國(guó)產(chǎn)化探邊工具在渤海某油田平臺(tái)中的應(yīng)用

聶光輝 侯得景 陳清正 劉海龍 秦天寶

（1、中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452 2、渤海石油研究院工程技術(shù)研究所，天津300452 3、中海石油有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津300459）

1 國(guó)產(chǎn)化定向工具特征

1.1 DWPR 簡(jiǎn)介

隨鉆方位電磁波電阻率測(cè)井儀（DWPR）是中海油服自主研發(fā)的新一代的電阻率測(cè)量和地質(zhì)導(dǎo)向工具。該儀器采用雙斜正交和軸向收發(fā)天線組合構(gòu)成新型全對(duì)稱補(bǔ)償陣列線圈系，通過(guò)測(cè)量空間多分量電磁信號(hào)，獲得方位電阻率信息及方向性地質(zhì)信號(hào)，由此實(shí)時(shí)反演儲(chǔ)層邊界及電阻率，顯示井眼周圍地層結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)層物性變化情況。該儀器同時(shí)具有方位伽馬成像測(cè)量功能，可實(shí)現(xiàn)環(huán)井周360 度三維主動(dòng)式地質(zhì)導(dǎo)向，大幅提高儲(chǔ)層鉆遇率，降低生產(chǎn)成本，提高單井產(chǎn)量。

當(dāng)前國(guó)產(chǎn)化的地質(zhì)導(dǎo)向工具成功應(yīng)用在12-1/4" 井段和8-1/2"井段，其中在12-1/4 井井段著陸和8-1/2"水平段應(yīng)用較多。本文以8-1/2"井段為例對(duì)使用情況做簡(jiǎn)要說(shuō)明。（圖1）

1.2 典型鉆具組合

8-1/2"井段使用“D+W”標(biāo)準(zhǔn)型工具，掛接DWPR 自研探邊工具，提供MWD 測(cè)量、LWD 測(cè)井、數(shù)據(jù)處理服務(wù)及3D 地質(zhì)導(dǎo)向模型、定向軌跡控制服務(wù)，以V46H 井三開(kāi)8-1/2"井段為例。

鉆具組合如下：8-1/2" PDC BIT + 6-3/4"WellLeader +6-3/4"DWPR + 6-3/4" DSM+ DIM2 + 6-3/4"ABC + BCPM +TOP +6-3/4"Screen Sub + Float Sub + 6-1/2"震擊器5"HWDP*14 根。

其中：

Well Leader 為中海油服自研的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，近鉆頭井斜距離井底1.10m，造斜率可以達(dá)到6.5°/30m，可以通過(guò)地面指令調(diào)整工具面和造斜力度，可以保證井眼清潔和降低局部狗腿。

DWPR 為國(guó)產(chǎn)化的隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向工具，配合國(guó)產(chǎn)化的MWD（BCPM）實(shí)現(xiàn)方位電阻率和地質(zhì)信號(hào)的傳輸，傳輸速率可以達(dá)到3bps，并且可以通過(guò)地面指令調(diào)整工作模式，自然伽馬測(cè)量精度達(dá)到±3API@100API，電阻率測(cè)量精度也達(dá)到了國(guó)際一流水平。

2 渤海某油田區(qū)塊作業(yè)介紹

圖1 DWPR 工具示意圖

渤海某油田構(gòu)造為一個(gè)在基底隆起背景上發(fā)育起來(lái)的，處于郯廬斷裂帶上的，受兩組近南北向走滑斷層控制的斷裂背斜。油田主體夾持在兩組走滑斷裂帶之間。近北東走向的正斷層使構(gòu)造的形態(tài)進(jìn)一步復(fù)雜化，走滑斷層及正斷層將整個(gè)構(gòu)造由北至南切割成十幾個(gè)斷塊。

本平臺(tái)所處區(qū)域?yàn)? 區(qū)南，依據(jù)“旋回對(duì)比、分級(jí)控制”原則，結(jié)合生產(chǎn)井鉆探情況，綜合地層厚度、油層發(fā)育情況以及與地震反射層位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將含油目的層段劃分13 個(gè)油組，結(jié)合儲(chǔ)層的發(fā)育特征及垂向上的韻律性，13 個(gè)油組又可以進(jìn)一步細(xì)分為47 個(gè)小層。出于精細(xì)化開(kāi)發(fā)和最大化開(kāi)采剩余油的考慮，水平井一般只開(kāi)采其中某個(gè)小層，而垂深從0.8m-20m 不等。

伴隨油田開(kāi)發(fā)不斷深入，注水成為油田穩(wěn)產(chǎn)的主要驅(qū)動(dòng)方式，隨之而來(lái)的是水淹層明顯增多，這也對(duì)軌跡控制提出了更高的要求，探邊工具逐漸成為水平井鉆井的標(biāo)配，隨著國(guó)產(chǎn)化探邊工具的研發(fā)成功和逐漸穩(wěn)定，渤海某油田逐步引入了D+W的工具用來(lái)替代原來(lái)的進(jìn)口儀器。

2.1 區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn)

圖2 渤海某油田平臺(tái)槽口圖

表1 渤海某油田基本數(shù)據(jù)

2.2 作業(yè)難點(diǎn)

2.2.1 油田屬于河流相砂體沉積，儲(chǔ)層變化大，雖有鄰井資料參考，但是砂體尖滅的情況時(shí)有發(fā)生。

2.2.2 油田層位較薄且不均質(zhì)，而且水淹嚴(yán)重，鉆進(jìn)中需要根據(jù)油藏和研究院隨時(shí)調(diào)整軌跡。

2.2.3 平臺(tái)處于油田老平臺(tái)之間，主要是加密調(diào)整井為主，防碰較為嚴(yán)重，少數(shù)井的防碰系數(shù)小于1.0。

2.2.4 地層壓力由于注水井影響，超壓和虧壓的情況多見(jiàn)且預(yù)測(cè)困難。

2.3 作業(yè)效果

平臺(tái)當(dāng)前已完成50 口井的鉆完井作業(yè)，其中水平井達(dá)到了23 口，其中11 口水平井使用了國(guó)產(chǎn)化的探邊工具，使用效果良好。

表2 渤海某油田平臺(tái)水平井完鉆基本數(shù)據(jù)

通過(guò)表格對(duì)比，國(guó)產(chǎn)化探邊工具在平均機(jī)械鉆速、油層鉆遇率等方面均達(dá)有較好的表現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)的工具經(jīng)受住考驗(yàn)，同時(shí)為降本增效提供了可參考的模板。同時(shí)，隨著國(guó)產(chǎn)工具在水平段的良好表現(xiàn)，12-1/4"井段著陸井段的定向工具也在平臺(tái)有序的開(kāi)展。

3 作業(yè)程序

以V06H 為例，簡(jiǎn)單介紹一下操作流程：V06H 井開(kāi)采層位L42，油層厚度5.2m，中水淹，軌跡方面與鄰井V05 井，V23 井分離系數(shù)小于1.2。本井使用國(guó)產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向D+W 進(jìn)行著陸，著陸深度同時(shí)8-1/2"井段采用國(guó)產(chǎn)工具進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向。

3.1 作業(yè)程序

3.1.1 井口組合鉆具作業(yè)

按順序從下到上組合鉆具，組合時(shí)使用護(hù)絲保護(hù)扣端面，避免吊裝時(shí)磕碰，按規(guī)定扭矩安裝TIP，將硬連接底部和TIP 觸點(diǎn)位置清理干凈，確認(rèn)好壓縮量。井口初始化工具，測(cè)試正常后，準(zhǔn)備淺層測(cè)試。

3.1.2 井口淺層測(cè)試

安裝鉆桿濾網(wǎng)，接頂驅(qū)開(kāi)泵測(cè)試，排量1800-2000L/min，正常解碼后，出一組測(cè)斜和幾組測(cè)井序列，并查看測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及We11eader 狀態(tài)是否正常，地面發(fā)送指令，查看數(shù)據(jù)回傳正常后下鉆。

3.1.3 實(shí)時(shí)鉆井和測(cè)井作業(yè)

設(shè)定與井下工具匹配的參數(shù)，調(diào)校深度和大鉤懸重，通過(guò)發(fā)送指令，查看解碼是否正常。地質(zhì)導(dǎo)向人員從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反演出泥巖邊界信息、地層三維構(gòu)造模型，最大限度提高儲(chǔ)層鉆遇率。正常鉆進(jìn)過(guò)程中根據(jù)油藏和研究院的地震反演，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，調(diào)整下步軌跡。

通過(guò)近鉆頭數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，本井鉆進(jìn)至2582m 成功著陸，2998m 三開(kāi)水平段完鉆，最終油層鉆遇率96%，著陸井段和水平段軌跡調(diào)整迅速有效，完全滿足油藏需求。

3.1.4 出井下載數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理

起鉆至井口，下載內(nèi)存數(shù)據(jù)得到最終的電阻率等測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。填寫(xiě)環(huán)境參數(shù)，用于內(nèi)存處理，并輸出最終內(nèi)存測(cè)井圖和LAS文件。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

國(guó)產(chǎn)化工具在應(yīng)用中取得了理想的效果，同時(shí)使用中的也做了大量的改進(jìn)，以保證工具的可靠性：

3.2.1 固件版本升級(jí)為支持DWPR 的最新版本，設(shè)備動(dòng)員前確認(rèn)固件版本，保證兼容性。

3.2.2 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)前期穩(wěn)定性不高，通過(guò)修復(fù)軟件，解決了傳輸問(wèn)題。

3.2.3 DWPR 內(nèi)存高速下載不方便，通過(guò)改造測(cè)試盒，使得有效下載速率提高至900Kbps-1Mbps。

3.2.4 DWPR 探邊工具對(duì)鉆井參數(shù)基本無(wú)特殊要求，ROP可以達(dá)到90m/h，頂驅(qū)轉(zhuǎn)速上限180RPM。

3.2.5 在保證數(shù)據(jù)精度的情況下盡量提高采樣率，采樣率可調(diào)，正常情況下，10s 采樣率，探邊內(nèi)存4 個(gè)點(diǎn)/1m，可滿足90m/h的機(jī)械鉆速。

4 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

4.1 國(guó)產(chǎn)化探邊工具包括配套的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向和近鉆頭伽馬工具的應(yīng)用填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和隨鉆測(cè)井工具的空白，打破了國(guó)外公司技術(shù)壟斷。

4.2 隨著海上精細(xì)化開(kāi)發(fā)的要求，水平井布置會(huì)越來(lái)越多，國(guó)產(chǎn)化探邊工具在未來(lái)會(huì)大有市場(chǎng)，有巨大的應(yīng)用空間。

4.3 國(guó)產(chǎn)化工具通過(guò)應(yīng)用不斷補(bǔ)齊短板，在ROP、采樣率、油層鉆遇率等關(guān)鍵指標(biāo)上都達(dá)到了先進(jìn)水平。

4.4 后續(xù)的方向需要進(jìn)一步提高工具和軟件的穩(wěn)定性，高溫高壓和其它惡劣井況下的作業(yè)性能需要提升。