IGD綜合導向鉆井技術應用

張玉峰（長城鉆探工程有限公司鉆井技術服務公司 遼寧盤錦 124010）

一、IGD綜合導向鉆井技術

IGD（Integrated Geosteering and Drilling）是地質導向和鉆井一體化技術的英文縮寫。該技術在進行地質風險精細分析和地質建模基礎上，使用地質導向軟件與隨鉆測井實時資料，對水平井鉆井進行實時三維可視化地質導向，縮短鉆井周期，降低鉆井成本，同時提高油層鉆遇率，提高單井產量，提升開發效益。

在現場作業中，LWD隨鉆測井技術提供實時測井參數，輸入三維地質模型，對模型進行調整和修正，直接指導水平井井眼軌跡控制，提高地質導向的實效性、準確性。該技術的主要創新點：一是，地質建模部署井位與水平井鉆井工程設計相結合，優選井位平面部署位置和剖面目的層，確保工程方面實現地質開發目的和水平井鉆井安全；二是，應用模擬算法建立隨鉆伽瑪和隨鉆電阻率測井的屬性模型，控制水平井井眼軌跡在油層最佳位置，提高井位部署的精確性，同時在后續作業中實時更新，預判巖性和目的層位置，判別薄油層頂底邊界；三是，隨鉆測井數據與軟件結合進行地質模型實時動態修正，實現現場LWD數據傳輸的實時性、后方地質模型更新的即時性、現場井眼軌跡調整的及時性。

二、解決的問題

1.解決了水平井油層鉆遇率低的問題

從2012年10月至2013年7月，該技術應用在哈薩克斯坦扎那若爾區塊的四口水平井，水平段平均長度400.2米，油層平均鉆遇率高達95.76%，獲得很好的鉆井效果。水平井投產后，單井平均日產油80.3噸，是鄰近直井日產油的5～9倍，獲得很好的開發效果。其中一口井的油層鉆遇率達到100%，產量遠超預期，初期單井日產油達到118噸，穩產在91噸。

2.解決了扎那若爾區塊開發效益低的問題

該技術在低滲低孔碳酸鹽巖油田的成功應用，推廣水平井鉆井，為甲方轉變開發方式提供了新思路和新方法，為甲方解決了使用常規鉆井方式面臨的開發效益低的問題。水平井實現高產的良好效果，為甲方進一步規模采用水平井開發難動用儲量注入了信心，甲方對IGD綜合導向鉆井技術給予了高度贊揚和充分肯定。

三、技術應用

1.水平井地質導向技術

某口井是在扎那若爾難動用儲量區塊部署的一口水平井，水平段設計長度400米。先完成導眼井鉆井作業，井深3870.1米，井斜43°，垂深3767.2米，完成測井作業和測井資料解釋。

根據區塊構造情況，目的層構造平緩，地層傾角0.9°。通過對比分析鄰近井位和已鉆導眼井的地層得知，導眼井發育了兩套油層，上部油層厚度只有1米，下部油層厚度有4米，在部署區域發育較為連續，設計為水平井目的層，設計A點、B點的垂深分別是3721米、3727米，設計水平段井斜為89.1°。

地質導向工程師應用地質導向軟件對水平井主眼鉆井開始現場地質導向工作。通過參考地質模型和軟件模擬計算，對比分析，辨識出了3個標志層位置，并且根據標志層的深度，預測目的層深度變化趨勢，地質導向工程師建議井斜86°穩斜鉆進，到達目的層之后，增斜到90°入靶。實際施工中，鉆進到3833米，鉆時明顯變快，全烴升高到3.82%、含油量3%-6%，判斷通過有效的地質導向已經成功進入目的層，增斜鉆進到中完井深3878米，井斜90°，垂深3722.2米。完成中完作業。

在水平段施工之前，參考地質模型得知，水平段地層傾角變化平緩，地質導向工程師建議水平段井斜控制為89.2°，鉆進過程中結合LWD隨鉆測井信息進行地質導向工作，實時調整水平段井眼軌跡。

在水平段施工過程中，在3878米-4153米井段的鉆進過程中，井斜控制在88.4°-89.3°之間，鉆進至井深4153米，地質導向工程師根據地質模型和軟件計算，并結合LWD隨鉆測井信息，判斷當前井眼軌跡位于目的層的中部偏下位置，與甲方討論之后，決定調整,增斜至90°繼續鉆進，完鉆井深4278米，井斜89.9°，垂深3727.6米，水平段井眼軌跡全部在目的層油層中，水平段長度401米，鉆遇油層401米，油層鉆遇率100%。

2.水平井井眼軌跡控制技術

（1）井眼軌跡剖面類型優選

剖面類型包括：單弧剖面（三段制，直-增-水平），雙弧剖面（五段制，直-增-穩-增-水平），三弧剖面（七段制，直-增-穩-增-穩－增－水平）。

單弧剖面，適用于目的層頂界位置與定向工具造斜率確定條件下的水平井剖面設計。由于所鉆的水平井設計有導眼井，所以目的層頂界位置與定向工具造斜率已確定，因此設計采用單弧剖面。

（2）鉆具組合、鉆井參數的選擇和使用效果

采用四種定向鉆具組合：導眼井定向造斜組合、側鉆鉆具組合、水平井主眼定向造斜組合、穩斜鉆具組合。選取其中一種鉆具組合進行介紹。

表1 某口井水平井主眼定向造斜組合

結論

IGD綜合導向鉆井技術，在哈薩克斯坦扎那若爾區塊成功應用，獲得良好的社會效益和經濟效益。第一批四口水平井的成功施工，引領甲方轉變油田開發方式，規模應用水平井開發難動用儲量。