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jlyzj 2006-10-22 10:23

利用适应陆相沉积地质跟踪导向技术

摘 要 本文主要论述利用水平井地质跟踪导向综合技术,提高水平井钻井的地质成功率。复杂结构井轨迹地质跟踪导向是水平井技术能否取得良好效果的一个关键。在前期精细油藏研究、数值模拟确定水平井轨迹设计的基础上,在现场充分利用岩屑分析、地层对比、油藏剖面复绘。钻时变化分析、测井对比、MVD随钻测量数据等资料进行轨迹跟踪、调整。
  本文总结了多年的现场经验,提出了一套现场岩性鉴别方法——迟到时间经验校正、岩屑含量分析法、钻时变化分析法、烃值变化分析法、荧光变化分析法和轨迹控制方法,创造了一种适合目前技术实际的复杂结构井地质设计与地质跟踪导向技术方法。

  一、前言
  辽河油区的油气开发逐渐进人中后期,常规直井开发方式已经不能满足油田开发要求,开发方式的转换成为亟待解决的一个问题。水平井技术是转换开发方式的一项重要技术。通过水平钻井技术,增加低渗透、薄层油藏泻油面积,降低开发成本,提高采收率。国外在该项技术上发展较早,技术先进。辽河油区自“九五”期间大力开展水平并开发油藏技术研究,分别在静17块、杜84块等多个区块钻取试验井几十口,形成了完备的钻、完井工艺理论。在开发低渗透油藏、薄层油藏效果显著。我们开始只注重钻井技术研究,部分油井没有很好的进行有效的地质跟踪导向工作,油层钻遇状况较差,开发效果不好。如静31-59CP侧钻水平井,钻遇油层低部砂泥交界位置;曙古-平11井没有钻遇设计潜山油藏,未达到开发目的。事实证明地质跟踪导向是水平井开发中不可缺少的一项关键技术。因此,实施有效的地质跟踪导向成为水平井技术的重要组成部分。通过近年在辽河油区多口水平井工程实
践,形成适合目前综合技术的地质跟踪导向技术,并在20O2年获中国国际专利与产品交易会金奖。通过现场地质跟踪导向,在静17块低渗透高凝油油藏、欢127块、杜84块、锦27块稠油油藏水平井实施过程取得了良好的油层钻遇效果,目前油井产量均为直井的3~4倍。
  二、精细油藏描述是地质导向跟踪工作的基础
  详细了解目的区块的地质特征是轨迹地质设计及现场地质跟踪导向的基础,精细研究目的区块的地质特征,包括目的油层的沉积特征、构造形态、空间展布、油层发育状况、油水关系,根据水平并设计筛选标准,设计出最佳轨迹。根据研究结果绘制精确的轨迹的油藏剖面图,是现场地质跟踪的主要依据,为现场实施过程中的地质跟踪导向提供最有效的参照资料。现场地质跟踪导向结合实钻资料进行轨迹调整,这是一个双重优化的过程,保证了开发效果。
  (一)小层对比确定油藏特征,设计水平井轨迹
  为了达到最佳开发效果,油藏描述必须精确到小层。综合目的区块的地震、测井、录井、探井取心等各类资料,进行目的层位的小层对比。落实油层组及小层的发育状况、空间展布形态、构造形态、沉积特征、含油性、储量丰度、油品性质、区块油水关系、隔夹层发育状况等数据,根据筛选标准筛选可部署水平井的层位,并确定水平井轨迹空间展布形态。以静17块静五一59FP双分支水平井为例。静17块为一断层分割的次级断块,内部又被一条近南北向断层分为东西两部分。目的区域为西块。通过全区40多口井的对比,落实了区块南部靠近主断层发育一个小的背斜构造,与原来的单斜构造不同。沉积特征为常规三角洲的两条主水下分流河道,根部在静31-59FP井附近。油层主要分为上下两套,上部以6+7小层为主力层,发育夹层,厚度在 15m左右,其中部单层含油性较好,厚度5m左右,发育稳定。下部为8号小层,为一单层,厚度7~8m,中间被一厚度约10m的稳定泥岩隔层分开。同时落实了各油层的剩余油分布状况、油水关系情况,并通过取心井获得岩性资料。原油性质为高凝油,凝固点在54℃左右。
  根据油藏描述结果在静31—59FP井设计了一口侧钻双分支水平井。在两个河道方向,在两套油层各设计了一条20Om的水平井段。
  (二)通过数值模拟,进行可行性评估
  对设计水平井进行数值模拟,评估其开发动态及效果,确定其经济可行性。然后,方可进行钻井工程施工。
  三、综合地质跟踪导向
  现场地质跟踪就是在精细油藏描述基础上,根据钻井过程中的各类综合信息,及时确定实际钻遇油藏剖面,与设计剖面进行对比,根据实际油藏状况结合钻井工艺,调整钻井轨迹,在保证工艺可行的情况下,达到最大油层钻遇率,以便获得最佳的后期开发效果。在多口井的地质跟踪过程中发现,设计剖面通常与实际剖面会发生一定差异,主要是因资料误差、地层变化造成的。如果不进行必要的调整,轨迹将会偏离目的层,影响开发效果。水平井轨迹现场地质跟踪导向主要依靠地质录井、对比测井、轨迹MWD测量、油藏剖面综合校正。水平井的地质录井不同于普通直井、大位移井,在迟到时间计算、岩性识别。含油性识别方面都有其特点。简单应用普通直井的经验会带来较大误差。这在很多有经验的录井人员身上都会发生。
  针对水平井进人造斜段以后,由于井斜加大,钻井管柱磨蚀裸眼井壁产生大量磨蚀碎屑,造成岩屑混杂,使岩性难以鉴定,尤其是薄层难以区分的问题。根据现场跟踪的经验总结出了以下鉴别方法:迟到时间经验标定、岩屑含量变化分析法、钻时变化分析法、烃类检测值变化分析法、荧光变化分析法来准确确定岩性及油层位置。
  (一)水平井不同井段录井过程中岩屑迟到时间标定
  在普通直井钻井过程中,岩届上返迟到时间受以下因素控制:(1)井深;(2)钻井液压仅lm。目前水平井录井过程迟到时间的确定,主要是通过预测岩性剖面及岩性返出的连续踉踪综合确定及经验值确定,一般受井斜角度和斜段长度影响。根据预测剖面岩性界面及返屑时间,通过连续跟踪绘制单井迟到时间变化曲线。
  (二)综合岩性判别,参照MWD测试实钻轨迹,校正预测地层岩性剖面在水平井钻井过程中应用MWD技术可以有效的反映钻井实钻轨迹。根据测得的轨迹在预测剖面上的投影,大致预测钻遇岩层位置,再结合录井岩性跟踪的结果,就可以确定实际
钻遇岩性剖面。
  岩性确定是跟踪的关键一环,目前通过以下方法鉴别。
  1.岩屑成分含量变化法
  在常规岩性识别的基础上,通过砂、泥岩屑的相对含量变化规律,确定目前返出的位置的地层岩性。
  在综合录并过程中,井斜超过65º以上,由于岩屑在造斜段的堆积混杂,在岩性判别过程中,应注意应用观察岩性的渐变规律,来确定岩性。此外在致密地层中,进人造斜段后,由于钻进速度慢,砂岩岩届研磨程度高,颗粒小,单位体积钻井液携砂量少,需要捞砂工作特别认真。
  2.岩性对比法
  根据岩性与本区岩心资料和邻井岩屑录井资料对比,确定层位。通过前期的油藏研究确定轨迹剖面的岩性。
  3.荧光变化含油性识别
  在水平井、定向井钻井过程中,岩届研磨度高,岩屑含油性难以肉眼识别。通过鉴别岩屑荧光变化情况,鉴别油层含油等级。一般含油性都好于图版对比的含油性。在使用油基钻井液时,荧光鉴别中要注意与钻井液中成品油荧光的区别。
  4.烃含量检测法——跟踪全烃值变化
  烃含量检测虽然受到钻井液等因素影响绝对值参照意义不大,但其值在钻遇不同地层时会发生相应变化,主要以跟踪数值变化为主,排除钻井液中油质成分影响,可以有效地反映出钻遇地层含油性。尤其是双分支井、侧钻井要排除井筒中地层渗油影响,跟踪全烃值变化规律,会更有意义。
  5.现场地质跟踪过程中应用钻时判定岩性
  在其他因素一致或差别不大的情况下,钻井钻进速度主要受岩性影响,一般砂岩钻时较低,泥岩较高,一般为砂岩的3—4倍。基岩地层最长。静17块水平井钻井过程中,砂岩一般在5-15min/m、泥岩在25min 以上。利用钻时判定岩性注意以下影响因素:(1)钻并压力,高压力下钻井进度加快;(2)钻进方式,一般机械自动钻进,速度较快,受井斜影响相对较低,手动螺杆钻进较慢,而且受井斜角度影响;(3)井斜角度,在井斜超过65º以上适合应用钻时判定岩性。

  现场跟踪过程,通过绘制钻时岩性曲线(图1),标定本井钻时岩性对应规律,可以最有效、及时地了解钻头部位岩性变化,成为最快速、直观的岩性反馈资料,这有利于及时发现地层变化,调整钻井轨迹,提高油层钻遇率。


图1钻时岩性关系曲线

  通过实钻岩性剖面,可以及时校正预测剖面的误差,获得下步销并轨迹调整的有效信息,并做出调整,确保油层钻遇效果。这也是现场地质跟踪的重要一点。

  在静31-59FP双分支水平井钻井过程中。根据实钻岩性剖面发现,地层的构造形态与预测剖面有轻微的差别,可是对于薄油层这一差别却非常严重,透过地质跟踪及时调整了预测剖面及轨迹。
  (三)应用测井技术,提供轨迹地层剖面数据,调整钻井轨迹
  针对复杂地层条件下,录井过程中不可避免的误差,一般在现场地质导向中,进人靶点后要进行靶前测井,根据测井结果提供的岩性剖面与及预测剖面相互对照,准确的标定出造斜段实钻剖面。现场预测水平井段地层剖面,对于设计中不合理的部分
进行修改。确保轨迹的准确性和油层钻通率,测井技术是现场地质跟踪导向的一个辅助手段。
  (四)根据实钻岩性资料校正预测岩性剖面
  以上几个方面工作的主要目的就是校正预测剖面,调整水平井轨迹。这是现场地质跟踪的导向的最终目标和任务。主要是通过实钻轨迹在预测剖面上的投影确定预计钻遇地层岩性与实际钻进岩性差别,确定各层位的实际深度和厚度数据,反复修改、校正、预测下部油层藏剖面变化对下步钻遇剖面进行再预测,确定地层横、纵向变化特征,提高预测剖面与实际剖面的符
合率,进而提高导向工作的准确性。
  主要步骤包括:
  (1)绘制实测钻井、轨迹的投影图,根据综合录井岩性鉴定,绘出实钻岩性剖面;
  (2)实钻剖面与预测剖面时时对比,校正预测剖面;
  (3)根据实际变化调整钻井轨迹。


  四、结论
  (1)精细油藏描述,落实到小层,优化水平井轨迹设计,是做好地质跟踪导向工作的基础。
  (2)现场地质跟踪导向,应用岩屑含量变化跟踪法、荧光分析法、迟到时间校正等方法来识别岩性,综合利用实钻资料,修正预测轨迹油藏剖面,根据校正油藏剖面,修正钻井轨迹,反复再优化。
  (3)2001-2003年通过地质导向完钻的10多口水平井、侧钻水平井,油层钻遇率都在80%以上,一次钻井地质成功率100%。生产效果良好,日产量为相邻直井3~6倍。

  (来源:《复杂结构井开采技术论文集》 阿果石油网旗下站点:石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

663lzs 2006-10-24 10:29
太好了,谢谢。希望今后在水平井的钻探中要多多使用定量荧光录井,会使现场的岩屑荧光鉴别更容易、准确。 阿果石油网旗下站点:石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

blaire 2006-11-04 10:57
学习知识,掌握技术。 阿果石油网旗下站点:石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

天行 2006-11-06 18:13
这样的文章越多越好! 阿果石油网旗下站点:石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

钻井工人 2012-11-04 00:01
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ta21o51 2015-03-03 07:11
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ta21o51 2015-07-02 12:06
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