隨鉆核磁共振技術(shù)在深層水平井地質(zhì)導(dǎo)向中的應(yīng)用

鄧超，龔一順，夏竹君，姚振河，曹鵬飛，謝瑞永

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)深圳分公司，廣東 深圳 518064)

0 引言

南海東部油田陸豐某鉆采平臺建于20 世紀(jì)80 年代，陸豐某油田探明儲量3 050.59×104m3，截至2020 年12 月底，油井?dāng)?shù)27口(開井?dāng)?shù)14口)，日產(chǎn)油316.6 m3/d，綜合含水95.7%，累計(jì)產(chǎn)油1 522.22×104m3，采出程度50.41%。深層古近系油藏總井?dāng)?shù)10 口，開井6 口，日產(chǎn)油量89 m3/d，綜合含水96.1%，采出程度21.8%，實(shí)際生產(chǎn)動態(tài)表明深層油藏同樣具有較好的產(chǎn)能，也是油田繼續(xù)挖潛的主要方向之一。

LFX-X-H1 井目的層為深層恩平組2885 層，2885 油藏含油面積為1.05 km2，原油地質(zhì)儲量28.81×104m3?；谧钚聞討B(tài)及認(rèn)識，2885 油藏在現(xiàn)有井網(wǎng)的動用程度有限，主要集中在東北區(qū)域，主體區(qū)井網(wǎng)有待進(jìn)一步完善，可開展調(diào)整井挖潛。設(shè)計(jì)該井的目的是提高恩平組2885 油藏儲量動用程度及可采儲量，預(yù)計(jì)該井投產(chǎn)后初產(chǎn)為95.4 m3/d，可采儲量6.07×104m3，累增油為5.06×104m3。

1 水平段鉆進(jìn)難點(diǎn)

1.1 油藏地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

LFX-X-H1 井井身結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，目的層2 885 層為深層三角洲平原分支流河道沉積，布井區(qū)域夾層展布和封堵性有一定的不確定性，鉆進(jìn)過程中需控制好軌跡，將水平段處于儲層的中上部，根據(jù)實(shí)鉆實(shí)時(shí)調(diào)整軌跡，增加好儲層鉆遇率。

1.2 儲層識別風(fēng)險(xiǎn)

該井目的層2885 層儲層厚度 4.6 ～10.0 m，油層厚度 1.4 ～5.2 m，測井解釋油層平均孔隙度16.4%～18.5%，平均滲透率25.9 ～326.4 mD，屬于中孔隙度、低-中滲透率儲集層，根據(jù)鄰井巖心分析，儲層黏土礦物含量相對較高，砂巖成分中長石蝕變高嶺石化較嚴(yán)重，對密度測井形成干擾。

1.3 剩余油分布風(fēng)險(xiǎn)

該井目的層2885 層按地層水驅(qū)動類型劃分為邊水油藏，已有三口定向井在開采，剩余油分布有一定的不確定性，存在強(qiáng)水淹風(fēng)險(xiǎn)，需加強(qiáng)隨鉆及電阻率跟蹤，特別是需要增加對儲層流體識別精準(zhǔn)的測井技術(shù)，確保油層鉆遇率。

2 隨鉆核磁共振技術(shù)優(yōu)勢

隨鉆核磁共振儀器工作原理如圖2 所示，為了保障核磁共振成像測井能采集到高信噪比、完全反映地層物性的數(shù)據(jù)，需要針對儲層物性、地層溫度、流體性質(zhì)等影響因素進(jìn)行核磁共振成像測井的前期準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)工作。

(1)收集區(qū)域鄰井資料地層溫度與深度關(guān)系圖，核磁測井儀器探測范圍取決于其工作頻率和溫度，真實(shí)的地層溫度可以提高儀器標(biāo)定精度；

(2)地層溫度條件下泥漿電阻率低于0.02 Ω·m(泥漿礦化度盡量低，總礦化度低于80 000 mg/L)；

(3)為了保證對地層流體中的質(zhì)子充分極化，鉆進(jìn)或測量速度不超過30 m/h。

3 隨鉆核磁共振測井在地質(zhì)導(dǎo)向中的應(yīng)用

南海東部油田L(fēng)FX-X-H1 井目的層水平段鉆進(jìn)首次采用不受地層巖石骨架及地層水礦化度影響的隨鉆核磁共振成像測井進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向，取得良好效果，從而優(yōu)質(zhì)高效完成LFX-X-H1 井鉆井施工。

3.1 工具連接及實(shí)鉆情況

LFX-X-H1 井6"井眼隨鉆測井BHA 組合為6"PDC+4.86"PD Orbit G2+4.83"PD Receiver+4.75"Peri Scope+4.75"Short Pulse+4.8"MagniSphere，鉆頭與各隨鉆測井儀的距離如表1 所示。

表1 鉆頭與各隨鉆測井儀的距離數(shù)據(jù)表

目的層水平段鉆進(jìn)650 m 過程中受砂巖儲層橫縱向非均質(zhì)及條帶狀泥巖夾層影響，頻繁對軌跡調(diào)整共計(jì)32 次，井斜由著陸入層時(shí)的87.91°(3 568 m)增至著陸中完時(shí)的90°(3 587 m)，僅鉆進(jìn)至井深3 605 m(井斜89.8°) 就鉆遇泥巖夾層，降井斜至87.5°。后續(xù)調(diào)整軌跡過程中最高增至91.6°，最低降至81.5°完鉆,如圖3 所示。頻繁調(diào)整軌跡過程中運(yùn)用隨鉆核磁共振成像測井能很好地預(yù)測鉆遇巖性和識別流體類型，從而保證了優(yōu)質(zhì)高效完成水平段鉆井施工。

圖3 LFX-X-H1 井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向模型圖

3.2 隨鉆核磁共振技術(shù)預(yù)測儲層巖性，指導(dǎo)井軌跡調(diào)整

利用核磁共振資料計(jì)算的生產(chǎn)孔隙度即為自由流體指數(shù)(MFFI)。MFFI 評價(jià)的理論基礎(chǔ)是可動流體主要分布在大孔隙中，束縛流體主要分布在小孔隙中［1-4］。由于T2值與孔隙尺寸有關(guān)，大于T2值則地層流體存在于大孔隙中，小于T2值則地層流體存在于小孔隙中。由于泥巖孔隙度遠(yuǎn)小于砂巖孔隙度，因此利用隨鉆核磁共振成像測井提供的T2分布可以辨別巖性。

LFX-X-H1 井鉆至井深3 898.65 m，在返出巖屑為泥巖、隨鉆伽馬曲線值及電阻率曲線值基本未變的情況下，總孔隙度自井深3 872 m(3 898.65 m減鉆頭與核磁測井儀的距離26.65 m)開始增大，如圖4 所示，區(qū)間孔隙度T2分布增大且主要以1 ～3 ms 為主，即小孔隙度黏土束縛流體影響，黏土束縛流體孔隙度逐漸增大，表明泥巖夾層受下部砂巖儲層壓力影響，砂巖儲層一部分流體滲透至泥巖夾層，正逐漸接近砂巖儲層，此時(shí)近鉆頭井斜88.2°，及時(shí)調(diào)整軌跡，由降目標(biāo)井斜至87°改為增井斜89°。鉆至井深3 913.05 m，隨鉆伽馬曲線值開始降低，繼續(xù)鉆至井深3 927.65 m(3 901 m 加鉆頭與核磁測井儀的距離26.65 m)，T1、T2分布曲線開始升高，總孔隙度增大(以自由流體孔隙度增大為主)，區(qū)間孔隙度T2分布主要以大于33 ms 為主，證實(shí)了隨鉆核磁共振成像測井預(yù)測巖性的準(zhǔn)確性，成功指導(dǎo)了井軌跡調(diào)整。

圖4 6"井眼隨鉆核磁共振圖

3.3 隨鉆核磁共振技術(shù)準(zhǔn)確識別地層流體性質(zhì)，提高油層鉆遇率

雖然電阻率測井對地層流體中黏土束縛水、毛管束縛水、可動水和烴類等都有不同響應(yīng)，但是不能區(qū)分出毛管束縛水和可動水，這樣就難以用電阻率測井識別低阻油層和高阻水層，同時(shí)受地層水礦化度影響［5-6］。利用核磁共振成像測井孔隙度和孔徑分布信息可以計(jì)算滲透率和具有潛在生產(chǎn)能力的孔隙度(即可動流體含量)，不依賴于地層水礦化度。另外，可以結(jié)合核磁共振數(shù)據(jù)和深電阻率數(shù)據(jù)來確定原始地層中是否存在可動水、具有較高含水飽和度的地層是否全部產(chǎn)烴。

LFX-X-H1 井鉆至井深4 122.05 m(近鉆頭井斜87.75°)，隨鉆伽馬曲線值(4 122.05 m 減鉆頭與伽馬測井儀的距離12.05 m)及電阻率曲線值開始降低，返出巖屑為熒光細(xì)砂巖，氣測值、熒光直照及滴照面積均較泥巖夾層之上熒光細(xì)砂巖略差。隨鉆電阻率曲線值2.0 ～2.5 Ω·m，遠(yuǎn)低于泥巖夾層之上熒光細(xì)砂巖隨鉆電阻率曲線值9.0 ～10.0 Ω·m。由于僅通過氣測值、巖屑熒光面積及電阻率值無法判斷鉆遇流體類型，且由于隨鉆核磁共振成像測井儀距鉆頭位置較隨鉆伽馬和隨鉆電阻率遠(yuǎn)，決定先采取調(diào)整軌跡由降目標(biāo)井斜至87.5°改為增井斜至88.5°后穩(wěn)斜，待隨鉆核磁共振成像測井曲線分析結(jié)果出來后再調(diào)整軌跡。鉆至井深4 135.65 m，T1、T2分布曲線明顯升高，如圖5 所示，總孔隙度增大(以自由流體孔隙度為主)，區(qū)間孔隙度T2分布主要以大于33 ms 為主，即大孔隙度影響，幾乎沒有小于33 ms 小孔隙度影響。滲透率與泥巖夾層之上熒光細(xì)砂巖基本一致，滲透率值范圍2 000 ～2 600 mD。

圖5 6"井眼隨鉆核磁共振圖

核磁共振成像測井顯示毛管束縛水、可動水在不同孔隙中分布位置不同［7］，如果低電阻率熒光細(xì)砂巖自由流體主要為烴類流體，那么該段束縛水的增加就是電阻率測量減小的原因。結(jié)合隨鉆核磁共振測井區(qū)間孔隙度T2分布曲線主要以大于33 ms 大孔隙分布影響，毛管束縛水影響很小，以及氣測值、熒光細(xì)砂巖熒光直照、滴照面積均較泥巖夾層之上熒光細(xì)砂巖略差，滲透率基本一致，得出結(jié)論造成電阻率值較低的原因主要為受大孔隙自由水影響，綜合解釋在井身軌跡下調(diào)過程中已鉆遇含油水層。水平段穩(wěn)井斜繼續(xù)在含油水層鉆進(jìn)已經(jīng)沒有意義，為了落實(shí)地質(zhì)構(gòu)造，決定調(diào)整軌跡由穩(wěn)井斜88.5°改為以3.0°狗腿度降井斜鉆進(jìn)。

LFX-X-H1 井水平段2 885 層實(shí)鉆有效長度650.0 m，尾端下探進(jìn)一步落實(shí)構(gòu)造后完鉆，砂巖鉆遇率69.2%，測井解釋有效油層623.8 m，后初產(chǎn)為82.7 m3/d，達(dá)到預(yù)期開發(fā)效果。

4 結(jié)語

(1)南海東部油田古近系深層油氣藏采用隨鉆核磁共振成像測井進(jìn)行水平井地質(zhì)導(dǎo)向，取得良好效果；

(2)隨鉆核磁共振成像測井技術(shù)在水平井地質(zhì)導(dǎo)向中，能提前預(yù)測儲層巖性，能準(zhǔn)確識別儲層流體性質(zhì)，指導(dǎo)現(xiàn)場隨鉆過程中井身軌跡調(diào)整，提高鉆井效率，實(shí)現(xiàn)油田增產(chǎn)。