方位伽馬隨鉆測井在冀東油田水平井地質導向中的應用

文章針對旋轉地質導向鉆井技術應用研究,闡述目前世界上最先進的自動化鉆井技術。中國石油集團測井有限公司采用哈里伯頓公司旋轉導向geo-pilot7600系統(tǒng)在吉林油田乾1xx-2井水平井定向施工中的應用取得了圓滿成功。該系統(tǒng)包含目前世界上最先進的指向式旋轉導向工具,近鉆頭井斜、近鉆頭成像伽馬儀器,以及用來確定油層邊界的方位電磁波電阻率儀器?？偨Y了此項鉆井新技術的應用經驗。

本文闡述了水平井鉆探成功的關鍵錄井技術環(huán)節(jié)，從鉆時錄井、氣測錄井、巖屑錄井、熒光錄井等方面分析了綜合錄井技術的地質導向原理。從樣品采集、真假油氣判斷、氣測異常和地化譜圖特征等方面論述了綜合錄井技術地質導向方法，在改進錄井方法的基礎上提出了確保水平井地質導向成功和準確發(fā)現油氣層的措施。

水平井技術廣泛應用于開發(fā)規(guī)模小、儲層薄等油藏,在水平井鉆井過程中,需要采用地質導向系統(tǒng)保證水平井鉆遇更多含油儲層。目前大慶油田使用的隨鉆測井儀器各測點距離鉆頭較遠,無法取得鉆頭附近的地質、工程參數。鉆頭地質導向系統(tǒng)不僅可以精確識別鉆頭附近地層發(fā)育情況,還可以得到鉆頭處井眼軌跡的幾何參數,同時可以預測井眼前進方向地層發(fā)育情況,并且可以定向測量井眼上、下、左、右電阻率和自然伽馬等參數。以大慶油田太東86-平144井區(qū)為例,闡述了近鉆頭地質導向系統(tǒng)在薄油層水平井中的應用。

在石油逐漸深入開發(fā)以及科技技術逐漸成熟的情況下,一些類似水平井的特殊井鉆探逐漸增加,這些特殊井技術難度很大.本文對錄井技術在水平井鉆井中進行地質導向上的作用進行了深入分析.

錄井技術在水平井鉆井地質導向中的有效應用,對提升水平井地質導向工作質量,全面滿足現場地質需求具有重要作用。本文在資料分析與現場錄井工作人員工作方法與經驗總結的基礎上,從水平井三維地質數據管理、地層流體性檢測與判斷等對錄井技術在水平井鉆井地質導向中的作用進行了分析,指明綜合錄井、地化錄井技術的科學應用可有效提升地質導向工作質量與水平,滿足實踐工作需求。

電潛螺桿泵(espcp)是螺桿泵和電潛泵的綜合,非常適合水平井的流體舉升。由于是無桿系統(tǒng),因而消除了抽油桿和油管間的摩擦損失,并對高含砂井和稠油井具有很高的適應性。從2002年初到2003年2月,在kulin油田共完鉆兩口水平井kl082和kl083。利用espcp舉升,kl082井初始產液量708bbl/d,產油量531bbl/d,含水率25%;kl083井初始產液量518bbl/d,產油量394bbl/d,含水率24%;每口井日產油量平均比預計高出300bbl。兩口水平井所用的espcp都安裝在95/8in的套管中,位于造斜率低于2°/100ft的直井段,這兩個espcp是按直井段最大造斜率為15°/100ft進行設計的。螺桿泵中定子橡膠的工作溫度為135～150,低于橡膠的耐溫極限。espcp的流量、壓頭和泵效通過地面變速驅動(vsd)控制。截至2004年6月,兩口水平井中的espcp已分別無故障地運行了450多天和800多天。2004年6月中旬到8月上旬期間,由于設備安全檢修,兩臺espcp均停止運行。在該油田,這兩口水平井的產量比垂直井的產量平均高2.5～3.5倍。

電潛螺桿泵（espcp）是螺桿泵和電潛泵的綜合，非常適合水平井的流體舉升。由于是無桿系統(tǒng)，因而消除了抽油桿和油管間的摩擦損失，并對高含砂井和稠油井具有很高的適應性。從2002年初到2003年2月。在kulin油田共完鉆兩口水平井kl082和kl083。利用espcp舉升，kl082井初始產液量708bbl／d，產油量531bbl／d，含水率25％；kl083井初始產液量518bbl／d，產油量394bbl／d，含水率24％；每口井日產油量平均比預計高出300bbl。兩口水平井所用的espcp都安裝在9％in的套管中，位于造斜率低于2°／100ft的直井段，這兩個espcp是按直井段最大造斜率為15°／100ft進行設計的。螺桿泵中定子橡膠的工作溫度為135～150°f。低于橡膠的耐溫極限。espcp的流量、壓頭和泵效通過地面變速驅動（vsd）控制。截至2004年6月，兩口水平井中的espcp已分別無故障地運行了450多天和800多天。2004年6月中旬到8月上旬期間，由于設備安全檢修。兩臺espcp均停止運行。在該油田，這兩口水平井的產量比垂直井的產量平均高2．5～3．5倍。

為提高低滲透油氣藏的開采效率,勝利油田部署了一口小井眼長水平段多級分段壓裂水平井——樊154-平1井。在介紹樊154-平1井儲層特征、井身結構和井眼軌道剖面特點的基礎上,認為該井存在水平段長、摩阻扭矩大、井眼尺寸小、循環(huán)壓耗高和水平段井身質量要求嚴格等鉆井難點,從實鉆井眼軌跡優(yōu)化、實時摩阻扭矩計算、底部鉆具組合優(yōu)選、鉆井液技術、地質導向技術和井眼修復等方面,對該井采用的技術措施進行了詳細介紹。該井實鉆水平段長1230.00m,創(chuàng)造了勝利油田小井眼水平井水平段最長紀錄,平均井徑擴大率4.62%,儲層鉆遇率100%,井眼軌跡光滑,有效地保證了該井12段分段壓裂的成功實施,投產后穩(wěn)產20～30t/d,為勝利油田低滲區(qū)塊的高效開發(fā)提供了寶貴經驗。

靖邊氣田下古生界馬五1＋2氣藏是典型的巖溶型碳酸鹽巖氣藏，在該區(qū)進行水平井開發(fā)。面臨水平井現場地質導向遇到馬五1各小層判識難、地層傾角預測難、氣層追蹤難、控制軌跡難等問題。在前人研究成果的基礎上，對靖邊氣田水平井現場地質導向技術進行總結完善，同時針對靖邊高橋區(qū)及陜224儲氣庫在水平井開發(fā)過程中出現的不同難點，及時進行相應調整，有效保證了水平井現場地質導向技術在這兩個區(qū)塊的成功實施．

長水平段水平井鉆井技術已經成為低滲透油氣田開發(fā)的重要技術保障,但國內相關技術起步較晚,對該項技術的認識還需要統(tǒng)一,對如何發(fā)展與該技術配套的優(yōu)快鉆井技術有待進一步研究。通過分析該技術在井眼軌道優(yōu)化設計、井眼軌跡控制和鉆井液性能提高方面的主要技術難點,明確了關鍵技術攻關方向。通過模擬分析井眼軌道摩阻、扭矩,確定了造斜率和井眼軌道類型的優(yōu)選原則;通過分析靶前位移與裸眼段摩阻系數的敏感性,明確了二者關系,并就其成因進行了鉆柱力學解釋,提出了靶前位移的優(yōu)選原則,形成了長水平段水平井井眼軌道設計的主要思路。建立了基于地層可鉆性級值的井眼軌跡控制方案優(yōu)化方法,提出了以旋轉減摩技術為基礎的井眼軌跡高效控制思路。梳理了井壁穩(wěn)定、井眼凈化和潤滑防卡等長水平段水平井鉆井液關鍵技術,介紹了相應的主要技術措施。結合高平1井,介紹了上述各關鍵技術的應用情況,實例驗證了各技術的有效性。

長水平段水平井技術已經成為低效油氣田開發(fā)的重要技術手段。近年來勝利油田相關技術發(fā)展迅速,初步形成了長水平段水平井鉆井關鍵技術,包括以井眼軌道優(yōu)化設計為核心的工程設計技術,以底部鉆具組合優(yōu)化設計為基礎的長水平段優(yōu)快鉆井技術,以及滿足多種油氣藏保護和井筒安全要求的鉆井液技術和長效固井工藝技術。先后在大牛地氣田、長慶油田、勝利油田、腰英臺和川西等地區(qū)進行了現場應用,完成金平1井、高平1井、渤頁平1井等重點工程項目。其中,高平1井利用自有技術實現了位垂比4.02、水平段長3462.07m的工程目標,創(chuàng)造了國內陸上油田多項鉆井施工紀錄。長水平段水平井鉆井關鍵技術發(fā)展迅速,但仍需結合具體區(qū)塊特點,在工程設計、井身質量監(jiān)控、隨鉆地層界面識別、鉆井液循環(huán)利用和完井開發(fā)一體化設計等關鍵環(huán)節(jié)進行深入研究,特別是加強旋轉導向、近鉆頭地質導向、智能完井等高端技術的攻關力度,提高整體技術水平。

針對大慶油田側鉆水平井環(huán)空間隙比常規(guī)井眼和小井眼環(huán)空間隙小得多、側鉆水平井尾管內徑小,這樣造成循環(huán)摩阻大,固井施工壓力高,固井質量不易保證的實際,開展了注水泥設計,確立了環(huán)空壓耗與井眼長度的關系及鉆井液性能對壓耗的影響。通過偏心環(huán)空時的壓降計算施工壓力研究及注替過程的速度、壓力分析,開發(fā)與應用了側鉆水平井固井施工設計軟件。通過兩口井的實踐,證實了設計的可靠性,地面施工一次成功。

介紹了勝利油田139.7mm套管開窗短半徑側鉆水平井有關側鉆方式選擇、井眼軌跡的形狀設計、增斜段、造斜率的合理確定、井眼軌跡控制與測量等技術問題,并提出了解決這些問題的方法和建議。

針對魚骨狀多分支水平井隨鉆測錄信息滯后和鉆時資料參考性較低等問題,在綜合研究mwd、lwd和綜合錄井儀隨鉆信息的基礎上,正確地提出了地質導向實施意見,有效地控制了鉆頭在油層中穿行,成功地鉆探了中國石化第一口魚骨狀多分支水平井,改善了cb26b區(qū)塊的開發(fā)效果。

水平井能有效地增加油氣層的泄露面積，提高油氣采收率，是增加產油量的有效手段之一，已在各油田得到了廣泛的應用。隨著圈閉落實程度和含油氣預測技術的不斷提高，大港油田近些年部署了大批水平井，然而由于水平井目的層的卡準、油氣顯示錄取、對井身軌跡的引導及工程服務比普通直井更難、更復雜。通過對近年來所鉆水平井的分析，找出了影響常規(guī)錄井資料質量的根本原因，并提出了幾種適合水平井錄井的技術方法，而且經過近幾口井的現場應用取得了良好效果。

通過對電纜測井、隨鉆測井和過套管測井系列施工條件及資料對比分析發(fā)現,電纜測井系列施工條件相對容易,測井項目豐富,缺點是獲得的地層測井參數受鉆井液侵入影響大,精確度相對較低,隨鉆測井系列適用于大斜度定向井、水平井測井,測井資料因不受鉆井液侵入影響,可獲得較精確的地層參數,缺點是縱向分辨率較低,在復雜地面和地下地質條件下,過套管測井系列是電纜測井、隨鉆測井系列的有效補充,同時也是進行油藏管理的一種有效的測井系列,通過過套管測井,可詳細地了解油藏的動態(tài)變化以及發(fā)現漏失或隱蔽的油氣層。

就對江蘇油田水平井開發(fā)以來,地質導向技術已成為水平井開發(fā)應用的關鍵技術,隨著江蘇油田迫切需要提高復雜小斷塊油田的開發(fā)效益,提高探井的發(fā)現率和開發(fā)井的鉆遇率,近鉆頭地質導向鉆井技術在復雜地層、薄油層發(fā)揮其近鉆頭優(yōu)勢進行了一些探討,并對近鉆頭地質導向系統(tǒng)在江蘇油田水平井應用進行了分析。

近鉆頭地質導向技術是20世紀90年代發(fā)展起來的一項鉆井高新技術,體現了現代鉆井技術與測井、油藏工程技術的結合。應用該技術能使井眼更準確的在油層中穿行,提高油層的穿遇率,增加油井產量,提高油田的采收率。文章介紹了國產cgds172nb近鉆頭地質導向系統(tǒng)的結構特征、工作原理,并結合在江蘇油田的應用實例,分析闡述了近鉆頭地質導向系統(tǒng)的優(yōu)越性和重要性,對在國內推廣應用近鉆頭地質導向鉆井技術具有重要意義。

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田上古氣藏由于特有的沉積微相類型及演化特征,區(qū)內儲層薄而分散,儲層非均質性強,地質條件相對復雜,其為后期實際開發(fā)帶來了很大的困難.水平井作為解決蘇里格氣田開發(fā)的有效手段,目前已在氣田大規(guī)模推廣應用.為更好地提高水平井地質導向效果及質量,提出三維地質建模技術與傳統(tǒng)水平井地質導向技術相結合的思路,并應用隨鉆gr數據驗證分析,以期更好地提升水平井地質導向技術的精確度以及成功率,并增加有效儲層的鉆遇率.x2區(qū)塊x1-8h1水平井應用三維地質導向技術,實際完鉆水平段長度800m,砂巖鉆遇率達78.8％,有效儲層鉆遇率達59.5％,后期采取水力噴射壓裂的改造方式后,取得了顯著的開發(fā)效果.現場應用實踐表明,三維水平井地質導向技術對蘇里格氣田鉆井實施及后期改造有著重要的指導與借鑒意義.

根據頁巖水平井水平段頁巖裂縫發(fā)育、井壁坍塌問題,對油基鉆井液的封堵性進行了優(yōu)化,使用了多種剛性、柔性以及成膜的油基封堵材料進行了評價實驗形成了強封堵的油基鉆井液體系。泌頁hf1頁巖油氣水平井現場應用表明,該油基鉆井液體系封堵防塌能力強、濾失量低、破乳電壓高,具有較強的攜帶能力,避免了水平井段井壁垮塌問題,中石化河南油田泌頁hf1井三開水平段長1044m,鉆進、電測、下套管順利。

在對水平井測井施工的過程中，其電纜的損傷一般都很大，所以需要不斷的更換新的電纜。這樣一方面耽擱了工程的

填礫是水文地質勘探孔成井的一個關鍵工藝,該工藝的一個難點就是填礫過程的深度測量,因無法及時判斷填礫面位置及填礫過程中出現的\"懸空\"現象,導致勘探孔無法止水分層或報廢,特別是在細顆粒含水層區(qū)成井,因填礫失敗導致井報廢的實例很多。通過自然伽馬測井利用裸孔和填礫前、后的曲線對比,可以測量填礫面位置,解決了填礫過程中礫面深度測量的困難；可以發(fā)現填礫成井過程中產生的不利現象,為成井采取補救措施提供信息幫助,有利于保證成井質量。