地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在薄層油藏中的應(yīng)用

張官利

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶163000）

1 概述

薄層油藏，多屬于底水構(gòu)造油藏，這類(lèi)油藏具有油層厚度薄、底水能量充足的特征，開(kāi)發(fā)難度較大，為了提升薄層油藏開(kāi)發(fā)的效果，多運(yùn)用水平井進(jìn)行開(kāi)發(fā)。水平井井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于儲(chǔ)層厚度較薄，在水平段鉆進(jìn)過(guò)程中，井眼軌跡控制難度較大。為了提升水平井鉆井質(zhì)量，在研究地質(zhì)資料的基礎(chǔ)之上，充分運(yùn)用水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，結(jié)合測(cè)井曲線、實(shí)際錄井的巖屑情況、所需要的鉆井時(shí)長(zhǎng)、相關(guān)氣測(cè)資料等，對(duì)井眼軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與判斷，有效控制水平井井眼軌跡[1-2]。在對(duì)整個(gè)薄層油藏進(jìn)行實(shí)際鉆井過(guò)程中，若想讓水平井最大限度地穿越油層，就要充分利用鉆井技術(shù)和地質(zhì)特征對(duì)實(shí)際目標(biāo)層位變化進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并在上述基礎(chǔ)上對(duì)井眼軌跡進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

2 薄層油藏在開(kāi)發(fā)中面臨的問(wèn)題

（1）地層埋深較淺，巖石膠結(jié)疏松。具體說(shuō)來(lái)，薄層油藏通常具有埋深較淺且角質(zhì)疏松等問(wèn)題。比如，某些油層的最淺埋深竟然達(dá)到負(fù)一千七百多米，而最大埋深也只有負(fù)一千九百多米，因此需要更多功能且更先進(jìn)的鉆頭，同時(shí)還要求LWD造斜能力也比較高。

（2）油層薄，底水油藏特征顯著。薄層油藏的最大油層厚度基本上都沒(méi)有超過(guò)10m，最小油層的厚度也只有3m左右，平均油層厚度也不夠理想。同時(shí)，這種油藏大多為底水油藏，只有距離保持與沙層頂部在合理范圍，才能讓整個(gè)水平段盡量與油水界面保持安全距離。

（3）油層構(gòu)造起伏較大。薄層油藏呈現(xiàn)出比較強(qiáng)的縱向上非均質(zhì)性特征，而且油層構(gòu)造起伏比較大。油層縱向面上，存在些許泥質(zhì)或具有鈣質(zhì)夾層，致使局部綿延起伏。因此，為了保證儲(chǔ)存鉆遇率較高，就要求開(kāi)展距離沙層頂部較近的地質(zhì)導(dǎo)向，相應(yīng)加大了難度。

3 地質(zhì)導(dǎo)向工具

（1）傳統(tǒng)工具。馬達(dá)等鉆具在常規(guī)水平井地質(zhì)導(dǎo)向中運(yùn)用的比較廣泛，馬達(dá)鉆進(jìn)導(dǎo)向主要包括滑動(dòng)與旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)過(guò)程，也是鉆進(jìn)過(guò)程與導(dǎo)向過(guò)程的具體表現(xiàn)。其中，所使用的地質(zhì)導(dǎo)向工具還包括對(duì)自然伽馬與電阻率進(jìn)行具體測(cè)量ARC，對(duì)水平井方位、實(shí)際井斜度、工具面進(jìn)行測(cè)量的MWD，MWD具備在地面實(shí)時(shí)接收測(cè)量數(shù)據(jù)的功能。對(duì)水平井壁密度、超聲波井徑、光電指數(shù)等進(jìn)行測(cè)量的主要工具為ADN。

（2）新型工具。新型水平導(dǎo)向工具對(duì)于常規(guī)水平井進(jìn)行測(cè)量時(shí)，使用的工具種類(lèi)與傳統(tǒng)的比較相似，比如ADN、MWD、ARC三種專(zhuān)用工具與傳統(tǒng)的完全相同，最大的不同在于對(duì)powerdrive這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的引進(jìn)，這種導(dǎo)向系統(tǒng)完全代替了馬達(dá)的功能。在實(shí)際工作中，在該系統(tǒng)的作用下，不但使機(jī)械轉(zhuǎn)速得以顯著提高，而且還使卡鉆風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

4 在薄層油藏中運(yùn)用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的主要策略

在實(shí)際水平井鉆井過(guò)程中，水平井的成敗由著陸情況而決定，水平井鉆井要將著陸靶點(diǎn)的地質(zhì)導(dǎo)向作為關(guān)鍵。

4.1 依據(jù)水平井著陸導(dǎo)向原則

薄層油藏中，普遍存在著油層厚度較薄的特征，因此主要屬于底水油藏。在實(shí)際設(shè)計(jì)水平方案中，不僅要充分保證水平井的產(chǎn)能，而且要保證油層頂部為主要著陸位置。如果在鉆井過(guò)程中發(fā)現(xiàn)水平井內(nèi)存在硬夾層，那么為了避免鉆頭發(fā)生反彈現(xiàn)象就不能保持太大的著陸角。假如硬夾層非常厚，鉆頭就會(huì)因?yàn)檫^(guò)大的角度，在長(zhǎng)時(shí)間的鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)鉆頭磨損現(xiàn)象。在整個(gè)鉆井過(guò)程中，工作人員不僅要充分掌握地質(zhì)地貌的特征，還要做好充分的勘察工作，在此基礎(chǔ)上規(guī)劃好整個(gè)鉆井工程，才能有效預(yù)防問(wèn)題的發(fā)生[3]。因此，地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)人員在進(jìn)行鉆井過(guò)程中一定要確保著陸角度適宜，并對(duì)鉆壓與機(jī)械轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制。

比如，很多薄層底水油藏中的目的層上覆泥巖會(huì)因?yàn)槌练e環(huán)境的變化表現(xiàn)出一定規(guī)律性，因此技術(shù)人員可以充分遵循泥巖韻律變化進(jìn)行實(shí)地跟蹤，在對(duì)著陸深度進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，還要充分結(jié)合鄰井的資料。在目的層之前先劃分出清晰的標(biāo)志層，當(dāng)鉆遇標(biāo)志層后，就要對(duì)比實(shí)際鉆遇的角度、深度，在此基礎(chǔ)上對(duì)地質(zhì)導(dǎo)向模型進(jìn)行合理調(diào)整，將此作為重要依據(jù)對(duì)著陸深度進(jìn)行正確預(yù)測(cè)。例如，某水平井內(nèi)局部因?yàn)槌练e構(gòu)造出現(xiàn)一定變化，如果鉆進(jìn)到一定深度之后并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)第一個(gè)標(biāo)志層，接下來(lái)要保持繼續(xù)鉆進(jìn)的動(dòng)作，假如在一定深度時(shí)發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)標(biāo)志層，那么就可判定基本符合設(shè)計(jì)。如果在對(duì)這個(gè)標(biāo)志層進(jìn)行鉆進(jìn)之后，就要對(duì)目的層著陸深度進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)還要根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際情況對(duì)最后一個(gè)標(biāo)志層進(jìn)行重新預(yù)測(cè)。

4.2 對(duì)水平段鉆進(jìn)進(jìn)行有效指導(dǎo)

對(duì)于薄層油藏而言，為了提升開(kāi)發(fā)效益，通常使用較長(zhǎng)水平段的水平井，水平段的距離很難縮短。如果要測(cè)量近鉆頭的實(shí)際井斜、具體方位、伽馬，就要保證Powerdrive與鉆頭的距離保持在2m左右，以便于對(duì)鉆頭的實(shí)際位置和走向進(jìn)行及時(shí)測(cè)量，在此基礎(chǔ)上對(duì)鉆開(kāi)地層的巖性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。在對(duì)水平段進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，猶如在鉆頭上開(kāi)了一個(gè)能夠?qū)︺@井井身軌跡與地層巖性實(shí)時(shí)觀察的窗口，在鉆井時(shí)可以依據(jù)地層情況變化，對(duì)井眼軌跡的走向進(jìn)行合理設(shè)計(jì)并做出有效控制，還可以將原鉆井設(shè)計(jì)中不合理的地方進(jìn)行調(diào)整。

4.3 嚴(yán)格遵循地質(zhì)導(dǎo)向原則

因?yàn)樵诒拥姿筒刂杏斜容^充足的底水能量。所以要在上覆泥巖或者硬夾層下保持井眼軌跡的水平段與油水邊界在一定距離，盡量在油層的中上部位進(jìn)行縱向鉆進(jìn)，這樣才能確保水平井的較多產(chǎn)能。鉆頭如果在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到含有鈣質(zhì)夾層的油層，那么必然穿不過(guò)該夾層。技術(shù)人員在水平段鉆進(jìn)過(guò)程中，不僅要依據(jù)電阻率、密度、伽馬等特征對(duì)LWD曲線進(jìn)行密切跟蹤，還要對(duì)井眼軌跡依據(jù)實(shí)際鉆井參數(shù)進(jìn)行正確判斷。比如，某個(gè)油層的水平段油層厚度在4m左右，屬于典型的薄砂巖儲(chǔ)集層，而且還有一個(gè)大約1m左右的泥質(zhì)夾層存在于油層中上部。技術(shù)人員在進(jìn)行導(dǎo)向時(shí)應(yīng)在泥質(zhì)夾層與油層頂部之間1m左右處控制水平段井眼軌跡。技術(shù)人員還要對(duì)油藏特征與具體構(gòu)造進(jìn)行綜合研究之后，歸納出這個(gè)水平段導(dǎo)向存在的具體風(fēng)險(xiǎn)因素。同時(shí)，因?yàn)樘幱谒蕉蔚纳皫r都比較疏松且控制井斜難度較大，為了保證穩(wěn)斜鉆進(jìn)就要通過(guò)不斷發(fā)指令使井斜增加或降低。假如整個(gè)水平段長(zhǎng)度保持在850m左右，有效水平段在810m左右，那么鉆遇率基本上在90%上下浮動(dòng)。如果控制垂深深度在1m之內(nèi)并較好地對(duì)井眼軌跡進(jìn)行有效控制，就要做好地質(zhì)導(dǎo)向工作。

4.4 綜合各種信息判斷地質(zhì)導(dǎo)向效果

薄層油藏主要通過(guò)水平井井網(wǎng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而且需要評(píng)價(jià)的井?dāng)?shù)量比較少，同時(shí)因?yàn)闇y(cè)井資料比較少，只能以地震解釋和反演效果作為主要依靠，在此基礎(chǔ)上對(duì)儲(chǔ)集層及具體構(gòu)造進(jìn)行認(rèn)識(shí)，由于資料相對(duì)較少，使得水平井地質(zhì)導(dǎo)向的難度大大提升。在進(jìn)行著陸時(shí)，要通過(guò)制定完善的水平段控制策略，保持水平段鉆頭在儲(chǔ)層中穿行，雖然不可避免個(gè)別井在鉆井過(guò)程中可能會(huì)觸及到油層頂部的泥巖，但完全可以依靠地質(zhì)導(dǎo)向的引導(dǎo)順利返回目的層，最終達(dá)到鉆井目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)大多數(shù)油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期，勘探目標(biāo)不斷向薄互層砂巖儲(chǔ)層轉(zhuǎn)變，為了提升開(kāi)發(fā)效益，水平井應(yīng)用越來(lái)越普遍。水平井在薄層中井眼軌跡控制的難度較大，若想成功實(shí)現(xiàn)水平井鉆井，就要充分利用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，控制水平井鉆井順利著陸，并對(duì)水平段的軌跡進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)鉆井目的。根據(jù)大多數(shù)薄層油藏的具體特征，可以充分利用新的地質(zhì)導(dǎo)向工具并結(jié)合地質(zhì)導(dǎo)向軟件，在此基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)對(duì)比LWD測(cè)井曲線與鄰井測(cè)井資料，合理調(diào)整水平井井眼的軌跡，才能確保一次成功著陸，既有效節(jié)省了鉆井時(shí)間，也縮減了鉆井費(fèi)用。因此，充分運(yùn)用導(dǎo)向理論研究和技術(shù)應(yīng)用，可以在大量水平井導(dǎo)向作業(yè)實(shí)踐過(guò)程中形成一套非常有效且成熟的方法，更好地在薄層油藏中進(jìn)行全面應(yīng)用。