水平井井軌跡精準控制技術分析

李鵬飛，么春雨，陳川(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

1 水平井著陸過程中存在的問題

渤海地區斷層發育，深切生油巖的大斷層是油氣運移至中淺層通道，在形成圈閉時，斷層與儲層的耦合關系決定著油氣聚集成藏，故油藏油氣水系統復雜。目的層中淺層明化鎮組沉積相上屬于極淺水三角洲沉積，儲蓋組合條件好，泥巖較發育，砂體厚度一般為5～15m，呈“泥包砂”特征。基于儲層特點，海上高效開發此類油氣藏，必須以水平井為主，相比于定向井，水平井能有效擴大泄油面積，降低生產壓差，提高單井產量和最終采收率，真正做到少井高產。

(1)水平井著陸目的層預測精度有限。首先，中淺層明化鎮組儲層特征上看，受河控作用影響強，分流河道分叉，改道頻繁，橫向和垂向上變化快，儲層夾層泥巖發育，儲層厚度薄等特點，這使得傳統標志對比與預測效果差。其次，基于該類油藏成藏規律，斷層發育，使得原有斷續分布儲層變得更加復雜，對比預測及地震跟蹤難度大。最后，目前該類油氣藏儲層地質信息預測，主要技術手段為地震反演解釋，但受其自身技術局限，分辨率達不到精細油藏描述對單砂體的要求，故預測精度有限，對現場控制水平井成功著陸帶來極大困難和隱患。

(2)著陸時帶隨鉆測井曲線在井底處存在盲區。受隨鉆測井儀器工藝決定，井底大約15m井段存在盲區，無法依據測井對其含油性及物性進行判別，故對于薄層油層水平井著陸影響較大。國外有比較先進儀器改善盲區問題，如斯倫貝謝的PeriScope工具，儀器零長為1～3m，但費用高昂。

(3)井眼軌跡調整變化急。基于儲層薄且變化超出預期，井眼軌跡調整變化被動、緊急。如發現儲層加深，需立即降斜找油，易造成“板凳型”井眼軌跡。或是如發現儲層提前，需立即增斜至儲層合理位置，易造成局部狗腿度較大。

以上三方面問題對水平井著陸、軌跡控制影響較大。

2 現場快速精細對比及預測技術

針對儲層預測精度有限及優快鉆井的客觀情況，建立了現場快速精細對比方法，提高預測精度，同時適應現場快速作業節奏。該方法主要分為兩個部分。

(1)在渤海首次提出建立著陸目的層精細劃分及認識模型。在水平井著陸時，井斜較大，一般在85°左右，按電阻率曲線形態可以清晰劃分出四種類型：陡升型、臺階型、緩升型及夾層型(圖1)，這四種類型與測井相箱型、鐘型、指型及組合型的頂部具有相同地質意義。而且現場對這四種模型形態有進行了精細化剖析，找出每種模型與巖性組合的對應關系，如陡升型對應的巖性組合為泥巖+細砂巖組合、臺階型對應巖性組合為泥巖+粉砂巖+細砂巖組合、緩升型對應的巖性組合為泥巖+泥質粉砂巖+粉砂巖+細砂巖組合及夾層對應的巖性組合為泥巖+粉砂巖(夾層)+泥巖+細砂巖組合。

圖1 水平井著陸目的層精細劃分及認識模型圖

(2)在渤海首次提出建立現場快速精細對比方法及預測技術。以現場巖性識別為手段及優勢，快速建立目的層巖性組合，然后與鄰井目的層巖性組合及模型形態進行精細對比(圖2)，提高儲層預測精度，該方法與傳統標志層對比相比，距目的層更接近，預測控制精度高。同時豐富了現場地層對比手段及方法。

圖2 現場快速精細對比及預測

3 測井盲區中“綜合錄井”先鋒導向技術

針對測井盲區問題，必須充分發揮綜合錄井先鋒導向作用，對盲區儲層物性及含油性進行定性判斷。該套技術方法也主要分為兩個部分。

(1)在渤海首次提出通過近鉆頭綜合錄井技術識別儲層物性。通過研究區塊大量測井與鉆井參數及氣測曲線進行比對分析，得出鉆井參數ROP(鉆時)與隨鉆測井GR、氣測曲線C1與隨鉆測井電阻率曲線具有很好的擬合性，故調整ROP刻度范圍為0.1-10(min/m)，氣測曲線C1的刻度范圍為0.1-10(%)，并同時采用對數刻度，得出交會圖可以很好的識別盲區儲層與非儲層；進一步研究發現，儲層物性越好及含油飽和度越高，鉆時ROP越低，氣測值越高的規律，通過數據統計及分析得到“甜心區”識別指數：

式中n取1～2之間，根據不同區塊取不同經驗值，在某井中做出的成果圖甜心區即好儲層界面與測井解釋一致(圖3)。

圖3 交會圖及“甜心區”識別成果圖

(2)提出通過近鉆頭綜合錄井技術識別儲層含油性。通過氣測解釋方法，如氣體比率法、“3H”比值法等識別出的油氣水界面與測井解釋一致。

4 科學、平滑軌跡控制技術

針對軌跡調整變化急，本項目通過引進成熟技術，提出科學、平滑化軌跡控制著陸技術，以降低現場施工難度及風險。該套技術方法也主要分為兩個部分：

(1)科學找油模式。在前面精細化對比預測及盲區綜合錄井導向下，引進科學成熟的穩斜找油模式。該模式主要分為兩個階段，A.穩斜找油階段；B.進儲層增斜階段。

在A階段得出井眼軌跡控制公式：

B階段得出公式：

式中：k為造斜率；α為找油角度；β為水平段預留角度；h為進儲層垂深；Δh為儲層預測誤差值；Δx為水平段損失長度。

根據地質設計井位建議書，可以查出β及h值，進而可以找出k與α變化關系，以某井為例，水平段預留角度β=90°，進儲層垂深h為2m，代入公式可以得出造斜率

得到造斜率k與找油角度α的變化規律曲線(圖4)。

圖4 造斜率k與找油角度α變化曲線圖

依據上面曲線變化關系，在現場可控造斜率k=3.27下，選擇合理找油角度α=85°，可以使井眼軌跡平滑。

(2)非常規著陸補救措施。如果發生儲層變化不可控，在渤海首次提出非常規著陸的補救措施。①儲層提前較多，且含油有效厚度較厚，軌跡控制在現場可控制造斜率下，直接增斜至儲層合理位置；②儲層提前較多，且含油有效厚度較薄；或是儲層變差，含油有效厚度較薄，軌跡調整無法滿足油藏需求，轉變思路在保證產能的情況下，改井型、井別及完井方式，如改水平井為大斜度井。

5 結語

本水平井著陸技術組合在渤海多個區塊成功應用，取得了良好應用效果，對周邊具有相似構造背景的復雜斷塊油田具有一定推廣意義。隨著渤海油田開發進入中后期，將進入精細開發階段，大的開發項目越來越少，“邊、老、碎、深”開發項目會越來越多，該項技術將發揮更加重要的作用。