海上石油水平井鉆探中隨鉆測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用探討

王慶 廖勇

中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 天津 300459

引言

概括地說(shuō)，隨鉆測(cè)井技術(shù)就是將鉆井技術(shù)和測(cè)量技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)融合，衍生而成的新型技術(shù)。根據(jù)對(duì)我國(guó)海上油田開(kāi)發(fā)具體情況的分析可以發(fā)現(xiàn)，開(kāi)展海上油田開(kāi)發(fā)作業(yè)時(shí)，油田開(kāi)發(fā)難度會(huì)隨著開(kāi)發(fā)工作的不斷推進(jìn)而逐漸提高，技術(shù)要求也會(huì)隨之越來(lái)越嚴(yán)格，經(jīng)過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于水平井技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)楸ＷC油田開(kāi)發(fā)效益提供一定保障，而在具體的水平井石油開(kāi)采作業(yè)中，隨鉆測(cè)井技術(shù)的重要性是不容忽視的，全面細(xì)致的研究隨鉆測(cè)井技術(shù)在海上石油水平井鉆探中的具體應(yīng)用，不僅有利于充分提高水平井石油開(kāi)采效益，同時(shí)也能有效助推水平井鉆頭技術(shù)的優(yōu)化與發(fā)展。

1 隨鉆測(cè)井技術(shù)概述

在進(jìn)行海上石油鉆井的過(guò)程中，通過(guò)隨鉆測(cè)井和實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)可以對(duì)鉆井過(guò)程中所接觸的各種地質(zhì)巖石的物理參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在這個(gè)過(guò)程中可將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為對(duì)鉆井進(jìn)行地質(zhì)引導(dǎo)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[1]。隨鉆測(cè)井技術(shù)本身具備對(duì)自然伽馬、電阻率以及巖石體積等相關(guān)指數(shù)的測(cè)試能力，通過(guò)水平井的鉆探需求，對(duì)水平井的實(shí)際鉆探需求進(jìn)行核磁共振測(cè)量和電阻率物理信息測(cè)量。除此之外，還能對(duì)鉆頭技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)軌跡等鉆井信息的測(cè)量工作進(jìn)行記錄。通過(guò)對(duì)隨鉆測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用，有效地降低了海上石油水平井的鉆探成本，不僅提升了鉆井精確度，而且實(shí)現(xiàn)了鉆井過(guò)程中的物理參數(shù)的評(píng)價(jià)，提升了評(píng)價(jià)效率。

2 隨鉆測(cè)井技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

相比較其他鉆井技術(shù)，水平井技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了少井高產(chǎn)的優(yōu)良效果，因此其具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得該技術(shù)在海上水平井鉆井中得到了廣泛的應(yīng)用，這種技術(shù)在當(dāng)前的鉆井技術(shù)中因其多重優(yōu)勢(shì)取得了非常矚目的成績(jī)，是其他鉆井技術(shù)無(wú)法超越的，隨鉆測(cè)井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)通常有以下幾點(diǎn)。

2.1 與現(xiàn)場(chǎng)綜合錄井的地質(zhì)資料相比

相比較其他類(lèi)型的錄井技術(shù)，隨鉆錄井技術(shù)以及測(cè)量技術(shù)更加符合水平井鉆探的各種需求。盡管在對(duì)隨鉆測(cè)井和綜合錄井的應(yīng)用過(guò)程中都能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)的數(shù)據(jù)采集能力，但隨鉆測(cè)井技術(shù)還能夠?qū)︺@井過(guò)程中所接觸的巖層的各類(lèi)數(shù)據(jù)參數(shù)以及油氣數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行清晰的識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的對(duì)比分析過(guò)程[2]。并且這種優(yōu)勢(shì)能夠有效地解決綜合錄井的精確度，對(duì)于鉆井過(guò)程中的各類(lèi)決策提供了較好的參照依據(jù)。所以隨鉆井技術(shù)最終取代傳統(tǒng)的錄井和測(cè)井技術(shù)是必然的。

2.2 與電纜測(cè)井相比

隨鉆錄井和測(cè)井技術(shù)在對(duì)眼睛進(jìn)行測(cè)井過(guò)程中的空間時(shí)間維度存在較大的差別。特別是在鉆頭和測(cè)量點(diǎn)之間的距離上，因?yàn)殡S鉆技術(shù)會(huì)使兩者之間的距離更近，所以錄井和測(cè)井技術(shù)在水平鉆井過(guò)程中能夠降低鉆井液的滲入影響[3]。所以，隨鉆還表現(xiàn)出了以下的優(yōu)勢(shì)[4]：①能夠準(zhǔn)確地將井下底層的真實(shí)信息進(jìn)行有效的反饋，且反饋結(jié)果較為準(zhǔn)確，并且能夠通過(guò)對(duì)錄井信息所涵蓋的底層特質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)這個(gè)辦法能夠?qū)Φ叵碌貙舆M(jìn)行科學(xué)有效的劃分，并能夠?qū)?chǔ)層孔隙和流體類(lèi)型進(jìn)行有效的判別。②在某種程度上縮短了鉆井周期并降低了鉆井成本投入以及鉆井的安全性。③實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層和地層的改進(jìn)和完善。

3 隨鉆測(cè)井技術(shù)在海上石油水平井鉆探中的應(yīng)用

3.1 精細(xì)地層對(duì)比，確定地層巖性分界面

水平井在鉆探前需要對(duì)待鉆探地點(diǎn)的底層進(jìn)行有效的勘探?？碧竭^(guò)程通常由海洋石油技術(shù)人員對(duì)待鉆孔區(qū)域的地質(zhì)資料和相鄰油井的已存在資料進(jìn)行比對(duì)和分析，目的是要將現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)的巖性和局部標(biāo)志層進(jìn)行確定[5]。做好這些工作，才能夠以此作為基礎(chǔ)開(kāi)展鉆探工作。通過(guò)對(duì)隨鉆測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用，使得該技術(shù)能夠?qū)圮壽E進(jìn)行有效的控制，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)井眼穿過(guò)標(biāo)志巖層的電阻率和自然伽馬的量值進(jìn)行測(cè)量，依照測(cè)量數(shù)據(jù)和相鄰油井?dāng)?shù)據(jù)曲線(xiàn)具備一定的重合性，這使得鉆頭所處的地質(zhì)層能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。

3.2 利用隨鉆測(cè)井的突變點(diǎn)，準(zhǔn)確判斷斷點(diǎn)位置

在進(jìn)行海上石油水平井鉆探之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆探的地質(zhì)層構(gòu)造進(jìn)行清晰的掌握，相比較小斷塊油藏來(lái)說(shuō)，他是由斷層發(fā)育而來(lái)的小規(guī)模油藏，這種油藏通常是石油在斷塊上的存量，并且是因反向斷層形成的。所以，當(dāng)電阻率和伽馬值在通過(guò)鉆孔后出現(xiàn)突變的情況，此時(shí)可以通過(guò)隨鉆井技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)斷層位置的準(zhǔn)確判斷。

3.3 準(zhǔn)確確定目的層位置，確保水平井準(zhǔn)確著陸

要開(kāi)展水平井的鉆探過(guò)程，首先需要對(duì)水平井的目標(biāo)靶點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，才能使得鉆井的過(guò)程有所保證，特別是針對(duì)陸相沉積油藏來(lái)說(shuō)，因?yàn)橛吞飳游恢玫臋M向變化值較大，并且具備較為豐富的油田，這使得目標(biāo)靶點(diǎn)的可靠性有所降低[6]。所以在進(jìn)行鉆井時(shí)，要采用隨鉆測(cè)井技術(shù)，通過(guò)對(duì)各類(lèi)信息來(lái)確定斷油層的底界和頂界進(jìn)行確定，保證水平井準(zhǔn)確著陸。

3.4 指導(dǎo)水平段施工，控制井眼軌跡

要在完全掌握研究區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，把地質(zhì)導(dǎo)向軌跡預(yù)測(cè)剖面描繪出來(lái)，該剖面一定要涵蓋全部的油藏構(gòu)造特征以及目的層的分布等信息。然后，經(jīng)過(guò)比對(duì)實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)剖面，再結(jié)合LWD測(cè)井電阻率及自然伽馬曲線(xiàn)變化規(guī)律就可以將水平井鉆頭進(jìn)出油層的實(shí)際情況分析出來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水平井施工的指導(dǎo)，并實(shí)時(shí)地調(diào)整井眼軌跡垂深。

4 C4區(qū)塊測(cè)井技術(shù)具體應(yīng)用

通過(guò)對(duì)C4區(qū)塊鉆探過(guò)程相關(guān)數(shù)據(jù)的研究和分析，當(dāng)前在C4區(qū)塊進(jìn)行鉆探過(guò)程中隨鉆測(cè)井技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面的應(yīng)用，其應(yīng)用覆蓋范圍超過(guò)了九成，該技術(shù)能夠在鉆探的過(guò)程中預(yù)防防碰問(wèn)題，有效提升了該地區(qū)的鉆井技術(shù)和石油開(kāi)采水平。

4.1 貝克休斯隨鉆測(cè)井關(guān)鍵技術(shù)

隨鉆測(cè)井技術(shù)之所以能夠得到廣泛的應(yīng)用，其核心優(yōu)勢(shì)是能有效控制信號(hào)傳輸。在進(jìn)行貝克休斯隨鉆測(cè)井過(guò)程中，其原理是通過(guò)對(duì)來(lái)自液壓產(chǎn)生的脈沖作為數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行傳輸，通過(guò)對(duì)信號(hào)的采集并將其轉(zhuǎn)換為鉆井液壓力脈沖傳輸回地面的接收設(shè)備[7]。在這個(gè)傳輸?shù)倪^(guò)程中能夠使得原始信號(hào)的衰減情況得到有效的控制，實(shí)現(xiàn)了較為清晰和精準(zhǔn)的信號(hào)傳輸過(guò)程。在應(yīng)用水鉆測(cè)井技術(shù)的過(guò)程中還可以通過(guò)對(duì)DDP算法進(jìn)行提升的措施來(lái)對(duì)信號(hào)噪音進(jìn)行有效的消除，在完成信號(hào)過(guò)濾后通過(guò)對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)處理實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集所反映出的圖像中的重要信息內(nèi)容得到有效的辨識(shí)，通過(guò)增加數(shù)據(jù)密度最終能夠產(chǎn)生清晰的影像，這對(duì)于實(shí)施傾角的操作有著非常重要的作用。

4.2 鉆探工程隨鉆測(cè)井

采用貝克休斯隨著測(cè)井技術(shù)通常包含以下幾點(diǎn)內(nèi)容，首先是高分辨率電阻率成像測(cè)井、自然伽馬和電阻率測(cè)井，以及常見(jiàn)的核磁共振成像以及地層壓力測(cè)試器等相關(guān)技術(shù)。

5 隨鉆測(cè)井系統(tǒng)的具體應(yīng)用

5.1 實(shí)地施工管理模式

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的有效管理，通常采用FEWD來(lái)輔助對(duì)鉆井和采油的過(guò)程提供技術(shù)支持，該鉆測(cè)井技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地層變化的有效分析，并具備基礎(chǔ)的測(cè)井曲線(xiàn)、氣測(cè)錄井、巖屑錄井以及鉆時(shí)錄井等相關(guān)技術(shù)；并能夠?qū)崿F(xiàn)依照不同地質(zhì)情況輔助鉆井施工以及在施工的過(guò)程中對(duì)井眼的軌跡以及流程走向進(jìn)行有效的判斷，并通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的綜合管理。

5.2 關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)

FEWD本身是一項(xiàng)涉及的眾多不同內(nèi)容和不同鉆井環(huán)節(jié)的綜合性技術(shù)，在具體的應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)注意下列事項(xiàng)：

5.2.1 FEWD鉆井技術(shù)能夠有效地對(duì)地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行快速的分析和收集，并在此基礎(chǔ)上來(lái)確定垂深，有效地提升了鉆井效率縮短了鉆井周期。

5.2.2 通過(guò)對(duì)造斜段進(jìn)行有效的地形預(yù)測(cè)，能夠準(zhǔn)確地對(duì)鉆地層軌跡的變化進(jìn)行監(jiān)控，彼此來(lái)保證能夠準(zhǔn)確地進(jìn)入目的層。

5.2.3 當(dāng)鉆探軌跡進(jìn)入目的層之前，可以通過(guò)隨鉆地質(zhì)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆探的最終落點(diǎn)，通過(guò)確定該著落點(diǎn)的位置來(lái)保證最終軌跡進(jìn)入目的層。

5.2.4 軌道精確校正技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)目的層的鉆井過(guò)程中，要對(duì)鉆頭的位置進(jìn)行有效的監(jiān)控和跟蹤，保證其與儲(chǔ)層間的相對(duì)位置。可以通過(guò)調(diào)整方位角或者鉆頭的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井參數(shù)的調(diào)整，對(duì)鉆頭路徑進(jìn)行較為準(zhǔn)確地控制，幫助鉆探軌跡實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行路徑，最終實(shí)現(xiàn)油層穿透力的提升。

5.2.5 井下鉆井設(shè)備狀況監(jiān)測(cè)技術(shù)。在進(jìn)行井下鉆探數(shù)據(jù)收集的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的減震措施，防止井下出現(xiàn)事故。

6 隨鉆測(cè)井技術(shù)存在的問(wèn)題與展望

隨鉆測(cè)點(diǎn)技術(shù)之所以能夠得到大規(guī)模廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)槠渚邆涓咝Э旖莸膬?yōu)勢(shì)，并且具備較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠?qū)θ魏纬Ｒ?guī)的項(xiàng)目進(jìn)行水鉆測(cè)井測(cè)量，但該技術(shù)也存在某些不足具體反映如下：

首先當(dāng)前隨鉆測(cè)井技術(shù)存在較高的誤碼率，相比較標(biāo)準(zhǔn)采樣率，隨鉆測(cè)井技術(shù)在大多數(shù)條件下都無(wú)法滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)采樣率的要求，在采樣細(xì)化的領(lǐng)域中，針對(duì)垂向分辨率的采樣結(jié)果會(huì)隨著鉆速的不斷提高還出現(xiàn)了采樣質(zhì)量的快速下滑。

在采用水鉆測(cè)井技術(shù)的過(guò)程中，受到鉆探設(shè)備的鉆探深度影響，會(huì)使得該技術(shù)在獲取測(cè)井曲線(xiàn)的過(guò)程中出現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況，并時(shí)常伴隨有鉆頭偏移量較大的問(wèn)題。

隨鉆測(cè)井技術(shù)在應(yīng)用于海上石油鉆井平臺(tái)的環(huán)境下，需要較長(zhǎng)的鉆桿，因?yàn)殡S著海上鉆井平臺(tái)鉆探深度的不斷增加，隨著轉(zhuǎn)壓的不斷提升測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)出現(xiàn)了較大的偏差。

在進(jìn)行鉆探的過(guò)程中因泥漿的滲漏導(dǎo)致鉆井軸對(duì)稱(chēng)出現(xiàn)偏差。

針對(duì)不同地形在進(jìn)行鉆探的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)聲波與電阻率無(wú)法真實(shí)客觀的反映狀態(tài)情況的問(wèn)題，所以在針對(duì)鉆井技術(shù)的研究過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)測(cè)井技術(shù)增加矯正措施，可以通過(guò)相應(yīng)的儀器或設(shè)備來(lái)矯正隨鉆測(cè)井技術(shù)最終生成的結(jié)果，以此來(lái)保證鉆探水平的提升，并通過(guò)測(cè)井技術(shù)來(lái)有效地對(duì)地層內(nèi)的流量分布情況進(jìn)行掌握。

7 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨鉆測(cè)井技術(shù)具有多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將之科學(xué)合理地應(yīng)用海上石油水平井鉆探，能夠?yàn)楹Ｉ鲜烷_(kāi)發(fā)作業(yè)提供較為準(zhǔn)確詳盡的數(shù)據(jù)資料，在具體的水平井石油鉆探中發(fā)揮指導(dǎo)作用，鑒于當(dāng)前的隨鉆測(cè)井技術(shù)仍然存在較大的完善空間，因此，相關(guān)人員應(yīng)針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行更加深入的分析研究。