形態(tài)區(qū)別不明顯，對地質(zhì)卡層及水平段層位判斷的準確性增加了難度。與相鄰井眼相比較，三口井的主要標志層特征比較明顯，層位正常。

3.3 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的難點

（1）難點概述。地質(zhì)導(dǎo)向主要分為A靶點確定和水平段控制兩部分，A靶點的成功卡取是水平井成功的關(guān)鍵，而水平段控制質(zhì)量的好壞直接影響軌跡在優(yōu)質(zhì)儲層的穿越率和井眼軌跡的平滑。

實踐證明，平橋區(qū)塊構(gòu)造復(fù)雜，局部構(gòu)造變化大，地震資料整體品質(zhì)比較差，預(yù)測效果不利于鉆井，只能在實鉆過程逐步探索。

（2）入靶井斜控制。由于地震資料品質(zhì)差，導(dǎo)致設(shè)計靶點與實鉆靶點差距較大，井斜控制難度大。因此只有及時動態(tài)調(diào)整，才保證A靶點按要求入靶。

（3）層位判斷。層位判斷如圖6。

在水平段鉆進過程中，層位的準確判斷尤為重要，直接影響井斜的調(diào)整趨勢和軌跡是否能在優(yōu)質(zhì)儲層中穿越。由于平橋區(qū)塊局部伽馬形態(tài)變化較大，隨鉆伽馬形態(tài)很容易將層位判斷錯誤，因此要綜合參考氣測、鉆時、巖性等相關(guān)參數(shù)對地層準確判斷，以較好的達到地質(zhì)設(shè)計目的。

3.4 應(yīng)對措施

（1）A靶點準確入靶。A靶點應(yīng)該落在主力氣層中部，即進入主力氣層15-22m，為確保準確入靶，可以某些小層為依據(jù)控制井斜，如表1。

依據(jù)表1數(shù)據(jù)，以井斜50度探濁積砂（濁積砂頂至5小層頂厚度99-123m），以井斜55度鉆穿9小層（9小層底至5小層頂厚度約50m，與一期產(chǎn)建區(qū)濁積砂底至5小層頂厚度相當(dāng)）。根據(jù)實鉆數(shù)據(jù)推算，平橋區(qū)塊傾角大體在±5度范圍內(nèi)，即入靶井斜在85-95度范圍內(nèi)即可。如以最極端方式計算，5小層至A靶點垂厚以20m計算，按0.2°/m造斜率增斜，120m（預(yù)留20m）增斜20度達到入靶角度考慮，剛好下切（理想化以平均夾角10度下切）垂深約20m入靶，操作如下：

A.85度左右入靶，鉆至5小層頂至少達到65度，70-75度較合適。

B.90度左右入靶，鉆至5小層頂至少達到70度，75-80度較合適。

C.95度左右入靶，鉆至5小層頂至少達到75度，80-85度較合適。

由于每口井地層產(chǎn)狀各異，入靶前井斜無法量化至每個小層，在實際鉆探過程中應(yīng)該實時跟蹤標志層，不斷的預(yù)測A靶點垂深，及時調(diào)整井斜，直至入靶，平橋區(qū)塊導(dǎo)向標致車如圖7。

（2）層位準確判斷。從實鉆井水平段情況看，平橋區(qū)塊1小層和3小層的伽馬形態(tài)比較相似，但是根據(jù)形態(tài)現(xiàn)場難以確定層位，其中焦頁188-2HF井和焦頁182-6HF井由于此原因，在水平段鉆進過程中實鉆層位存在爭議。因此應(yīng)根據(jù)以下信息對層位作出現(xiàn)場判斷：

A.氣測顯示：依據(jù)鄰井資料及實鉆情況分析，同等條件下，1小層氣測顯示略好于3小層氣測顯示。

B.巖性：依據(jù)鄰井取芯資料及實鉆情況分析，1小層巖性相對多樣化，頂部可能鉆遇灰質(zhì)泥巖，中下部為碳質(zhì)頁巖（局部有灰質(zhì)填充物，巖心顯示為裂縫被方解石充填），底部0.5-1.0m為深灰色頁巖，碳質(zhì)含量極低，氣測顯示比較差;而3小層巖性相對單一，為碳質(zhì)頁巖，底部偶見灰質(zhì)泥巖，如圖8。

C.鉆時：1小層由于巖性多樣化，不均質(zhì)，可鉆性比3小層差。

D.利用三維可視化地質(zhì)導(dǎo)向軟件建立模型，實時跟蹤軌跡，對地層的預(yù)測有一定的參考價值，可以輔助作為判斷地層的依據(jù)。

4 結(jié)語

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井是科技含量較高的鉆井技術(shù)，不僅要精心設(shè)計，更為重要的是在鉆井過程中，根據(jù)隨鉆測量數(shù)據(jù)對經(jīng)驗軌跡進行實時動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)有效鉆入油藏儲層的最佳位置，實現(xiàn)油井的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

參考文獻：

[1]賈青峰.地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)及應(yīng)用研究[J].科學(xué)與財富，2011（5）：404-405.

[2]高國巖.FEWD地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)及其應(yīng)用[J].化工管理，2014（5）：99.

[3]魏忠利.地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（11）：136.