地質(zhì)錄井技術(shù)在高效鉆井中的應(yīng)用策略

余飛達(dá)

中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司湛江分公司 廣東 湛江 524057

當(dāng)前行業(yè)發(fā)展對(duì)于油氣資源的需求量越來(lái)越大，但是同時(shí)也出現(xiàn)了油氣資源品質(zhì)下降以及油氣目標(biāo)復(fù)雜程度加劇等多方面問(wèn)題，同時(shí)在油氣勘探開(kāi)發(fā)工作持續(xù)發(fā)展的背景下，相應(yīng)的裝備及技術(shù)必須同步發(fā)展，方能保障勘探和開(kāi)發(fā)工作質(zhì)量和效率。雖然我國(guó)鉆井技術(shù)的發(fā)展速度較快，但是針對(duì)海洋、深水、非常規(guī)、水合物等特殊資源的開(kāi)發(fā)工作來(lái)說(shuō)，仍然需要在經(jīng)濟(jì)、安全及高效三個(gè)方面尋求進(jìn)一步發(fā)展[1]，也就需要積極優(yōu)化地質(zhì)錄井技術(shù)，并促使該項(xiàng)技術(shù)在高效鉆井中得到充分應(yīng)用。

1 地質(zhì)錄井技術(shù)的基本分類(lèi)

1.1 鉆井液錄井技術(shù)

鉆井液錄井技術(shù)可針對(duì)油液樣品實(shí)施數(shù)據(jù)資料分析，使相關(guān)工作人員能夠明確其中的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及物理?xiàng)l件、開(kāi)發(fā)參數(shù)變化等各個(gè)方面，也就更有利于呈現(xiàn)出地層特征以及儲(chǔ)存信息。在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，如果操作不當(dāng)，可能引起井下設(shè)備卡阻、損壞現(xiàn)象，不僅設(shè)備自身受到嚴(yán)重影響，井下內(nèi)部結(jié)構(gòu)也受到破壞，甚至可能導(dǎo)致原油液體密度受到鉆井液影響發(fā)生改變，進(jìn)而對(duì)后續(xù)的油氣資源采收效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響[2]。

1.2 巖屑錄井技術(shù)

巖屑錄井技術(shù)需要借助巖屑自身的特點(diǎn)，及其與原油產(chǎn)生的反應(yīng)及現(xiàn)象，判斷巖屑所在的地層中有無(wú)油氣資源。該項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)地層中的油氣資源情況進(jìn)行全面反映，還可以幫助相關(guān)工作人員更加準(zhǔn)確地掌握各地層的含油量，從而快速明確進(jìn)行開(kāi)發(fā)的目的儲(chǔ)層。

1.3 鉆時(shí)錄井技術(shù)

地質(zhì)錄井技術(shù)人員可以采用對(duì)鉆井設(shè)備下入時(shí)間進(jìn)行記錄的方式，幫助采收人員掌握儲(chǔ)層的物性特征，借助砂巖層物理特性和泥巖層物理特性之間的差異，針對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行合理分類(lèi)，鉆井和測(cè)井等各類(lèi)儀器下入到地層以后，鉆井鉆遇儲(chǔ)層中的含油量能夠發(fā)生變化，鉆入時(shí)間也就相對(duì)更加快速的提供信息，并可以高效判斷地層特征。

1.4 熒光錄井技術(shù)

在井下地層的多種巖屑當(dāng)中，有部分巖屑內(nèi)部含有發(fā)光物質(zhì)，此時(shí)應(yīng)用熒光錄井技術(shù)開(kāi)展分析工作，可以根據(jù)分析結(jié)果明確地層油氣儲(chǔ)量。一般來(lái)說(shuō)，如果巖屑呈亮黃色或者是金黃色，則其所在的地層油氣資源豐富，若呈暗黃色或是顏色較淺，則其所處的地層中油氣含量較少。

1.5 氣測(cè)錄井技術(shù)

氣測(cè)錄井技術(shù)與鉆井液錄井技術(shù)具有相似之處，氣測(cè)錄井技術(shù)的分析對(duì)象主要為鉆井液中的烴類(lèi)氣體，之后根據(jù)分析結(jié)果判斷地層中有無(wú)油氣資源，有利于提升油氣資源的采收效率。

2 地質(zhì)錄井技術(shù)在高效鉆井中的應(yīng)用順序

2.1 井位測(cè)量

首先應(yīng)該采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)定位井位的經(jīng)緯度，之后采用高程控制法、交會(huì)法、導(dǎo)線法等方法，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)進(jìn)行勘察，以明確布井的具體位置。

2.2 錄井設(shè)計(jì)

首先進(jìn)行鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)工作，以能夠?yàn)楹罄m(xù)的鉆井施工過(guò)程進(jìn)行合理指導(dǎo)，其中主要包括10余個(gè)方面的內(nèi)容：（1）景區(qū)內(nèi)水文、氣象、災(zāi)害性地質(zhì)現(xiàn)象；（2）景區(qū)基本數(shù)據(jù)；（3）景區(qū)地質(zhì)的構(gòu)造地層、儲(chǔ)集層特征、勘探開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)況以及油氣層基本情況；（4）設(shè)計(jì)依據(jù)、布井原則、完鉆層的層位和原則；（5）對(duì)地層剖面、預(yù)計(jì)油氣層及特殊層的位置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；（6）針對(duì)水平井進(jìn)行地質(zhì)參數(shù)和軌道參數(shù)的設(shè)計(jì)工作；（7）明確施工時(shí)地層溫度、壓力、鉆井液要求以及質(zhì)量要求等各方面要求；（8）設(shè)計(jì)鉆關(guān)方案；（9）資料錄取要求；（10）潛水層、注水注氣層、淺層氣、異常高壓層等各方面的風(fēng)險(xiǎn)分析及針對(duì)性提示；（11）設(shè)計(jì)變更、施工變更情況和施工要求；（12）設(shè)計(jì)附圖和附表。完成以上鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)工作以后，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)展鉆井施工設(shè)計(jì)工作，主要涉及到的內(nèi)容包括錄井儀器、地層地質(zhì)信息和各個(gè)化驗(yàn)項(xiàng)目的分析[3]。

2.3 資料的采集和應(yīng)用

為了針對(duì)地層信息進(jìn)行識(shí)別，需要采用錄井儀器針對(duì)井下地層地質(zhì)信息進(jìn)行采集，在此過(guò)程中需要應(yīng)用的技術(shù)包括：（1）地質(zhì)錄井技術(shù)，例如熒光錄井技術(shù)、巖芯巖屑錄井技術(shù)等；（2）氣測(cè)錄井技術(shù)，例如元素色譜分析、井筒內(nèi)氣體采集等；（3）工程錄井技術(shù)，包括壓力錄井、有害氣體檢測(cè)技術(shù)等；（4）地化錄井技術(shù)，包括輕烴氣相色譜、巖石熱解、飽和烴氣相色譜等；（5）成像錄井技術(shù)，包括壁芯圖像、巖芯圖像、熒光圖像等。

完成資料采集工作以后，應(yīng)該開(kāi)展資料的校正工作和解釋工作，可將資料投入到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)用方向主要為4個(gè)：（1）錄井綜合導(dǎo)向；（2）地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用；（3）地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)；（4）實(shí)時(shí)流體評(píng)價(jià)。在完善工具裝備工作后，應(yīng)對(duì)錄井信息進(jìn)行傳輸和管理。

3 地質(zhì)錄井技術(shù)在高效鉆井中存在的問(wèn)題

3.1 井下情況復(fù)雜

在進(jìn)行鉆井施工的過(guò)程中，通常來(lái)說(shuō)，井下情況復(fù)雜程度較高，所以鉆井施工難度較大。并且從實(shí)際來(lái)看，井口越大，內(nèi)部情況復(fù)雜程度越高，所以在錄井過(guò)程中，需要面對(duì)的挑戰(zhàn)也相對(duì)更多，錄井所獲取的數(shù)據(jù)，其準(zhǔn)確性難以得到保障，石油勘測(cè)效果也就難以提升。

3.2 鉆井資料真實(shí)性較低

鉆井施工過(guò)程中隨時(shí)可能出現(xiàn)異常情況，并導(dǎo)致施工進(jìn)程受到影響，常見(jiàn)的異常情況之一，即為鉆井資料真實(shí)度較低，而相關(guān)人員未針對(duì)資料內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致核對(duì)，即盲目開(kāi)展施工，導(dǎo)致施工需求難以得到滿足，不僅在一定程度上影響施工效率，還可能需要進(jìn)行二次鉆井[4]。

3.3 不能準(zhǔn)確描述巖屑

鉆井施工過(guò)程中必然產(chǎn)生大量巖屑，并能夠?qū)е抡５你@井過(guò)程受到影響，后續(xù)的施工難度也就隨之增加。與此同時(shí)，對(duì)巖屑內(nèi)特征、層理，結(jié)構(gòu)化石含有物理特征及成巖程度進(jìn)行描述的難度不斷提升，后續(xù)則可能出現(xiàn)巖屑實(shí)際情況與描述內(nèi)容嚴(yán)重不一致的現(xiàn)象，也就可能導(dǎo)致實(shí)際施工的控制效果受到影響，相關(guān)的錄井操作也就必然隨之受到影響，所以在鉆井施工時(shí)，應(yīng)該注意合理提升巖屑描述效果，以促使錄井工作效果提升。

4 地質(zhì)錄井技術(shù)在高效鉆井中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 工程概況

在某油田之中，頁(yè)巖油試驗(yàn)區(qū)地處某盆地北部中央凹陷區(qū)，QJ～GL構(gòu)造帶凹陷等級(jí)為二級(jí)，在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，整體構(gòu)造較為平緩，西北部斷層明顯。 Q1～Q11層頂面海拔最深處及最淺處，分別位于試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的東北部和南側(cè)，構(gòu)造高差約為472m。GY03HC井構(gòu)造平緩，往南2200m和2100m的構(gòu)造高差分別為78m左右和76m左右，同時(shí)試驗(yàn)區(qū)西北部存在一條基本為南北向的斷層，其與古頁(yè)GY03HC井間的距離為1087m，且井周平臺(tái)開(kāi)闊、構(gòu)造平緩，適合進(jìn)行水平井組的部署。

4.2 地質(zhì)錄井技術(shù)在水平井組中的應(yīng)用

4.2.1 在目的層甜點(diǎn)層的應(yīng)用

甜點(diǎn)層即為深盆氣藏內(nèi)部?jī)?chǔ)集物性相對(duì)發(fā)育的天然氣富集區(qū)帶，由英文“sweet spot”直譯而來(lái)，捕捉操作的重點(diǎn)在于，可以將地層的實(shí)際層位需求作為基礎(chǔ)，針對(duì)實(shí)鉆井眼的軌跡進(jìn)行控制，以能夠在設(shè)計(jì)軌跡上準(zhǔn)確提升甜點(diǎn)層中捕捉精度。根據(jù)實(shí)際情況，提升甜點(diǎn)層中捕捉精度，需要把控以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)鄰井地層資料進(jìn)行精準(zhǔn)比對(duì)，以明確甜點(diǎn)層垂深位置；（2）對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)地層錄井參數(shù)及既有資料的相關(guān)參數(shù)，對(duì)比內(nèi)容主要包括巖屑、色譜、氣測(cè)、熱解以及殘余碳分析等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，以明確甜點(diǎn)層位置，之后將鉆井的方位、井斜以及施工過(guò)程中實(shí)時(shí)的隨鉆測(cè)井曲線及相關(guān)參數(shù)均導(dǎo)入到地質(zhì)導(dǎo)向軟件當(dāng)中，即能對(duì)甜點(diǎn)層上的實(shí)鉆軌跡海拔深度進(jìn)行明確，并且，將該參數(shù)與甜點(diǎn)層的層深進(jìn)行比對(duì)，獲取二者差值之后，即可合理調(diào)整軌跡中的井斜方位，以提升入靶的精準(zhǔn)程度[5]。

4.2.2 水平段實(shí)鉆軌跡導(dǎo)向控制要點(diǎn)

因?yàn)轫?yè)巖油井中的目的層具有十分顯著的細(xì)分層數(shù)量多且單層厚度較小的特點(diǎn)，所以鉆進(jìn)的過(guò)程中，極易出現(xiàn)靶點(diǎn)分布過(guò)多以及鉆出層的情況，為了對(duì)此情況進(jìn)行控制，有必要借助巖屑、色譜、氣測(cè)、元素等各項(xiàng)錄井實(shí)時(shí)參數(shù)的變化情況，同時(shí)結(jié)合電阻率等各項(xiàng)隨鉆測(cè)井曲線的變化趨勢(shì)，對(duì)油層的走勢(shì)進(jìn)行提前預(yù)判，并根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，對(duì)實(shí)鉆軌跡進(jìn)行有效控制，從而保障儲(chǔ)層鉆遇率與設(shè)計(jì)要求相符合。

4.3 地質(zhì)錄井技術(shù)在水平井井下復(fù)雜預(yù)防中的應(yīng)用

該油田的這一區(qū)塊屬于十分典型的頁(yè)巖油沉積體系，按照由上至下的順序，地層中的縱向壓力總體上較為復(fù)雜，并且油氣水層發(fā)育程度較大，鉆完井施工過(guò)程中可能出現(xiàn)較多未知因素，所以井筒內(nèi)出現(xiàn)事故的可能性較大。使用地質(zhì)錄井技術(shù)針對(duì)其中情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以同時(shí)開(kāi)展20余項(xiàng)鉆井工程技術(shù)參數(shù)的持續(xù)監(jiān)控工作，一旦出現(xiàn)異常情況，可以及時(shí)發(fā)出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，也就可以針對(duì)施工過(guò)程提供安全保障。在進(jìn)行工程技術(shù)參數(shù)持續(xù)監(jiān)控時(shí)，監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括井深、大鉤懸重、鉆壓、鉆井泵泵沖、立管壓力、轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速、扭距及變化情況等，通過(guò)開(kāi)展監(jiān)控，施工中的各項(xiàng)參數(shù)可以得到有效維持，也就可以在一定程度上預(yù)防異常情況出現(xiàn)，并減少卡鉆、斷鉆具等不良情況，且對(duì)于井塌、泥包鉆具等復(fù)雜情況，也可及時(shí)發(fā)出預(yù)警[6]。

5 地質(zhì)錄井技術(shù)的發(fā)展和展望

5.1 地質(zhì)錄井技術(shù)近幾年的發(fā)展情況

近幾年我國(guó)油氣勘探及開(kāi)發(fā)工作的發(fā)展速度較快，地質(zhì)錄井技術(shù)可以針對(duì)油層進(jìn)行綜合解釋以及評(píng)價(jià)，所以當(dāng)前已經(jīng)成為鉆井過(guò)程中的主要技術(shù)手段之一，特別是在地質(zhì)情況較為復(fù)雜的區(qū)域，通過(guò)應(yīng)用定量熒光錄井技術(shù)等各項(xiàng)地質(zhì)錄井技術(shù)，可以提升鉆井過(guò)程中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，特別是在復(fù)雜條件下應(yīng)用定量熒光錄井技術(shù)針對(duì)油氣層進(jìn)行勘探，勘探效率可以大幅度提升。除此之外，信息化管理技術(shù)逐漸成熟，地質(zhì)錄井技術(shù)的應(yīng)用效果可以進(jìn)一步提升，其應(yīng)用范圍可以得到進(jìn)一步拓展。

5.2 地質(zhì)錄井技術(shù)的展望

雖然近幾年地質(zhì)錄井技術(shù)水平以及相關(guān)的工作水平不斷提升，但是簡(jiǎn)單的路徑資料處理措施已經(jīng)不能滿足當(dāng)代石油工程的發(fā)展需求，所以需要針對(duì)地質(zhì)錄井技術(shù)獲取的資料進(jìn)行處理，例如采用數(shù)據(jù)庫(kù)管理的形式提升地質(zhì)錄井資料的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，將其轉(zhuǎn)化成智能化資料，以提升應(yīng)用效率，同時(shí)也可針對(duì)各個(gè)地層的模型進(jìn)行高效開(kāi)發(fā)。除此之外，解釋工作屬于錄井?dāng)?shù)據(jù)采集和資料處理中的重點(diǎn)部分，但是當(dāng)前存在專(zhuān)業(yè)人才數(shù)量較少的情況，相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)處理工作也未受到充分重視，導(dǎo)致資料的處理和分析工作在整體上呈現(xiàn)出了自動(dòng)化水平低、格式不統(tǒng)一等問(wèn)題，也限制了地質(zhì)錄井資料的應(yīng)用，所以還需針對(duì)其中的參數(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化校正，同時(shí)不斷培養(yǎng)人才，并加強(qiáng)資料和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理工作[7]。

6 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)代油氣勘探和開(kāi)發(fā)工作受到了廣泛關(guān)注，地質(zhì)錄井技術(shù)的應(yīng)用頻率越來(lái)越高，為了保障其在鉆井過(guò)程中的應(yīng)用效果，需要首先了解地質(zhì)錄井技術(shù)的基本分類(lèi)情況和應(yīng)用順序，再將其應(yīng)用于實(shí)際工程當(dāng)中，了解應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)可能出現(xiàn)的各項(xiàng)情況，再根據(jù)地質(zhì)錄井技術(shù)當(dāng)前存在的不足以及油氣勘探開(kāi)發(fā)工作的發(fā)展需求，展望行業(yè)未來(lái)發(fā)展，以促使地質(zhì)錄井技術(shù)的應(yīng)用效果不斷提升。