地質(zhì)錄井在水平井鉆井施工中的導(dǎo)向作用分析

秦 海

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司采集二大隊，黑龍江大慶163000）

1 概述

隨著我國大部分油田已進(jìn)入開發(fā)中后期，主力油層開發(fā)效益越來越低，開發(fā)目標(biāo)多進(jìn)入薄互層等油層，開發(fā)難度大，為了提升開發(fā)的邊際效益，水平井應(yīng)用越來越普遍。此外，非常規(guī)油氣藏成為研究熱點，頁巖油、頁巖氣、致密氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)難度大，普通直井開發(fā)效益有限，水平井由于具有較長水平段，能夠在儲層中穿行較大距離，增加了井眼與儲層接觸面積，控油范圍增大，能夠顯著提升開發(fā)效益，在非常規(guī)油氣藏開采中水平井應(yīng)用越來越普遍[1-2]。但水平井井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆井施工難度較大，為了保證水平井準(zhǔn)確入靶，提升儲層鉆遇率，必須實時準(zhǔn)確分析鉆頭軌跡，一旦鉆頭出層要準(zhǔn)確判斷，及時調(diào)整鉆頭軌跡，使井眼軌跡始終在儲層中。要準(zhǔn)確分析鉆頭軌跡，必須及時獲取地層巖性、層位、含油氣性等信息，地質(zhì)錄井能夠提供地質(zhì)剖面、巖性數(shù)據(jù)、烴類氣體數(shù)據(jù)等，對于水平段地質(zhì)導(dǎo)向意義重大，加強地質(zhì)錄井在水平井鉆井施工中的導(dǎo)向作用，對于保證水平井鉆井施工質(zhì)量意義重大[3-4]。

2 地質(zhì)錄井在水平井施工中的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)難點

水平井井身結(jié)構(gòu)不同于普通直井，使用的鉆井工藝技術(shù)復(fù)雜，給地質(zhì)錄井工作帶來了難題。

2.1 巖屑識別難度大

在水平井鉆井過程中，使用較多的鉆頭為PDC 鉆頭，使用這種鉆頭進(jìn)行鉆井獲得的破碎巖屑非常細(xì)小。鉆具在進(jìn)入到大斜度井段和水平井段后，近似于平躺在下方井壁上，使得井壁下方的環(huán)空返流速度降低，巖屑上返速度變慢，在井壁下方巖屑與鉆柱多次碰撞研磨，導(dǎo)致巖屑進(jìn)一步變細(xì)碎。增加了錄井操作的獲取巖屑的難度，也加大了對巖屑的識別難度。此外，水平井井身結(jié)構(gòu)使得巖屑上返過程中容易滯留，形成巖屑床，產(chǎn)生大量假巖屑，給巖屑采集、識別、描述帶來了難題。

2.2 提升了氣測錄井難度

氣測錄井是監(jiān)測油氣顯示的重要手段。水平井井身結(jié)構(gòu)特殊，在造斜段為了降低摩擦力，可能向鉆井液中添加有機潤滑劑，在水平段為了防止井壁長期浸泡在鉆井液中發(fā)生垮塌，會使用油基鉆井液，使得氣測錄井受到鉆井液藥品等帶來的影響。為了使工作中旋轉(zhuǎn)扭矩和摩擦阻力不斷降低，自然會加入很多有機質(zhì)潤滑劑于整個施工過程中，這樣不僅對全烴測量曲線造成了嚴(yán)重干擾，甚至可能發(fā)生漏失顯示情況。此外，基于對鉆井工藝的實際需求，在進(jìn)行氣測錄井施工過程中必然添加某些潤滑劑和油基鉆井液，雖然這些潤滑劑減少了摩擦阻力但可能促使全烴測量曲線產(chǎn)生異常。在這種情形下，工作人員就不能準(zhǔn)確判斷全烴值曲線，不僅會嚴(yán)重受到干擾還使全烴測量誤差不斷加劇。

2.3 提升了熒光錄井難度

在錄井施工過程中，熒光錄井是一個非常重要的組成部分。在鉆井工具打磨與井壁的摩擦下，巖屑從水平錄井中返出的速度非常慢，所形成的顆粒也更小更細(xì)。此類巖屑受到熒光照射后損失比較明顯，不僅油氣顯示受到一定程度的弱化而且有時會出現(xiàn)數(shù)十倍的弱化現(xiàn)象，使得油氣顯示定級難度不斷加大。如果被選用到熒光錄井中，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就無從保證。

2.4 工程參數(shù)失真

水平井井身結(jié)構(gòu)特殊，既有造斜段，也有水平段，不同井段施工不同的鉆井工藝，使得鉆壓、扭矩、鉆時、鉆井液排量等參數(shù)變化較大，可對比性變差。此外，在水平段當(dāng)鉆頭出層后，需要頻繁調(diào)整鉆頭軌跡，使用不同的鉆具組合及鉆井施工工藝，導(dǎo)致鉆井參數(shù)變化較大，不能真實反映地層信息。

3 加強水平井地質(zhì)錄井工作的對策

3.1 提升巖屑錄井質(zhì)量

在實際鉆井過程中，由于水平井井身結(jié)構(gòu)特殊，在水平段容易發(fā)生屑堆積的情況，形成巖屑床，給巖屑識別描述帶來了難題，只有先對鉆井參數(shù)的變化細(xì)致考慮才能對井屑做出比較正確的描述。同時，在巖層不斷變化下會促進(jìn)巖屑成分產(chǎn)生一定改變，在對巖屑的成因分析時要做到細(xì)致全面。假如在一定時期內(nèi)，鉆具沒有在水平井中進(jìn)行比較頻繁的活動，那么就比較適用井中分層原則。假如鉆具在水平井中活動的次數(shù)較多，就要對錄井資料的真實性、準(zhǔn)確性等進(jìn)行細(xì)致考慮。

比如，在對巖屑進(jìn)行描述時，相關(guān)工作人員一定要結(jié)合具體情況做出準(zhǔn)確判定?？傮w而言，雖然存在一些鉆井參數(shù)失真的情況發(fā)生，但是這些資料仍然值得借鑒應(yīng)用。將這些資料作為主要參考，并充分關(guān)注地質(zhì)錄井在水平錄井過程中給出的鉆井參數(shù)資料，這樣才能順利推動水平錄井工程的開展。

3.2 保障氣測錄井準(zhǔn)確性

從上述可知，如果將某些有機質(zhì)潤滑劑與正常鉆井施工過程中添加進(jìn)去，可有效降低摩擦阻力，但這時容易致使錄井氣測發(fā)生異常情況。而地質(zhì)工作人員在判斷有機添加劑與地層氣測的過程中，帶來了較大難題。假如地質(zhì)錄井技術(shù)人員并不具備非常豐富的錄井施工經(jīng)驗，也沒有掌握扎實的地質(zhì)知識，根本不能正確識別這種情形。比如，如果是有機添加劑導(dǎo)致的氣測異常，循環(huán)一個周期之后，全烴顯示會在現(xiàn)場錄井施工中逐漸消失不見，且此時全烴基值會升高。假如是地層表現(xiàn)出來的強烈顯示，那么恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)也要歷經(jīng)多個循環(huán)周期后才可以實現(xiàn)。因此，要不斷對地質(zhì)技術(shù)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，這樣才會準(zhǔn)確識別不同情形并做出有價值的判斷。

3.3 提升氣測錄井準(zhǔn)確性

遲到時間是反映井底巖屑返出地面的時間，是重要的錄井參數(shù)。在水平井鉆井過程中，分析相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，對遲到時間的預(yù)測，在當(dāng)前出現(xiàn)了很多問題?；诖?，要加密處理測定時間并及時修正錄井儀的遲到時間，才能對巖屑取樣的準(zhǔn)確性給予最大保證。比如，首先利用相關(guān)數(shù)學(xué)公式并提供出一個理論值對錄井儀的遲到時間進(jìn)行綜合計算，在測定理論值方面可能會因為復(fù)雜的外界環(huán)境而增加困難。在實際計算中，相關(guān)技術(shù)人員要將理論值與錄井儀遲到時間存在的差異計算時間先計算出，這時為了高度確保獲取巖屑要準(zhǔn)確時間，就需要加密處理遲到時間預(yù)測，以此推動整個工程的順利進(jìn)展。

3.4 加強巖屑與氣測綜合分析

為了準(zhǔn)確判斷井下油氣的具體位置，就需要實現(xiàn)巖屑錄井與氣測錄井之間進(jìn)行有效互補。具體說來，地下油氣綜合狀態(tài)可以通過氣測錄井做出最直觀、最充分、最有效地反映，而氣測錄井中烴基值會因為對油基鉆井液的使用而不斷升高。然而，不論在鉆井液中加入什么樣的物體，都不能降低氣測錄井中的有效成分。比如，在溫度升高后，鉆井液中的成分會自動進(jìn)入到油氣層，這時候就不能進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。相關(guān)技術(shù)人員可以通過對巖屑錄井與氣測錄井的有效互補，將地層油氣情況進(jìn)行更清晰明確的綜合顯示。

3.5 加強地質(zhì)錄井的導(dǎo)向作用

地質(zhì)錄井工作能夠提供第一手儲層地質(zhì)資料，對于準(zhǔn)確判斷地層具有重要意義，因此，加強地質(zhì)錄井在水平井中的導(dǎo)向作用，對于指導(dǎo)鉆頭軌跡調(diào)整，確保儲層鉆遇率具有重要意義。為了提升地質(zhì)錄井導(dǎo)向效果，可以對鄰井地層等相關(guān)資料進(jìn)行綜合性分析，在對地層的巖性與實際垂深度充分結(jié)合錄井綜合參數(shù)進(jìn)行有效判斷。依據(jù)伽馬和電阻率特征在著陸后，并在錄井巖屑砂樣基礎(chǔ)之上指導(dǎo)正確的水平施工。同時，技術(shù)人員還要對地層、巖性性質(zhì)以及現(xiàn)場構(gòu)造進(jìn)行比較充分深入的了解，在此基礎(chǔ)上依據(jù)實鉆資料深入分析工作區(qū)域內(nèi)的地層巖性性質(zhì)，并且要通過認(rèn)真觀察不斷熟悉油氣層目標(biāo)層的橫向分布特點與縱向分布特點，這樣才能對油層頂與底板深度進(jìn)行卡準(zhǔn)。此外，在具體操作中要實時監(jiān)測鉆頭的準(zhǔn)確位置，對鄰井的詳細(xì)資料進(jìn)行充分利用，然后再對地層剖面與井眼軌跡進(jìn)行細(xì)致繪制。若想確保整個施工過程的安全性，技術(shù)人員不但要仔細(xì)觀察錄井參數(shù)的改變情況還要及時分析鉆井液與壓力參數(shù)值。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，水平井在老油田及非常規(guī)油氣藏開發(fā)中應(yīng)用越來越普遍，提升水平井鉆井質(zhì)量至關(guān)重要。地質(zhì)錄井工作能夠?qū)崟r提供油氣井地質(zhì)及工程資料，對于判斷鉆進(jìn)狀態(tài)及地質(zhì)信息意義重大。針對水平井地質(zhì)錄井工作面臨的多種問題，要采取相應(yīng)的技術(shù)對策，提升地質(zhì)錄井質(zhì)量。在保證錄井資料質(zhì)量的同時，加強地質(zhì)錄井資料的綜合分析與應(yīng)用，用以指導(dǎo)水平井鉆頭軌跡分析及井眼軌跡調(diào)整，確保水平段鉆頭始終在儲層內(nèi)穿行，提升儲層鉆遇率，為保證水平井鉆井質(zhì)量提供重要的技術(shù)手段。