地質導向技術在瑪湖區塊的應用分析

張瑞平，宋朝暉，李 彬，毛 健，聶 濤，付 仕

（1．中國石油西部鉆探定向井技術服務公司，新疆烏魯木齊 834000；2．中國石油西部鉆探工程技術研究院，新疆烏魯木齊 834000）

瑪湖區塊儲層分布相對穩定，連續性好，個別斷塊的油層不整合發育，存在較多的泥巖夾層，非均質性強，縱向上儲層厚度和傾角不確定性高。在水平井實施過程中為了確保井眼軌跡準確著陸，更好地認識儲層分布特點，提高油層鉆遇率，采用地質導向鉆井技術。隨著地質導向的發展，邊界探測工具（即為探邊）為當前最先進的地質導向工具，但費用高昂，在當前時期如何既能滿足地質導向目標同時又能降低費用是當前急需解決的難題。瑪湖區塊作為新疆油田公司近年重點開發的區塊，為提高開發效益，應用“工廠化+體積壓裂”的作業方式進行開發，部署了大量水平井。2016—2017年瑪18區塊部署實施水平井50多口，平臺式水平井井距為500.0 m，水平段長度以1 200.0，1 600.0 m為主，為了達到“提產、提效、降成本”的開發目標，滿足油藏開發要求，水平井鉆井全部應用地質導向技術。

瑪 18井區開發儲層為三疊系百口泉組的百一段和百二段油層，分布相對穩定，部分斷塊垂直走向上存在不確定性，夾層多。前期的開發水平井實施過程中為確保油層鉆遇率，全部采用邊界探測地質導向技術，平均鉆遇率達97.0%以上，達到了預期的油層鉆遇效果，但需要支付高昂的導向費用。結合該區塊地質分布特征和前期完成井地質導向實施情況，在后期的平臺水平井開發中將邊界探測地質導向和常規LWD地質導向兩種技術結合使用，達到油藏開發目的，將大大地降低作業成本。

1 地質導向技術

地質導向是在水平井鉆井工程中運用隨鉆測井技術、隨鉆測量、工程應用軟件和綜合錄井技術來控制水平井軌跡在儲層有利位置穿行，實現單井產量和投資收益最大化，在各大油田得到廣泛應用。從地質導向技術的發展來看，地質導向技術的進步主要依托于隨鉆測井工具的進步，而近年隨鉆測井工具作為地質導向的核心得到了很大的發展，從傳統的常規自然伽馬、電阻率發展成為方向性邊界深探測的預判式導向技術（探邊地質導向），最具代表性工具是斯倫貝謝的PeriScope、貝克休斯的AziTrak和哈里伯頓的ADR[1]。依據隨鉆測井工具的不同，地質導向方式可分為常規 LWD地質導向和探邊地質導向。與常規LWD地質導向相比，探邊地質導向技術具有 360°方向測量、探測深度更深和明確地層邊界的特點（表1）。

當PeriScope工具從電阻率較低的地層鉆入電阻率較高的地層時，PeriScope方向曲線呈正信號，反之呈負信號。如果在工具探測的范圍內沒有明顯的電阻率變化，那么PeriScope方向曲線為0。該工具電阻率的測量與傳統的電阻率測量方法類似，但是其方向性卻非常明確。

表1 兩種地質導向技術特點對比

2 探邊地質導向的應用

PeriScope是一個探測深度較深并具有方向性測量的隨鉆測井工具，應用實時導向軟件，通過對測量參數的反演，能夠估算出工具到地層邊界的距離和地層邊界的延伸方向。在鉆具組合中，該工具距離鉆頭為11.0～12.0 m，在儲層電阻率和非儲層電阻率差異足夠大的情況下能夠識別4.0～5.0 m的邊界，可判斷井眼軌跡相對目的層邊界的位置，為實時地質導向提供可靠的依據。

2016年應用探邊工具在瑪湖區塊成功應用于4口井，在水平段鉆進過程中，探邊工具準確地探測到儲層邊界位置，確保水平井鉆遇率的同時也保證了井眼軌跡平滑，提高了井眼質量與鉆井效率，平均油層鉆遇率為99.3%。以艾湖井區AhHW2001井為例，該井目的層是百口泉組百一段油層，砂體厚度為 4.0～5.0 m。實施前根據周圍鄰井測井曲線顯示，百三段之上地層對比關系較好，百三段砂體橫向發育不穩定，對比性較差，而百二段砂巖厚度及層內泥巖夾層發育不穩定，不確定性大。使用PeriScope工具進行導向，在著陸過程中通過地層對比、巖性分析準確地預判了地層提前，并及時調整軌跡，鉆至A點時，實際著陸A點垂深比設計淺11.8 m，地層約2.5°下傾。該井水平段長1 202.0 m，油層鉆遇率為100%。

AhHW2001井成功實施對瑪湖其他區塊具有借鑒作用，由于開發目的層厚度、電性特征相似，探邊工具能發現地層走向，有效避免鉆遇泥巖，給瑪湖區塊的瑪18井和瑪131井區下一步的水平井開發積累了經驗。

3 地質導向在瑪湖18井區應用分析

瑪湖凹陷三疊系百口泉組主體屬平緩斜坡背景下的淺水扇三角洲沉積，構造基本表現為東南向傾斜的平緩單斜，局部發育低幅度平臺、背斜或鼻狀構造，斷裂較發育[2]。

3.1 瑪18井區水平井部署及油層分布

瑪 18井區百口泉組油藏開發由于受到地面環境的影響[3-4]，應用 “工廠化”作業方式進行開發，部署的水平井分布在四個主要斷塊上，分別為：瑪18斷塊、艾湖1斷塊、艾湖6斷塊和艾湖013斷塊。以該區塊已鉆井的資料為基礎，分析油層分布情況，選擇參考井進行油層連通剖面對比，結果表明全區整體目的層油層連續性好，部分井砂體含泥巖夾層。其中，艾湖1斷塊和艾湖013斷塊目的層連通好、油層較厚（6.0～10.0 m）、儲層較為穩定；而瑪18和艾湖6兩個斷塊隔夾層發育、泥巖夾層較多、物性變化大、非均質性嚴重、縱向上儲層厚度和傾角不確定性高。

3.2 常規LWD地質導向

常規地質導向是利用常規電阻率、自然伽馬和錄井參數結合進行地質導向的方法[5-6]，通過分析瑪18井區百口泉組地層的巖性特征、電性特征，建立地質導向的靜態模型，在實鉆過程中結合LWD和綜合錄井信息，實時進行地層精細對比[7-8]，開展地層劃分，確定標志層，對入靶深度進行精確控制，實時指導鉆井井眼軌跡，使軌跡穿行在油層中的有利位置，主要步驟為：①入靶前靶點預測和調整。利用鄰井已鉆井資料，在造斜鉆進過程中，找準標志層，預測靶點垂深，及時調整軌跡，著陸入靶。②入靶后的水平段軌跡調整。進入水平段后確保軌跡在油層中的有利位置穿行，依據前期的地層傾角預測和實時LWD數據，結合錄井鉆時、氣測、巖屑等資料判斷軌跡在油層中的位置，據此調整井斜。

3.3 地質導向方法應用分析

以艾湖1斷塊的MaHW6122井平臺為例，設計開發目的層為百一段，A點垂深為3 893.5 m，水平段長1 200 .0 m，設計水平段方位角180°，井斜角88.28°，油層厚度為6.0 m。該平臺井實施前利用與設計方向一致的兩鄰井資料進行對比分析，以地質特征明顯、沉積較穩定的百二段作為標志層。實鉆過程中依據 LWD曲線和錄井巖屑特征卡準標志地層，鉆至百二段及時與設計靶點垂深進行對比分析，根據垂深變化的差值及時對待鉆軌跡進行調整，確保軌跡著陸成功。該平臺實施的第一口水平井MaHW6122采用探邊地質導向，從而可以明確平臺附近實際水平段地層傾角走向，后續實施的三口水平井就可應用常規LWD地質導向技術，實鉆過程中依據設計井斜角、方位角和MaHW6122井實際地層傾角，再結合實測LWD曲線、錄井參數變化分析對比出軌跡在油層中的位置，指導水平段井斜角、方位角的控制，從而確保井眼位置和油層鉆遇率。

依據上述分析得到，在瑪18斷塊、艾湖6斷塊南面構造低部位，目的層內的夾層厚度平面上變化較大，所建地質模型的確定性相對較低，為了保障油層鉆遇率，建議使用探邊工具進行地質導向。而艾湖1斷塊、艾湖013斷塊的地層目的層單一、油層比較厚、沉積厚度平面上變化不大，所建地質模型的確定性較高，考慮到夾層的干擾，每個平臺第一口井使用探邊工具進行地質導向。摸清楚標志層和儲層情況后，平臺中其他實施的水平井使用常規LWD進行地質導向，既滿足設計地質要求的油層鉆遇率，又降低了地質導向服務作業成本，達到較好的性價比開發。

4 結論與建議

（1）地質導向過程是鉆井技術、隨鉆測錄井和油藏工程技術的結合實施過程，根據地層情況對實鉆軌跡及時調整，達到高效鉆遇儲層的目的。對于目的層厚度較大、平面上沉積穩定、地層傾角相對穩定的水平井使用常規LWD地質導向技術。

（2）瑪湖區塊工廠化水平井實施各平臺第一輪井使用探邊工具進行地質導向，為后期平臺其他井的地質導向工具的選擇提供參考和借鑒，對于同一鉆井平臺相鄰的水平井實施不連續使用探邊工具進行地質導向，降低作業成本。隨著環瑪湖勘探開發的進程和對地層構造認識程度的深入，常規LWD地質導向與探邊地質導向技術優化使用，將是規模化開發中的最優性價比地質導向方式。

（3）瑪湖區塊的大面積開發，同時工作的作業面較多，出現探邊工具緊缺問題，在水平段實施中優化探邊地質導向和常規LWD地質導向結合使用，既解決了工具緊缺問題，又降低了作業成本。