渤海錦州M 油田潛山界面特征及錄井識別方法研究

劉亞東，王建立，譚偉雄，李亞男，王菲

（1.中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300457；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300457；3.天津修船技術研究所，天津 300452）

1 概述

由于潛山裂縫極為發育且存在上下兩套壓力系統，現場進潛山斜深要求控制在3 m 以內，因此高效識別潛山界面是現場地質監督工作能力的重要體現，同時確保了現場作業安全，對提質增效具有重要意義。

錦州太古宇潛山油氣田發育沙河街組層狀構造油氣藏及太古宇潛山塊狀油藏[1-3]，其潛山上覆沙三段厚層泥巖，受控于前中新生代的古地貌及中新生代的構造應力作用，裂縫極為發育，且潛山風化殼上下存在兩套壓力系統，進潛山后易發生井漏、地層坍塌等井下事故，這就要求進潛山斜深控制在3 m 以內中完，現場卡取潛山作業難度大。根據油田已鉆的6 口潛山井分析，卡取潛山平均循環次數在6.16次/井左右，個別井卡取潛山循環次數達到11次/井之多，無法滿足現場時間和成本控制需求。

根據文獻調研和現場調查反饋，當前對潛山卡取存在的問題主要有以下方面：（1）潛山界面具有多樣性，構造復雜，斷層發育，識別難度大；（2）工程參數的影響因素多，簡易的工程參數判斷會導致循環次數增加；（3）潛山易卡易漏，出于安全考慮的地質循環次數多；（4）受制于地質監督方法水平高低，選擇地質循環點不同；（5）當前的地層卡取手段存在局限性；（6）卡取施工過程中標準化不足，致使儀器設備不靈敏而導致誤循環。

本文的目標是通過潛山界面特征及錄井識別方法研究，將卡取潛山循環次數降為5.00次/井，較原來循環次數減少10%。

2 方法研究

2.1 原因分析

（1）潛山界面巖性多變

因潛山頂面類型的多樣化以及風化程度和搬運距離的不同，導致了潛山界面巖性多樣。同時，山坡風化殼坡積砂巖及山頂風化殼和潛山原巖現場識別特征差異較小，給卡層進山帶來了一定困難。

（2）工程參數影響

工程參數如鉆時、扭矩作為潛山卡層的輔助手段，不是主要依據，無法直接進行進山的確認。

（3）潛山易卡易漏

單井鉆遇上部東營組厚層泥巖平均厚度579.69 m，裸眼段長度平均1 730 m，易垮塌；著陸過程中，既要防止上部地層垮塌，又要謹防下部進山發生井漏，泥漿比重把控困難；潛山特殊地層裂縫發育，易發生井漏、卡鉆等復雜事故。

2.2 制定對策

（1）針對潛山多樣性，建立基于潛山上覆巖性認識的歸納模型，分析各自特征；

（2）針對工程參數影響，利用工程錄井參數的衍生參數，建立一套快速隨鉆潛山界面綜合識別方法；

（3）針對潛山易卡易漏，根據不同的潛山類型，建立相應的潛山標準化作業流程，減少風險。

2.3 對策實施

（1）針對潛山多樣性展開潛山特征研究

通過對錦州M 油田潛山上覆巖性進行精細化劃分，將進山類型分為四類：山坡風化殼型、灘壩砂型、湖相泥巖型、山頂風化殼型。同時根據潛山構造形態特征將錦州M 油田潛山劃分為不規則型、陡坡斷塊型、陡坡型、斷塊坳陷型及緩坡型，并對每種類型對應傾角大小及潛山上覆巖性組合分類進行劃分，如表1所示。

表1 進潛山類型、構造類型及各項測錄井特征

通過對鉆井參數分析，建立鉆時和扭矩等與進潛山類型的相關性，如表1 所示。鉆時變化幅度小、扭矩變化量大時，可能是Ⅰ類和Ⅱ類，而無論從鉆時變化幅度還是扭矩變化幅度上看，Ⅱ類都比Ⅰ類變化大；鉆時變化幅度大、扭矩變化中等時為Ⅲ類；鉆時變化幅度大、扭矩變化小時為Ⅳ類。

（2）針對工程參數影響開展數據挖掘研究

建立一套快速隨鉆潛山界面識別方法，即鉆井參數交匯圖版識別方法。

隨著地層巖性、物性的變化，鉆壓、轉速、扭矩、鉆時等錄井工程參數將有一定的變化。但錄井工程參數常受地層巖石強度、人員操作情況、鉆頭類型等諸多因素影響，很多情況下并不能準確反映地層的真實信息，故僅依靠該類參數很難較好地對儲層進行判識。因此，需要對該類參數進行深入分析，建立基于這類參數的多參數評價模型，如圖1 所示，建立直井功指數/機械比能-Dc 指數交會圖版如圖1（a）所示、建立直井鉆時-功指數交會圖版如圖1（b）所示、建立斜井功指數/機械比能-Dc 指數交會圖版如圖1（c）所示，提升儲層識別與評價的準確度。

圖1 鉆井參數交匯圖

（3）針對潛山易卡易漏改進作業流程，形成一套潛山標準化作業流程

受壓力系統、鉆井液密度影響，中完位置選擇存在以下風險：①中完位置距離潛山界面過大（大于5 m），下一開上覆地層垮塌風險大；②中完位置距離潛山界面較小（小于5 m），或進山3 m 以內中完，風險較小；③中完進入潛山過多（大于3 m），增加井漏風險。

在鉆前對潛山上覆巖性組合充分認知的基礎上選擇是否更換簡易鉆具，并根據井別、中完位置，結合油藏開發目的及工程安全形成了三類6 種進山模式，其中3 種進山中完、3 種不進山中完確定了中完位置，如圖2 所示，既滿足了開發生產需要，又滿足了安全高效鉆井要求。

圖2 進潛山模式標準化作業流程

3 效果分析

本文研究成果應用卡取潛山共11 口井，卡取潛山平均循環2.20次/井，每口井平均節約循環次數3.96 次，提效64.28%，每口井節約循環時間316 min，大大提高了卡取潛山效率和卡取潛山成功率，遠超預期指標。

（1）提高了潛山界面識別效率

項目實施后，C/E 平臺潛山界面識別效率大幅提高，地質循環次數明顯減少，平均減少4 次左右，累計節省循環時間2.97 d，累計節省費用355.61 萬元。

（2）減少了簡易鉆具的使用

錦州M 油田C/E 平臺共有5 口井未更換簡易鉆具，累計節約工期5.99 d，總計節約700.92 萬元。

4 結語

本文以潛山油藏高效開發為目標，提升潛山界面識別質量和效率，保障鉆井作業安全，提高工程作業效率，不僅使潛山界面識別方法得到了創新提升，更高效地服務潛山油田開發，具體如下：

（1）錦州M 油田潛山上覆巖性可劃分為四類；

（2）建立直井功指數/機械比能-Dc 指數交會圖版、建立直井鉆時-功指數交會圖版、建立斜井功指數/機械比能-Dc 指數交會圖版可較好地識別潛山界面；

（3）總結了三類6 種進山標準化作業流程，提高了潛山鉆井作業時效。