地質(zhì)錄井技術(shù)簡介及其在水平井鉆井施工中的應(yīng)用

徐休毽

（大慶鉆探地質(zhì)錄井一公司，黑龍江 大慶 138000）

1 地質(zhì)錄井技術(shù)簡述

在油氣藏勘探開發(fā)和評(píng)價(jià)過程中，地質(zhì)錄井技術(shù)是最及時(shí)、最直接的手段之一,其特點(diǎn)是能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的采集和錄取地下信息，并通過各種儀器設(shè)備進(jìn)行分析解釋，從而掌握地下的油氣藏情況。隨著科技的不斷發(fā)展，錄井技術(shù)也得到了日新月異的發(fā)展，在原有綜合錄井技術(shù)的基礎(chǔ)之上，衍生出元素、色譜等一系列新的技術(shù)，豐富了錄井技術(shù)的種類，同時(shí)也為更好的錄取地下資料、解釋地層地質(zhì)成分、獲取油氣資源的信息提供更多的渠道和手段。其中的綜合錄井技術(shù)是以氣測(cè)錄井和地質(zhì)錄井為基礎(chǔ)，兼顧對(duì)鉆井工程參數(shù)的檢測(cè)與錄入，經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展完善，演變?yōu)殇浘夹g(shù)的主體。綜合錄井技術(shù)對(duì)油氣資源的發(fā)現(xiàn)起到了至關(guān)重要的作用。早期受限于國內(nèi)科技的發(fā)展水平，相關(guān)儀器全部需要進(jìn)口，制約了油氣資源的勘探開發(fā)。后經(jīng)過不斷引入國外先進(jìn)儀器和管理技術(shù)，使我國錄井技術(shù)得到了長足的發(fā)展。尤其是進(jìn)入新世紀(jì)后，伴隨我國科技水平的提高，國內(nèi)錄井儀器企業(yè)得到了較大的進(jìn)步與發(fā)展，如神開、德瑪?shù)?，在主?dǎo)國內(nèi)油氣的市場(chǎng)同時(shí)，也開拓了國外市場(chǎng)。

2 水平井錄井要求

2.1 巖屑錄井

錄井井段：“設(shè)計(jì)要求—井底”，其余特殊井段巖屑錄井段為按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行；

錄井間距：非目的層井段1 點(diǎn)/2m，A 靶點(diǎn)加密至1點(diǎn)/1m，進(jìn)入水平段后仍為1點(diǎn)/1m。

2.2 綜合（鉆時(shí)、氣測(cè)）錄井

2.2.1 錄井要求

錄井項(xiàng)目：鉆時(shí)、氣測(cè)；

儀器型號(hào)：SK～2000FC 或SK～2000C（可用同等配置的儀器），要求鉆時(shí)反映準(zhǔn)確，氣測(cè)反映靈敏，數(shù)據(jù)和曲線顯示直觀，輸出數(shù)據(jù)和圖件方便；

錄井井段：目的層開次—井底；

錄井間距：全井段1點(diǎn)/0.2m。

2.2.2 工程參數(shù)

錄井項(xiàng)目：鉆井液參數(shù)、鉆壓、泵壓、排量、扭矩、鉆速、大鉤負(fù)荷、Dc指數(shù)、鉆頭位置等。

錄井儀器（傳感器等）安裝：鉆井隊(duì)必須配合錄井隊(duì)安裝好各種傳感器及錄井設(shè)備，保證正常使用。

2.2.3 氣體參數(shù)

錄井項(xiàng)目：全烴含量、組分分析（甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、二氧化碳、氫氣和硫化氫、一氧化碳）。

測(cè)量間距：全烴、組分分析連續(xù)測(cè)量。

2.3 循環(huán)觀察（地質(zhì)觀察）

（1）鉆時(shí)突然加快時(shí)，注意每0.2m 一點(diǎn)記錄小鉆時(shí)，必須及時(shí)停鉆循環(huán)，觀察和記錄巖屑及氣測(cè)值變化。

（2）氣測(cè)值大幅升高時(shí)，注意觀察記錄鉆井液池面氣侵等異常顯示。

（3）如遇井漏時(shí)，及時(shí)觀察記錄鉆井液池面變化，記錄漏失量及漏失前后鉆井液性能、堵漏等情況。

（4）鉆井液密度降低時(shí)，加密密度、粘度錄井并注意觀察其它現(xiàn)場(chǎng)異常顯示，如槽池液面油花氣泡、溢流、井涌、井噴等顯示。

2.4 鉆井液錄井

2.4.1 錄井間距

自井口至完鉆井深，每4h 測(cè)量一次密度、粘度，每8h 時(shí)測(cè)量一次全套性能；進(jìn)入目的層后，每2h 測(cè)量一次密度、粘度，每4h測(cè)量一次全套性能。

2.4.2 取樣要求

鉆時(shí)加快或氣侵時(shí)，連續(xù)測(cè)量密度、粘度；并加密（每1～2循環(huán)周）測(cè)一次全套性能，打開氣層后，每次下鉆到底，每10min測(cè)一次密度、粘度，觀察后效反映。氣測(cè)開泵后就開機(jī)觀察，做出異常預(yù)報(bào)。要求鉆遇氣層及時(shí)進(jìn)行泥漿濾液分析，完井時(shí)取樣做一次分析，若改變鉆井液性質(zhì)或大型處理后100m井段內(nèi)做一次分析。

2.5 地球物理測(cè)井內(nèi)容及要求

2.5.1 水平井測(cè)井

水平井地球物理測(cè)井井段及內(nèi)容見表1。

表1 地球物理測(cè)井井段及內(nèi)容表

如表1 所示，規(guī)定了對(duì)完井和隨鉆測(cè)井的測(cè)井項(xiàng)目、測(cè)量井段及特殊的相關(guān)要求。

2.5.2 要求

（1）測(cè)井儀器為高精度數(shù)控測(cè)井儀。

（2）隊(duì)伍及人員資質(zhì)符合中石油資質(zhì)要求。

（3）測(cè)井質(zhì)量符合相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）派駐測(cè)井監(jiān)督，確保取全取準(zhǔn)資料。

（5）做好資料的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收和室內(nèi)驗(yàn)收工作。

2.6 特殊錄井要求

（1）水平井要求進(jìn)行錄井地質(zhì)導(dǎo)向跟蹤。

①錄井公司要制定相應(yīng)的錄井地質(zhì)導(dǎo)向方案，提出著陸點(diǎn)意見，并在水平段進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向跟蹤。

②根據(jù)實(shí)鉆及時(shí)向甲方提出各靶點(diǎn)調(diào)整的參考意見，以便甲方更好地調(diào)整井眼軌跡，確保鉆頭經(jīng)各靶點(diǎn)始終在目的層穿行。

（2）衛(wèi)星通訊及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸服務(wù)。錄井公司提供衛(wèi)星通訊及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸服務(wù)。

2.7 其它要求

（1）鉆井過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)監(jiān)督指令。施工中如果實(shí)際情況與地質(zhì)設(shè)計(jì)有大的出入，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督經(jīng)請(qǐng)示經(jīng)理部后可根據(jù)情況調(diào)整地質(zhì)要求，工程方面必須予以配合。

（2）對(duì)鉆井過程中的主要風(fēng)險(xiǎn)因素和可能的意外情況進(jìn)行全面分析，應(yīng)提前做出預(yù)告并采取有效措施，必須要準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)突發(fā)、意外事故的應(yīng)急預(yù)案和必要的設(shè)備等，做到防患于未然，避免事故的發(fā)生，確保安全、高效地完成施工任務(wù)。

（3）鉆井過程中各項(xiàng)資料、數(shù)據(jù)要齊全、準(zhǔn)確，做到地質(zhì)、工程對(duì)口。鉆遇層位難以確定時(shí)，鉆井方面應(yīng)停鉆循環(huán)，配合地質(zhì)方面搞清地下情況。

（4）進(jìn)入目的層以前，鉆井液凈化系統(tǒng)設(shè)備要齊全，運(yùn)轉(zhuǎn)要正常，減少鉆井液中固相顆粒對(duì)煤層的污染。

（5）測(cè)井工程方面需確保井身質(zhì)量，若需通井或打撈等，工程方面要做好配合。

（6）下套管時(shí)要對(duì)目的層采取必要的保護(hù)措施。

（7）施工過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)設(shè)計(jì)，認(rèn)真做好地層對(duì)比工作，根據(jù)鉆井實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整地質(zhì)分層，卡好取芯井段，保證取全取準(zhǔn)各項(xiàng)原始地質(zhì)資料。

（8）緊急情況由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督?jīng)Q定，并及時(shí)上報(bào)項(xiàng)目組，事后補(bǔ)發(fā)變更通知單。

3 Y區(qū)塊簡介

3.1 工程簡況

Y區(qū)塊地理位置：黑龍江省杜爾伯特蒙古族自治縣腰新鄉(xiāng)境內(nèi)；構(gòu)造位置：松遼盆地中央坳陷區(qū)古龍凹陷西部斜坡；井別：開發(fā)井；井型：水平井；設(shè)計(jì)井深：6024m；目的層位：Q 一段；鉆探目的：評(píng)價(jià)青一段油層頁巖油水平井提產(chǎn)效果，為儲(chǔ)量提交和規(guī)模效益開發(fā)建產(chǎn)奠定基礎(chǔ)；完鉆原則：按閉合距1876.80m、閉合方位359.76°完鉆；井控級(jí)別：四級(jí)。

3.2 Y區(qū)塊地層壓力預(yù)測(cè)

統(tǒng)計(jì)區(qū)塊內(nèi)鄰井實(shí)測(cè)原始地層孔隙壓力數(shù)據(jù)，HDM油層地層壓力系數(shù)0.99～1.02；ST油層地層壓力系數(shù)0.95～1.02；PT 油層地層壓力系數(shù)0.99～1.01；GT 油層地層壓力系數(shù)0.84～1.42；Q 一段地層壓力系數(shù)0.98～1.53。

3.3 區(qū)塊內(nèi)施工情況調(diào)研及分析

Y87井于嫩二段發(fā)生氣侵；Y116、古88等井發(fā)生過油氣侵；Y535、Y89 井于青二、三段發(fā)生氣侵；Y8H1 井試油日產(chǎn)氣4559m3，Y9HC 井試油日產(chǎn)氣22267m3，鉆井過程中防油氣侵；PT油層原始地層壓力較高，且油層產(chǎn)氣，目的層段頁巖層理發(fā)育，易剝落，地層坍塌壓力高，防井塌、卡鉆。

4 地質(zhì)錄井技術(shù)在Y區(qū)塊的應(yīng)用

4.1 溢流預(yù)測(cè)與分析

Y區(qū)塊屬于井控“三高”區(qū)塊，如何及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)井下溢流顯示，對(duì)鉆井施工至關(guān)重要，通過鉆前資料收集、鉆前地質(zhì)交底和井控風(fēng)險(xiǎn)提示等做好施工前的預(yù)測(cè)。鉆井過程中通過出口流量、池體積、氣測(cè)參數(shù)和鉆井工程參數(shù)變化等及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下溢流風(fēng)險(xiǎn)。2023年一季度Y區(qū)塊錄井過程的溢流等井控監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)連續(xù)取得成功，其中溢流（疑似溢流）預(yù)報(bào)52次，氣侵預(yù)報(bào)51次，井漏預(yù)報(bào)28次，均及時(shí)準(zhǔn)確。為鉆井的安全施工，貢獻(xiàn)了力量。

4.2 地質(zhì)導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)地層精準(zhǔn)預(yù)測(cè)

通過在Y 區(qū)塊施工井中應(yīng)用地質(zhì)錄井技術(shù)，準(zhǔn)確對(duì)實(shí)鉆著陸點(diǎn)實(shí)時(shí)分析與推斷。

Y102井著陸點(diǎn)軌跡控制應(yīng)用。鉆進(jìn)過程中通過與鄰井進(jìn)行對(duì)比，分析判斷目的層垂厚，通過計(jì)算預(yù)測(cè)待鉆井目的層層頂海拔，預(yù)測(cè)井眼軌跡。

4.2.1 鄰井的選擇

綜合分析曲線形態(tài)、數(shù)值及構(gòu)造位置，本井在LI5號(hào)層著陸對(duì)比時(shí)選取距離最近、資料最全的大安101井作為主要參照井進(jìn)行地層對(duì)比。

4.2.2 地層對(duì)比

2023 年3 月10 日12:00，井深4597.00m，井斜41.10°，垂深4378.80m，導(dǎo)向師開始駐井跟蹤。校正后A靶點(diǎn)垂深4472.65m。

2023 年3 月10 日21:00，井深4666.00m，井斜55.83°，垂深4394.35m，進(jìn)行著陸對(duì)比，預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)垂深在4489.00m，較校正后A靶點(diǎn)垂深滯后16.35m，工程施工較困難，甲方改打L15 號(hào)層第一個(gè)小層。按修改后目的層預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)垂深為4479.80m，甲方指令著陸點(diǎn)垂深按4480.00m施工。

2023 年3 月11 日23:00，井深4768.00m，井斜72.13°，垂深4419.94m，進(jìn)行著陸對(duì)比，根據(jù)L14號(hào)層與鄰井對(duì)比分析，預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)垂深在4482.50m，建議甲方著陸點(diǎn)垂深按4482.00m 施工，甲方指令著陸點(diǎn)垂深按4481.00m施工。

2023 年3 月16 日4:00，井深4825.00m，井斜83.94°，垂深4481.07m，巖屑錄井見黑褐色頁巖，氣測(cè)全烴數(shù)值升高，伽馬值下降至90.00～105.00API，電阻率升高至6.00～10.00ohm·m，綜合判斷本井于井深4824.00m著陸，井斜83.88°，垂深4480.96m。井深4825.00m巖石熱解Pg值8.18mg/g，Ps值0.39；巖屑成像見黑褐色頁巖確定成功著陸。

5 結(jié)論

（1）應(yīng)用地質(zhì)錄井技術(shù)可以及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)Y 區(qū)塊水平井井控風(fēng)險(xiǎn)，為安全鉆完井施工提供保障。

（2）地質(zhì)錄井技術(shù)能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)頁巖油氣水平井甜點(diǎn)層的預(yù)測(cè)，保障順利著陸。

（3）地質(zhì)錄井技術(shù)為油氣勘探提供了資料錄取和檢測(cè)保障。