地質導向鉆井技術在伊朗S38井的應用

李豐寶 朱兵 陳剛 孫文靜

(西部鉆探定向井技術服務公司,新疆烏魯木齊 830000)

地質導向鉆井技術在伊朗S38井的應用

李豐寶 朱兵 陳剛 孫文靜

(西部鉆探定向井技術服務公司,新疆烏魯木齊 830000)

伊朗阿扎得甘油田南阿區塊是中石油在伊朗承包的新開發區塊,該區塊地質條件復雜、小油層多、油層薄、分布分散,但油氣含量豐富,在這樣的油田采用地質導向鉆井技術,不僅可以提高油層鉆遇率、提高油氣產量,還有利于實時判斷地層屬性、實施準確導向。

伊朗南阿油田 地質導向鉆井技術

隨著油田開發難度的不斷增加，鉆井技術也在日新月異不斷的提高，地質導向鉆井技術被廣泛應用在老油田的開發之中，同時在開發新油田時，采用地質導向鉆井技術，不僅有助于提高開發井的油層鉆遇率和油氣田的采收率，還可以較好地解決復雜地層鉆井和薄油層鉆井等問題，它在實現增儲上產、降低噸油成本方面具有重要作用，經濟效益顯著。

1 關于地質導向鉆井技術

1.1 地質導向鉆井技術簡介

地質導向鉆井技術是20世紀90年代在世界范圍內勘探開發面臨復雜地質條件、隨鉆測量技術不斷成熟背景下不斷發展起來的鉆井前沿技術之一，是地質信息、隨鉆測井儀器響應和用于引導井眼進入目的層并保持在目的層內的解釋技術的綜合[1]。地質導向鉆井技術目前被廣泛應用于水平井、大位移定向井和其他要求的工藝井。在施工過程中，通過運用地質導向鉆井技術能夠迅速得到精確的地質參數，使井眼軌跡沿儲層最佳部位鉆進，改善勘探的效率。一般運用模塊化的結構設計，其中包括電力，聲波，核磁傳感器，能夠檢測電阻率、自然伽馬、中子孔隙度、巖石密度、聲波等[2]。

1.2 我國地質導向鉆井現狀

西江24-3-A1大位移井的成功開發標志這我國的地質導向鉆井井技術已經得到完善[3]。北京地質錄井技術公司在1997年向美國的Halliburton公司引進了一套先進的無限隨鉆測井設備即LWD，并且聯合國內知名專家組建了一支屬于我國自主的作業勘測開發隊伍和科研研究隊伍，在國內油田的探井檢測過程中，這只隊伍運用了無線隨鉆測井的先進技術，大幅提高了石油企業的經濟效益[4]。1999年勝利油田向美國的NLSperry-SUN公司引進了一套完善的隨鉆地質評價設備即(FEWD)，該設備能夠精確測量的參數包括自然伽馬含量、電磁波的電阻率、地層密度、中子孔隙度等，儀器具有同時工作并能全面記錄的工作方式[5]。目前，我國勝利、大港、大慶等油田都在積極向國外引進領先的地質勘探設備，并且一大部分油田已經將設備直接運用到海上、復雜油藏的實際開發過程中，取得了較高的經濟效益和社會效益。

2 S38井概況和軌跡控制難點

圖1 南阿油田油藏分布簡圖

圖2 BHA簡圖

伊朗阿扎德甘油田為長軸背斜構造，南阿區塊位于油田南部，該區塊有5套斷裂層，地質結構復雜，由于地質資料不全，初步估計地層傾角在3°左右，主要有四套含油層，期間夾雜各種薄油層，主力油層為Sarvak，是灰巖底水油藏(如圖1)。

S38井位于南阿區塊，其控制難點為:

(1)根據測井資料顯示，本區塊有高阻層，需要沿高阻層水平鉆進800m，這樣需要著陸以后沿地層傾角鉆進，但是由于是新區快，地質資料不全，需要根據實時數據進行調整，不斷計算地層傾角，加大了軌跡控制難度;

(2)由于目標層厚度僅為4m，中靶精度要求高，要求垂直精度為±1m，水平精度為±10m。

3 地質導向鉆井技術在S38井的應用

3.1 優選鉆具組合

通過對鄰井的分析，我們對鉆具組合進行優選，采用215.9mm鉆頭+1°單彎螺桿+LWD短節+MWD短節+鉆桿，提高了復合鉆進能力，同比同區塊鄰井機械鉆速提高23%，縮短定向鉆井周期7天多(如圖2)。

3.2 利用電阻率和伽馬曲線發現薄標志層和薄油層

由于是新開發區塊，標志層確切位置還有待確定，所以實鉆過程中要時刻注意對伽馬和電阻率曲線進行對比觀察，及時發現薄標志層，確定當前位置，同時通過地質曲線還可以發現一些薄油層(如圖3，4)。

3.3 利用電阻率曲線,保持在目的層鉆進

圖3 紅線標示區為薄標志層

當鉆頭接近非目的層時，倆條電阻率曲線(深電阻率和淺電阻率)會有不同的響應。因為400Hz深電阻率探測范圍較大(井眼周圍大約4m)，所以，深電阻率會先探測到泥巖，而后電阻率迅速下降，此時淺電阻率尚未出現明顯反應，所以在發現深電阻率曲線異常時，應該立刻對軌跡進行調整，如圖5所示，則需要迅速增大井斜角，使軌跡回到目的層中。

圖4 紅線標示區①、②為薄油層

當鉆遇薄夾層時，會遇到相反的情況，因為深電阻率探測范圍較大，不會出現明顯的反應，而淺電阻率探測范圍較淺，能夠及時探測出新出現的層位，這一點也很重要，可以指示出目前的位置，也更利于發現薄油層。

3.4 鉆出目的層后的地層傾角計算

當鉆出目的層后，必須調整軌跡返回目的層，這時地質曲線常形成對稱或者不對稱的古堡，根據曲線上標志點的垂深變化和鉆頭的位移，很容易計算出地層傾角。如圖5所示，電阻率曲線呈對稱古堡，地層相同位置A，前后垂深相差0.8m，位移為39m，即可計算出地層傾角為1.2°。

4 結論與體會

(1)在伊朗阿扎得甘油田南阿區塊采用地質導向鉆井技術與配套的鉆井工藝技術，成功的實施了S38水平井地質導向鉆井，應用效果良好;水平井采用地質導向鉆井技術為發現、開發薄油層、厚油層頂部剩余油等復雜油氣藏提供了技術支持，將井眼軌跡控制標準由原來的“幾何中靶”提升為“地質中靶”[6]，大大降低了因地質目標不明確而帶來的鉆探風險，大幅提高了復雜油氣藏的開發成功率。

(2)地質導向鉆井技術在薄油層水平井鉆井方面具有重要作用;由于可以時實監測，在油氣層未受污染時即可取得地質資料，具有更高的準確性和可靠性，使它在油氣層評價中也有非常重要的作用，對某些傳統的測井解釋方法和傳統的油藏評價經驗有了新的看法。

圖5 利用電阻率曲線計算地層傾角

(3)由眾多功能性模塊集成構建的地質導向鉆井系統平臺在地質導向鉆井中真正起到了地質導向鉆井軟件平臺的作用，現場工程師可以在同一平臺上進行軌跡控制、隨鉆解釋、待鉆設計等操作。

[1]江國法.地質導向[J].測井技術信息,2000,13(1):14-23.

[2]王風波,賀兆順.地質導向鉆井技術及其應用.西部探礦工程,2006, 18(7):204-205.

[3]吳得峰,王麗新.分析地質導向鉆井技術在S7P1井的應用.中國化工貿易,2012,8(8):178, 231.

[4]蘇義腦.地質導向鉆井技術概況及其在我國的研究進展[J].石油勘探與開發,2005,32(1):92-95.

[5]李善云,鐘安武.地質導向技術及其應用[J].內蒙古石油化工, 2010,36(23):78-80.

[6]黃根爐,趙金海,趙金洲,等.基于地質導向的水平井中靶優化設計[J].石油鉆采工藝.2004,26(6):1-3.