非常規(guī)水平井施工中地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的研究與應(yīng)用

王盛帥

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井二公司，吉林 松原 138000）

1 非常規(guī)水平井施工中的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)簡介

1.1 多井資料對比

通過對已施工井資料詳細(xì)的對比，確定施工區(qū)塊垂向各層位分布情況、目的儲層的發(fā)育狀況，確定入層前對比的標(biāo)志層；確定目的層底部層位巖屑發(fā)育情況，作為水平段跟蹤調(diào)整的重要依據(jù)。

1.2 地層建模分析

根據(jù)鄰井資料和構(gòu)造圖，形成地層建模，確定目的層深度，通過構(gòu)造圖預(yù)測從井口到A 靶點經(jīng)過的特殊層位，如斷層、隆起及褶皺等，結(jié)合地層建模分析，判斷目的層傾角變化、水平段軌跡調(diào)整幅度。

1.3 臨井對比預(yù)測

入靶前與導(dǎo)眼井、臨井地層資料進(jìn)行對比分析，確定資料井與待鉆井儲層井深變化趨勢，對垂向地層進(jìn)行逐層對比，是否符合構(gòu)造變化趨勢，考慮到斷層等特殊構(gòu)造的影響，分析軌跡剖面設(shè)計的符合度。

1.4 水平段軌跡跟蹤調(diào)整原則

進(jìn)入目的層后，通過地層建模和地層巖屑巖性變化分析，結(jié)合隨鉆導(dǎo)向儀器測井?dāng)?shù)據(jù)曲線和地震資料綜合分析，提前預(yù)測目的儲層構(gòu)造厚度和方位的變化，通過導(dǎo)向儀器及時對水平段軌跡進(jìn)行調(diào)整，保證目的層軌跡平滑和儲存鉆遇率，為油氣開采提供支持。

2 地質(zhì)錄井技術(shù)在XT1井中的應(yīng)用

2.1 XT1井構(gòu)造簡介

XT1 井位于大南凹陷，雙一段底面Tg 反射層整體表現(xiàn)東高西低，被北西、北東向斷層切割，形成各個斷塊，東部構(gòu)造帶較發(fā)育。

2.2 地質(zhì)資料錄取要求

2.2.1 巖屑錄井

自二開至760m，每5m 取樣1 包，見顯示加密為每米取樣1包；自760～1764m，每2m取樣一包，見顯示加密為每米取樣1 包；自1764m 至井底，每1m 取樣一包。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)需求隨時加密取樣。

巖屑樣品每包巖屑數(shù)量不少于500g，供現(xiàn)場檢驗及挑樣用。巖屑必須為自然風(fēng)干或低溫（小于80℃）烘干。保存樣用布袋或牛皮紙包裝。現(xiàn)場及時定名和描述，并繪制錄井草圖，初步建立巖性剖面，并完成初步的地層對比工作。

2.2.2 熒光錄井

按照巖屑錄井密度逐包進(jìn)行濕照，干照、儲集層段逐包滴照，見顯示進(jìn)行系列對比定級（井壁取芯逐顆進(jìn)行；并保存好熒光濾紙）。

2.2.3 井深及遲到時間錄井

遲到時間：自二開至井底每米記錄一次井深及鉆時。

井深1300m 以內(nèi)，每鉆進(jìn)200m，實測一次遲到時間。1300m至井底，每鉆進(jìn)50m，實測一次遲到時間，根據(jù)實測遲到時間校正遲到深度。

2.3 綜合錄井項目

2.3.1 氣測錄井

（1）全烴，C1～C5、H2、CO2自二開至井底連續(xù)測量，每1m 記錄一次，采用雙FID 檢測系統(tǒng)。氣測異常要取氣樣試做點燃試驗。

（2）測后效，鉆開油氣層后，每次起下鉆，循環(huán)1～2周，進(jìn)行后效測量。

2.3.2 鉆井液錄井

（1）自二開至1300m，每鉆進(jìn)20m 測量一次鉆井液粘度、密度；自1300m 至井底，每10m 測量一次鉆井液密度、粘度；及時校正綜合錄井曲線。

鉆時加快或鉆遇油氣顯示時，連續(xù)測量密度、粘度，每1～2循環(huán)周測一次全套性能并取樣。

（2）循環(huán)觀察，鉆進(jìn)過程中，若遇到鉆時加快和明顯油氣顯示，如泥漿槽面見油花、氣泡、泥漿油氣浸或卡取芯層位及特殊地質(zhì)現(xiàn)象時，應(yīng)決定停鉆循環(huán)觀察，并詳細(xì)記錄層位、井段、持續(xù)時間、泥漿性能前后變化及處理方法、結(jié)果等，并及時向地質(zhì)監(jiān)督匯報。

2.3.3 地化錄井及熱解色譜

（1）巖石熱解錄井：

儲集層：自奢嶺組1764m 開始，巖屑見顯示，逐包現(xiàn)場分析巖石熱解分析。巖芯每0.5m 做一個樣（也包括無顯示砂巖）。

生油巖：自奢嶺組1764m開始巖屑及巖芯，見暗色泥巖、頁巖或煤厚度大于2m的層每2m取一個樣品，暗色泥巖、頁巖或煤厚度單層小于2m 的取一個樣品；進(jìn)行SO、S1、S2、Tmax、TOC等分析，良好的生油巖可加密取樣分析。

（2）熱解氣相色譜錄井：自雙一段3155m開始分析顯示層、泥巖、頁巖樣品，巖屑厚度不足2m 做一個樣，2m以上每2m做一個樣；巖芯每0.5m做一個樣（也包括無顯示砂巖）。

（3）巖石解吸氣錄井：常規(guī)取芯井段，巖芯每0.5m分析一塊。

2.3.4 含氣量現(xiàn)場解析分析

演示解析氣錄井，常規(guī)取芯井段，巖芯每0.5m分析1塊。

2.3.5 工程錄井

自二開至井底連續(xù)測量井深、鉆時、懸重、泵沖、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)、扭矩、立管壓力、套管壓力、出入口密度、出入口溫度、出入口電導(dǎo)率、出口流量、池體積及衍生出的相關(guān)參數(shù)。要求連續(xù)檢測并隨時提供處理成果，指導(dǎo)現(xiàn)場施工及油氣層的解釋及評價。

2.3.6 其它特殊錄井要求

為了驗證樣品放置時間對分析值的影響，本井在雙一段取芯段內(nèi)取有代表性的5 個樣品，放置72h 后，再次進(jìn)行化驗分析（項目包括巖石熱解、熱解氣相色譜、核磁共振和巖石解吸氣），以對比放置前后的分析值差異。

2.3.7 元素錄井

常規(guī)取芯井段每0.5m 做一個樣，重點井段加密，0.2m做一個樣。

2.3.8 X衍射全巖及粘土礦物分析

常規(guī)取芯井段每0.5m 做一個樣，重點井段加密，0.2m做一個樣。

2.4 鉆前分析

（1）水平段窗口A 靶點目的層深度預(yù)測。窗口設(shè)計在對應(yīng)X27 井雙一段69 號解釋層垂深3118m，根據(jù)地震解釋資料，在XT1 井A 點的垂直深度為3414m，由此推算出水平段終端A點海拔-3174m。

（2）水平段末端B 處目的層深度預(yù)測。終端設(shè)計參考XT1 井A 點，根據(jù)頁巖油藏的含油特征及地震反射剖面，綜合確定水平段終端處目的層B 點低于A 點151m，深度為3565m，由此推算出水平段終端B 點海拔-3325m。

（3）靶區(qū)設(shè)計。水平段窗口垂深為3414m，窗口垂深＝窗口海拔深度（3174m）+鉆機補芯海拔（借鑒星27井的地面海拔，補芯海拔深度暫定為240m，實鉆中需根據(jù)鉆機實際機高進(jìn)行調(diào)整）；水平段終端垂深為3565m，終端垂深=終端海拔深度（3325m）+鉆機補芯海拔（240m）。本井目的層位于雙一段，實鉆初期應(yīng)加強地層對比工作，做到實時跟蹤，精細(xì)對比，逐層逼近，推算本井油層頂大致深度，及時調(diào)整方案，確保入窗角度，順利入層。

2.5 A靶點入窗施工

本井上部地層與鄰井進(jìn)行對比，目的層頂垂深較設(shè)計深15～18m，考慮到經(jīng)過斷層，地層可能缺失15～20m，所以要求工程定向繼續(xù)按剖面設(shè)計鉆進(jìn)。

鉆至井深3699m，測斜點井深3673.08m，垂深3461.53m，井斜角77.87°，方位角307.10°，預(yù)測井底井斜角79.7°。經(jīng)本井隨鉆曲線與導(dǎo)眼井對比，結(jié)合地震資料綜合分析，目前已鉆過斷層，目的層垂深與設(shè)計基本一致，導(dǎo)向組決定以80°井斜角穩(wěn)斜鉆進(jìn)探層。

鉆至井深3751m，測斜點井深3730.71m，垂深3472.24m，井斜角79.8°，方位角310.10°，預(yù)測井底井斜角79.8°。經(jīng)本井隨鉆曲線與導(dǎo)眼井對比，結(jié)合地震資料、新技術(shù)錄井熱解綜合分析，判斷已鉆入目的層，導(dǎo)向組決定4個單根增斜至86°后穩(wěn)斜。

A 點井深：3743m，井斜角：79.58°，方位角：310.69°，垂深：3474.44m，閉合距：421.29m，閉合方位：311.62°。

2.6 水平段軌跡調(diào)整

進(jìn)入目的層后，要求工程定向?qū)⒕苯窃鲋?6°，然后穩(wěn)斜鉆進(jìn)探底。

鉆至井深3970m，測斜點井深3953m，垂深3492.37m，井斜角86.47°，方位角312.9°，預(yù)測井底井斜角86°。自井深3934m 伽馬值驟降至72API，深電阻率值逐漸升高至24Ω·m，氣測值明顯下降，結(jié)合地震資料綜合分析軌跡已接近目的層底部，導(dǎo)向組決定增斜至87°后穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4087m，測斜點井深4079m，垂深3499.11m，井斜角87.06°，方位角313.3°，預(yù)測井底井斜角87°。結(jié)合地震資料綜合分析，判斷前面地層傾角變陡，導(dǎo)向組研究決定一根0.4°降斜至82°穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4193m，測斜點井深4175.83m，垂深3507.32m，井斜角83.11°，方位角312.6°，預(yù)測井底井斜角82.5°。結(jié)合地震資料綜合分析，導(dǎo)向組研究決定一根0.5°降斜至80°穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4310m，測斜點井深4291.97m，垂深3525.4m，井斜角79.89°，方位角312.9°，預(yù)測井底井斜角79.8°。結(jié)合地震資料綜合分析，導(dǎo)向組研究決定一根0.4°增斜至82°穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4513m，測斜點井深4495.39m，垂深3554.86m，井斜角81.67°，方位角311.9°，預(yù)測井底井斜角82°。結(jié)合地震資料綜合分析，判斷前面地層傾角變緩，導(dǎo)向組研究決定一根0.5°增斜至83.5°穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4745m，測斜點井深4727.74m，垂深3581.96m，井斜角83.32°，方位角311.9°，預(yù)測井底井斜角83.5°。結(jié)合地震資料綜合分析，導(dǎo)向組研究決定一根0.5°增斜至84.5°穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4813m，測斜點井深4795.58m，垂深3589.04m，井斜角84.06°，方位角311.9°，預(yù)測井底井斜角84.5°。結(jié)合地震資料、曲線特征擬合綜合分析，目前鉆遇目的層上部，導(dǎo)向組研究決定一根0.5°降斜至82°穩(wěn)斜鉆進(jìn)觀察。

鉆至井深4920m，測斜點井深4902.12m，垂深3602.31m，井斜角82.49°，方位角311.9°，預(yù)測井底井斜角82°。結(jié)合地震資料綜合分析，前方300m 后地層傾角變?yōu)?0.9°，為了防止提前增斜導(dǎo)致頂部出層，導(dǎo)向組研究決定一根0.5°降斜至80°穩(wěn)斜鉆進(jìn)向下吃地層。

鉆至井深4982m，起鉆更換鉆頭，下鉆遇阻，開始處理復(fù)雜情況，由于井下情況太復(fù)雜，工程方?jīng)Q定只下MWD儀器，也就是無法控制井斜鉆進(jìn)，只能測斜。

鉆至井深5211m時，通過X衍射結(jié)果顯示，石英含量明顯上升，粘土礦物含量下降，巖性變?yōu)樯罨疑凵百|(zhì)泥巖，同時軌跡鉆至目的層底部，綜合判斷底部出層。

鉆至井深5335m 時，MWD 儀器發(fā)生故障，無法測出井斜角，經(jīng)協(xié)商繼續(xù)鉆進(jìn)。

2023 年5 月2 日23:00，鉆至井深5758m，接到地質(zhì)監(jiān)督通知，本井按當(dāng)前井深完鉆。

A 點井深3743m，B 點井深5758m。水平段總長2015m，甜點段長2015m，頁巖段長1874m。頁巖鉆遇率：93%，甜點鉆遇率：100%。

3 結(jié)論

（1）多井資料對比、地層建模分析、臨井對比預(yù)測和水平段軌跡跟蹤調(diào)整等地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)可以為非常規(guī)水平井施工提供導(dǎo)向技術(shù)支撐。

（2）通過應(yīng)用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)可以滿足非常規(guī)水平井A 靶點的精準(zhǔn)入層，有效保障目的層水平段儲層的鉆遇率。

（3）通過在XT1井應(yīng)用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，對目的層位的卡層和軌跡控制提供了實時分析與推斷，實現(xiàn)了水平段總長2015m，甜點段長2015m，頁巖段長1874m。頁巖鉆遇率：93%，甜點鉆遇率：100%，達(dá)到了預(yù)期目的。