地質導向工藝及方法

羅鵬

摘要：近年來，隨著油氣開采速度的加快和產量的不斷增加，鉆井過程中地質條件也變得越來越復雜，常規鉆井方法所獲得的數據信息通常都是不精確、模糊、不確定以及非數值化的，給鉆井工作帶來了許多不確定因素。而地質導向鉆井技術的應用，能夠使鉆井過程走所獲取的大量的來源不同鉆井信息通過經常數據庫和模型數據庫進行實時處理，對井眼軌跡進行實時動態跟蹤監測和調整，為薄油層、厚油層頂部剩余油藏以及復雜油氣儲層的地質鉆井提供了技術支持，本文對此進行分析。

關鍵詞：地質導向;鉆井工藝;隨鉆測量;應用研究

1 引言

地質導向鉆井（Geo-Steering Drilling）工藝技術是具有高科技含量的和現代化水平的鉆井技術，該項技術是以油藏儲層為目標，通過對鉆井過程中的各項隨鉆地質、工程參數測量及隨鉆控制手段，對各項數據進行實時動態跟蹤采集、分析、研究并指導井下鉆具鉆進姿態，使井眼軌跡能夠精準鉆入油藏儲層[1]。地質導向鉆井技術對死油區中或者厚油層頂部剩余油藏、邊際油田、較薄的油藏儲層的開采具有重要意義，能有效提高油田產量和采收率。

2 地質導向鉆井工藝技術

地質導向鉆井技術是以井眼軌跡精準鉆入油藏儲層為目標，包括測量、傳輸以及導向三項功能。

（1）測量。主要對電阻率、自然伽馬等近鉆頭參數及井斜角等工程參數進行隨鉆測量。

（2）傳輸。使用MWD（隨鉆測量儀器）和LWD（隨鉆測井儀器）將井下實時動態測量數據傳送至地面處理系統，作為地質導向鉆井決策的依據。

（3）導向。應用井下導向馬達（或鉆盤鉆具組合）作為井眼軌跡導向執行工具，使用無線短傳技術將近鉆頭測量數據不通過導向馬達直接傳送至MWD和LWD并上傳至地面數據處理系統[2]。

（4）軟件系統。軟件系統包括地面信息處理系統和導向決策系統，主要對井下上傳的實時動態數據進行處理、解釋、分析、判斷和決策并指揮導向鉆井工具精準鉆入油藏儲層的最佳位置[3]。

3 地質導向鉆井技術的應用

2016年6-7月，江漢測錄井公司地質研究中心輔助甲方完成了平橋區塊焦頁188-2HF井、焦頁182-6HF井、焦頁184-2HF靜的地質導向工作，取得了預期的效果。現做如下分析

3.1 基本情況

（1）焦頁188-2HF井。完鉆井深5332.00m，其中水平段2065.00m，地層變化由上傾1-2°到下傾1°，再上傾約2°，如圖1。

（2）焦頁182-6HF井。完鉆井深5455.00m，其中水平段1680.00m，地層變化比較陡，整體上傾6-8°，如圖2。

（3）焦頁184-2HF井。完井井深4970.00m，其中水平段1374.00m，底層變化由上傾1-3°到上傾5°，如圖3。

3.2 地層對比

與主要標準井對比如圖4，與鄰井對比如圖5。與標準井相比較，自然伽馬形態特征基本相似，主要標志層基本相同，局部有較小差異，濁積砂段炎性特征及第三小層自然伽馬形態區別不明顯，對地質卡層及水平段層位判斷的準確性增加了難度。與相鄰井眼相比較，三口井的主要標志層特征比較明顯，層位正常。

3.3 地質導向鉆井的難點

（1）難點概述。地質導向主要分為A靶點確定和水平段控制兩部分，A靶點的成功卡取是水平井成功的關鍵，而水平段控制質量的好壞直接影響軌跡在優質儲層的穿越率和井眼軌跡的平滑。

實踐證明，平橋區塊構造復雜，局部構造變化大，地震資料整體品質比較差，預測效果不利于鉆井，只能在實鉆過程逐步探索。

（2）入靶井斜控制。由于地震資料品質差，導致設計靶點與實鉆靶點差距較大，井斜控制難度大。因此只有及時動態調整，才保證A靶點按要求入靶。

（3）層位判斷。層位判斷如圖6。

在水平段鉆進過程中，層位的準確判斷尤為重要，直接影響井斜的調整趨勢和軌跡是否能在優質儲層中穿越。由于平橋區塊局部伽馬形態變化較大，隨鉆伽馬形態很容易將層位判斷錯誤，因此要綜合參考氣測、鉆時、巖性等相關參數對地層準確判斷，以較好的達到地質設計目的。

3.4 應對措施

（1）A靶點準確入靶。A靶點應該落在主力氣層中部，即進入主力氣層15-22m，為確保準確入靶，可以某些小層為依據控制井斜，如表1。

依據表1數據，以井斜50度探濁積砂（濁積砂頂至5小層頂厚度99-123m），以井斜55度鉆穿9小層（9小層底至5小層頂厚度約50m，與一期產建區濁積砂底至5小層頂厚度相當）。根據實鉆數據推算，平橋區塊傾角大體在±5度范圍內，即入靶井斜在85-95度范圍內即可。如以最極端方式計算，5小層至A靶點垂厚以20m計算，按0.2°/m造斜率增斜，120m（預留20m）增斜20度達到入靶角度考慮，剛好下切（理想化以平均夾角10度下切）垂深約20m入靶，操作如下：

A.85度左右入靶，鉆至5小層頂至少達到65度，70-75度較合適。

B.90度左右入靶，鉆至5小層頂至少達到70度，75-80度較合適。

C.95度左右入靶，鉆至5小層頂至少達到75度，80-85度較合適。

由于每口井地層產狀各異，入靶前井斜無法量化至每個小層，在實際鉆探過程中應該實時跟蹤標志層，不斷的預測A靶點垂深，及時調整井斜，直至入靶，平橋區塊導向標致車如圖7。

（2）層位準確判斷。從實鉆井水平段情況看，平橋區塊1小層和3小層的伽馬形態比較相似，但是根據形態現場難以確定層位，其中焦頁188-2HF井和焦頁182-6HF井由于此原因，在水平段鉆進過程中實鉆層位存在爭議。因此應根據以下信息對層位作出現場判斷：

A.氣測顯示：依據鄰井資料及實鉆情況分析，同等條件下，1小層氣測顯示略好于3小層氣測顯示。

B.巖性：依據鄰井取芯資料及實鉆情況分析，1小層巖性相對多樣化，頂部可能鉆遇灰質泥巖，中下部為碳質頁巖（局部有灰質填充物，巖心顯示為裂縫被方解石充填），底部0.5-1.0m為深灰色頁巖，碳質含量極低，氣測顯示比較差;而3小層巖性相對單一，為碳質頁巖，底部偶見灰質泥巖，如圖8。

C.鉆時：1小層由于巖性多樣化，不均質，可鉆性比3小層差。

D.利用三維可視化地質導向軟件建立模型，實時跟蹤軌跡，對地層的預測有一定的參考價值，可以輔助作為判斷地層的依據。

4 結語

地質導向鉆井是科技含量較高的鉆井技術，不僅要精心設計，更為重要的是在鉆井過程中，根據隨鉆測量數據對經驗軌跡進行實時動態調整，實現有效鉆入油藏儲層的最佳位置，實現油井的高產穩產。

參考文獻：

[1]賈青峰.地質導向鉆井技術及應用研究[J].科學與財富，2011（5）：404-405.

[2]高國巖.FEWD地質導向鉆井技術及其應用[J].化工管理，2014（5）：99.

[3]魏忠利.地質導向鉆井技術研究與應用[J].中國新技術新產品，2009（11）：136.