基于地質數據的水平井導向技術研究

2012-11-22 01:40:56耿應春勝利石油管理局鉆井工藝研究院山東東營257017

長江大學學報(自科版) 2012年22期

耿應春 (勝利石油管理局鉆井工藝研究院，山東東營 257017)

基于地質數據的水平井導向技術研究

耿應春 (勝利石油管理局鉆井工藝研究院，山東東營 257017)

針對目前地質導向技術偏重使用儀器的情況，研究了基于地質數據的水平井導向技術。通過快速建模技術、軌跡定位技術和模型調整技術，將地質數據與鉆井工程結合起來，能夠更有效地完成地質導向工作。實踐表明，該技術在油田現場作業中具有可行性。

地質導向；地質模型；水平井鉆井

水平井地質導向技術是指在水平井鉆井施工過程中，隨鉆跟蹤鉆井所揭示的地下情況，及時分析構造及油層變化，并對水平井設計參數進行適時修正，指導調整水平井的實鉆井眼軌跡，從而最大限度地實現水平井鉆井目的[1-2]。通過分析已經完鉆的水平井的實踐情況，發現普遍存在的問題是由于構造變化導致水平段提前或推后進入油層，使水平段在油層中的長度往往小于設計長度，形成上述現象的原因是地質認識精度不能完全滿足水平井設計要求。為了彌補地質認識精度方面的不足，適應水平井鉆井的特殊性，在水平井鉆井實施過程中，應加強水平井的隨鉆地質導向，通過系統而正確地隨鉆地質導向，盡可能做到提前發現井下地質情況的變化，及時對水平井的設計參數進行修正，指導調整實鉆井眼軌跡，減少無效進尺，從而提高鉆井成功率和水平段有效率。下面，筆者對基于地質數據的水平井導向技術進行闡述。

1 地質導向前期模型的建立

在進行水平井地質導向前，首先應建立水平井地質導向前期模型。由于已經具有大量相關水平井所涉及的區域地質資料，如小層頂面圖(見圖1)、砂體等厚圖等圖件，為了提高工作效率，可以在已有地質資料的基礎上進行快速建模。該技術利用小層頂面圖和鄰井鉆遇地層的深度等數據，采用自動插值算法，能夠快速準確的生成地層剖面圖(見圖2)，從而提高繪制剖面圖的速度和準確性。

圖1 讀入的小層頂面圖和井位圖2 生成的地層剖面圖

2 井眼軌跡定位

實際鉆井施工中，需要根據實鉆情況結合水平井地質導向前期模型判斷井眼軌跡在地層中的位置。在進行軌跡定位時，主要依靠各種井眼檢測技術，包括隨鉆井眼軌跡測量、綜合錄井、LWD隨鉆測井等技術。綜合錄井中的巖屑錄井適合于判斷井眼軌跡鉆遇新的地層，氣測錄井和熒光錄井適合于判斷鉆遇油氣層。根據隨鉆測井數據，通過與導眼井或鄰井測井曲線對比，可以判斷井眼軌跡軌跡在地層中的具體位置，并應考慮如下2種情況[3]：①鉆遇新地層界面的情況。根據巖屑錄井，可以準確判斷新地層的出現，此時只需準確測量井眼軌跡位置，根據鉆遇地層的深度來調整水平井地質導向前期模型。②2個地層界面間鉆進的情況。應根據隨鉆測井的數據，以導眼井的測井數據為模版，通過測井曲線的對比來確定井眼軌跡在地層中的位置。此時，判斷井眼軌跡位置與調整水平井地質導向前期模型是同時進行的，即通過調整地層位置實現實鉆測井曲線與模版測井曲線的擬合。通過上述方式，可以準確地判斷井眼軌跡在地層中的位置。

3 地質導向前期模型的調整

通過調整水平井地質導向前期模型，可以預測井眼軌跡與下一層面的距離，從而及時提出調整建議。為了實現調整后的地質導向前期模型對后續鉆井的指導作用，需要遵循“顧下不顧上”的原則，即在調整某個層面時，該層面下方的層面應一起調整，而該層面上方的層面則不作變動[4]。對地質導向前期模型進行調整時，如果采用手工繪圖，則需要重新計算層面參數，重新繪圖，費時費力。如果采用專業的建模軟件，往往也需要完成較為繁瑣的軟件操作。為了提高工作效率，可以進行如下操作：利用鼠標選取需要調整的層面位置，通過指定調整參數，可以快速完成地層剖面圖的調整。調整前的地層剖面圖如圖3所示。實鉆井眼軌跡在第2個地層的上方鉆遇地層界面，由此判斷實際地層傾角比預測的傾角大，因此應增大第2個地層的傾角(見圖4)，這樣使得調整后的地層剖面符合實鉆情況。