油田高精度勘探開發(fā)背景下錄井技術(shù)需求與對策

謝洪路

(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300450)

0 引言

在油氣鉆井過程中，錄井能夠準(zhǔn)確識別巖性并評價儲層物性和含油氣性，是地質(zhì)人員建立地層剖面以及發(fā)現(xiàn)油氣的重要方式。隨著油田勘探開發(fā)精度不斷提升，錄井所面臨的地質(zhì)問題也更加復(fù)雜。在該背景下，如何重新對錄井進(jìn)行定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)錄井采集、處理以及解釋評價技術(shù)的更好發(fā)展，成為錄井人重點(diǎn)關(guān)注的問題。

1 油田高精度勘探開發(fā)背景下錄井技術(shù)需求

1.1 在復(fù)雜地層條件下能夠準(zhǔn)確識別巖性

地層對比離不開準(zhǔn)確的巖性識別。隨著油氣行業(yè)快速發(fā)展，復(fù)雜探區(qū)勘探開發(fā)力度增加，同時鉆井提速增效顯著，這為錄井準(zhǔn)確快速識別巖性帶來了挑戰(zhàn)。火成巖巖性復(fù)雜類型多樣，受噴發(fā)期次以及溶蝕作用影響，平面分布無明顯規(guī)律，縱橫向變化快，難以準(zhǔn)確識別。潛山界面風(fēng)化嚴(yán)重，內(nèi)幕構(gòu)造復(fù)雜，并且有裂縫發(fā)育，在錄井過程中準(zhǔn)確識別巖性并卡準(zhǔn)潛山界面存在較大難度[1]。混積巖儲層包括多種巖性，不同巖性之間在成分以及結(jié)構(gòu)方面存在較大差異，直接造成測井響應(yīng)不夠清楚，增加了鄰井對比以及巖性識別的難度。山前帶地質(zhì)條件復(fù)雜，鉆井工藝難度大，在PDC 鉆井條件下巖屑破碎嚴(yán)重，很大程度上增加了錄井巖性識別難度。

1.2 及時準(zhǔn)確評價儲層物性

儲層物性包括孔隙度、滲透率和含油飽和度等，是進(jìn)行儲層描述的重要參數(shù)，也是油藏開發(fā)的重要指標(biāo)。通過錄井?dāng)?shù)據(jù)對儲層物性進(jìn)行評價一直是薄弱環(huán)節(jié)，為提升解釋儲層物性的準(zhǔn)確性，多學(xué)科相互融合已經(jīng)成為重要的發(fā)展趨勢。為此技術(shù)人員在評價研究中融合地質(zhì)、鉆井、井筒信息等多學(xué)科知識，創(chuàng)新開展多項(xiàng)研究，比如：在含油氣評價中聯(lián)合氣測、地化、鉆井液分析、熒光檢測等多種數(shù)據(jù)進(jìn)行評估；融合核磁錄井、巖心掃描數(shù)據(jù)結(jié)果等鉆速鉆時等數(shù)據(jù)對儲層物性進(jìn)行綜合解釋[2-3]。雖然這些技術(shù)取得了一定效果，但在取心越來越少的背景下，錄井對儲層物性的解釋主要停留在定性階段，這也是導(dǎo)致錄井?dāng)?shù)據(jù)難以參與油田后續(xù)研究的一個重要原因。

1.3 準(zhǔn)確評價儲層流體性質(zhì)

目前油氣勘探逐漸向著低滲透、高埋深和難鉆探方向發(fā)展，勘探目標(biāo)日益復(fù)雜，錄井過程中油氣識別和儲層流體性質(zhì)評價難度顯著增加，體現(xiàn)在如下幾個方面：

(1)儲層流體識別困難。部分情況下錄井解釋為油層，但是試油結(jié)果為水層，錄井氣測值很低，但試油結(jié)果卻顯示為油層，受地層乳化水影響，氣測難以有效反映儲層流體性質(zhì)。

(2)低電阻儲層識別難度大[4]。當(dāng)儲層泥質(zhì)含量、束縛水飽和度較高或者井筒受泥漿侵入影響時，油層電阻較低，錄井以及測井響應(yīng)特征不明顯，難以有效反映油氣藏特征。

(3)對高壓低滲儲層以及火山巖等特殊油氣藏尚無有效的評價手段。

(4)對薄油層錄井油氣識別困難。

(5)在泡沫以及氣體等特殊鉆井工藝情況下，錄井油氣識別困難[5]。

(6)對致密油以及頁巖油等缺乏有效的錄井評價方式。

1.4 鉆井風(fēng)險的準(zhǔn)確評估和預(yù)警

在工程鉆井過程中，一旦出現(xiàn)工程事故會極大地影響鉆井質(zhì)量和效率，目前鉆井工程預(yù)警方式主要為單參數(shù)門限值結(jié)合人工綜合判斷模式。在現(xiàn)階段鉆速顯著增加，井下工具條件非常復(fù)雜的情況下，工程事故預(yù)報的及時性和準(zhǔn)確性較低。普遍應(yīng)用的綜合錄井儀在鉆井過程中可以系統(tǒng)采集工程、氣測以及鉆井液相關(guān)數(shù)據(jù)，但缺乏對地下數(shù)據(jù)的采集處理能力。在評價預(yù)警中，如何通過智能化技術(shù)應(yīng)用將專家的思維分析過程轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)的自動判斷，并將專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為預(yù)警經(jīng)驗(yàn)，是提升鉆井風(fēng)險評估準(zhǔn)確性，避免事故發(fā)生的關(guān)鍵。

1.5 及時有效數(shù)據(jù)處理為現(xiàn)場快速決策提供支持

當(dāng)前勘探開發(fā)難度、復(fù)雜性和節(jié)奏均明顯增加，現(xiàn)場組織更加周密，不同工序之間的銜接也更加緊密，鉆井周期以及成本均要嚴(yán)格控制。為實(shí)現(xiàn)上述目的，要進(jìn)一步提升現(xiàn)場錄井信息處理的及時性和有效性。在油田開發(fā)力度持續(xù)提升的背景下，具有較高采收率的大位移井和水平井占比不斷提升，施工難度不斷增大。為實(shí)施統(tǒng)一的決策部署，目前國內(nèi)很多油公司紛紛建立決策指揮中心，以期實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)體制與數(shù)據(jù)信息二者之間的有效匹配，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)部門以及人員的共享，為現(xiàn)場快速科學(xué)決策提供依據(jù)。為提高數(shù)據(jù)信息處理時效，錄井工作人員在面對大量數(shù)據(jù)時，要具備可靠敏感參數(shù)的篩選能力，從而可以實(shí)現(xiàn)信息的快速處理和實(shí)時共享。

2 錄井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.1 錄井?dāng)?shù)據(jù)采集技術(shù)

從錄井?dāng)?shù)據(jù)信息采集的發(fā)展趨勢上來看，開始從宏觀向微觀，從礦物信息到元素信息、從氣體向流體方向轉(zhuǎn)變，并借助各種傳感器實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時采集。但數(shù)據(jù)采集在精準(zhǔn)化和系統(tǒng)性方面還存在一定的不足，同時在線化程度也有待于進(jìn)一步提高。通過智能化采集將大量手工方式完成的工作交由機(jī)器自動完成，可以有效降低人為因素干擾，并提升數(shù)據(jù)采集效率。錄井?dāng)?shù)據(jù)主要為定性數(shù)據(jù)，平面上可比性較差，通過智能化和自動化采集將會明顯改善數(shù)據(jù)質(zhì)量，更好發(fā)揮錄井專業(yè)的優(yōu)勢。在無線采集方面，通過應(yīng)用局部網(wǎng)絡(luò)等無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及各種傳感器和控制器對相鄰井場或相鄰平臺進(jìn)行無線數(shù)據(jù)采集，在保障質(zhì)量的情況下有效降低成本。

2.2 錄井?dāng)?shù)據(jù)處理技術(shù)

目前基本實(shí)現(xiàn)了環(huán)境影響因素校正，對不同數(shù)據(jù)格式的快速轉(zhuǎn)換和提取，并形成巖性、壓力以及含油氣性剖面，為錄井資料的解釋引用奠定了良好基礎(chǔ)。但一些采集資料尚未形成系統(tǒng)完備的處理方法，影響了解釋的定量化和精細(xì)化。錄井?dāng)?shù)據(jù)類型多樣，并且在采集過程中受到地質(zhì)條件以及鉆井因素的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理難度較大，亟待建立規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的處理流程和方法如下：(1) 由定性解釋向定量解釋方向發(fā)展，通過數(shù)字化處理，增加使用期限和平面的可對比性；(2)由離散數(shù)據(jù)向連續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)，將現(xiàn)場采集到的多種錄井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化處理，將不連續(xù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)深度剖面，比如地化譜圖的定量化表征、巖屑定量化描述等；(3)形成處理流程標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的軟件批量處理，提升數(shù)據(jù)處理效率和精度。

2.3 錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋評價技術(shù)

經(jīng)過近些年發(fā)展，錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋評價技術(shù)已經(jīng)趨于完善，對原油性質(zhì)、儲集層、流體性質(zhì)、水淹層以及油氣產(chǎn)能等均形成了較為成熟的評價技術(shù)體系和解釋圖版，部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動解釋和現(xiàn)場快速解釋。但目前也存在一定的局限，主要體現(xiàn)在重經(jīng)驗(yàn)輕理論，對部分技術(shù)存在過分夸大，不能實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)信息的綜合應(yīng)用，部分單項(xiàng)解釋技術(shù)尚停留在定性判斷上等。此外，鉆井決策要求能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋，但現(xiàn)階段采集處理標(biāo)準(zhǔn)化和定量化程度相對較低，智能化尚未完全實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)解釋較為滯后。因此需要進(jìn)一步推動錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋技術(shù)發(fā)展，主要包括如下四個方面：(1) 加強(qiáng)專業(yè)融合，加強(qiáng)錄井與測井、地震、地質(zhì)等專業(yè)溝通交流，形成跨專業(yè)的解釋模型或者圖版，拓展解釋思路；(2)針對當(dāng)前錄井?dāng)?shù)據(jù)解釋中存在的問題持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，形成適合油田地質(zhì)特點(diǎn)的解釋圖版和評價模型，克服單一方法在解釋中存在的局限，創(chuàng)新研發(fā)綜合性錄井解釋評價軟件；(3)快速隨鉆解釋，進(jìn)一步提升錄井解釋的時效性，推動錄井解釋的批量化和智能化發(fā)展，提升解釋效率；(4)優(yōu)化成果展示，主要目的是讓錄井解釋成果能夠更好地呈現(xiàn)出來，促進(jìn)成果的應(yīng)用，方便數(shù)據(jù)的管理和調(diào)取。

3 油田高精度勘探開發(fā)背景下錄井技術(shù)對策

3.1 加強(qiáng)錄井采集數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

加強(qiáng)錄井采集數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是提升錄井工作質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。為提升錄井采集數(shù)據(jù)質(zhì)量控制水平，要形成完善的考核體系，具體體系如下：(1)明確考核指標(biāo)，將巖性剖面符合率、層位卡準(zhǔn)率以及油氣層解釋符合率等作為重要考核指標(biāo)；(2) 形成錄井?dāng)?shù)據(jù)資料驗(yàn)收評級制度，基于資料質(zhì)量進(jìn)行評價，包括優(yōu)秀、合格、不合格，定期發(fā)布評級結(jié)果，之后在規(guī)定期限內(nèi)完成資料的入庫；(3) 開展油氣層解釋評價后評估工作，定期考核油氣層解釋符合率并公布結(jié)果，提升工作人員對油氣層解釋的重視程度；(4) 形成跟蹤考核機(jī)制，切實(shí)將考核制度落到實(shí)處，確保錄井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.2 強(qiáng)化錄井采集技術(shù)集成

目前已經(jīng)形成了數(shù)十種錄井技術(shù)，每種技術(shù)均具有其特點(diǎn)和適用性。為提升錄井?dāng)?shù)據(jù)采集質(zhì)量，要基于油田具體地質(zhì)問題，對不同技術(shù)進(jìn)行合理組合，來獲得最優(yōu)的技術(shù)解決方案，逐漸形成針對巖性、物性、流體、地層可鉆性以及工程事故風(fēng)險預(yù)警的錄井技術(shù)系列。同時，積極推動錄井?dāng)?shù)據(jù)采集定量化、智能化和無線化發(fā)展，降低人為干擾，提升錄井?dāng)?shù)據(jù)的可信度。

3.3 積極推動隨鉆快速評價

近些年隨著數(shù)據(jù)增多以及新技術(shù)的推廣，錄井解釋評價領(lǐng)域也在不斷拓展，在過去油氣層解釋評價的基礎(chǔ)上，還涉及巖性剖面建立、地層可鉆性評價以及工程事故風(fēng)險預(yù)警等方面。為更好地發(fā)揮錄井解釋在現(xiàn)場鉆井決策中的作用，要進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)處理解釋能力，實(shí)現(xiàn)隨鉆快速評價，具體評估方法如下：(1) 創(chuàng)新解釋方法，優(yōu)化解釋圖版和評價模型，讓更多是數(shù)據(jù)信息參與到錄井解釋中，提升解釋結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；(2)完善解釋評價軟件，通過新技術(shù)新方法的應(yīng)用提升快速解釋評價水平，在保障質(zhì)量的基礎(chǔ)上不斷提升解釋時效；(3)提升資料處理水平，對設(shè)計井的工程情況和地質(zhì)條件提前進(jìn)行預(yù)估，在必要情況下編制錄井施工設(shè)計方案，確保錄井?dāng)?shù)據(jù)采集處理解釋順利開展。

3.4 讓錄井資料逐漸參與地質(zhì)研究

為充分發(fā)揮錄井專業(yè)價值，應(yīng)該突破當(dāng)前界限，讓其逐漸參與到地質(zhì)研究中。要在完成錄井解釋工作之后，對各項(xiàng)成果進(jìn)行整理，讓其他人能夠快速獲取相關(guān)信息，提高對錄井專業(yè)的重視程度，具體做法如下：(1)繪制原始錄井圖，將所有原始數(shù)據(jù)均標(biāo)定到相應(yīng)的深度上，還原井場實(shí)鉆信息；(2)繪制錄井成果圖，圖中應(yīng)該涵蓋數(shù)據(jù)采集、處理和解釋成果的展示，特別是錄井解釋所得到的巖性、物性、流體以及鉆井工況等信息。

4 結(jié)語

綜上所述，近些年我國錄井技術(shù)得到了快速發(fā)展，但相比測井、物探以及地質(zhì)等其他專業(yè)來說，錄井在油氣勘探開發(fā)中的地位逐漸下降。為更好發(fā)揮錄井在油氣勘探開發(fā)中的作用，促進(jìn)技術(shù)發(fā)展：首先需要明確在油田高精度勘探開發(fā)背景下油田對錄井專業(yè)的技術(shù)需求；其次要以問題為導(dǎo)向，推動錄井技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，確保錄井?dāng)?shù)據(jù)采集質(zhì)量，提升錄井?dāng)?shù)據(jù)處理解釋水平，為油田勘探開發(fā)提供有力支撐。