方位伽马随钻测井在冀东油田水平井地质导向中的应用

文章针对旋转地质导向钻井技术应用研究,阐述目前世界上最先进的自动化钻井技术。中国石油集团测井有限公司采用哈里伯顿公司旋转导向geo-pilot7600系统在吉林油田乾1xx-2井水平井定向施工中的应用取得了圆满成功。该系统包含目前世界上最先进的指向式旋转导向工具,近钻头井斜、近钻头成像伽马仪器,以及用来确定油层边界的方位电磁波电阻率仪器。总结了此项钻井新技术的应用经验。

本文阐述了水平井钻探成功的关键录井技术环节，从钻时录井、气测录井、岩屑录井、荧光录井等方面分析了综合录井技术的地质导向原理。从样品采集、真假油气判断、气测异常和地化谱图特征等方面论述了综合录井技术地质导向方法，在改进录井方法的基础上提出了确保水平井地质导向成功和准确发现油气层的措施。

水平井技术广泛应用于开发规模小、储层薄等油藏,在水平井钻井过程中,需要采用地质导向系统保证水平井钻遇更多含油储层。目前大庆油田使用的随钻测井仪器各测点距离钻头较远,无法取得钻头附近的地质、工程参数。钻头地质导向系统不仅可以精确识别钻头附近地层发育情况,还可以得到钻头处井眼轨迹的几何参数,同时可以预测井眼前进方向地层发育情况,并且可以定向测量井眼上、下、左、右电阻率和自然伽马等参数。以大庆油田太东86-平144井区为例,阐述了近钻头地质导向系统在薄油层水平井中的应用。

在石油逐渐深入开发以及科技技术逐渐成熟的情况下,一些类似水平井的特殊井钻探逐渐增加,这些特殊井技术难度很大.本文对录井技术在水平井钻井中进行地质导向上的作用进行了深入分析.

录井技术在水平井钻井地质导向中的有效应用,对提升水平井地质导向工作质量,全面满足现场地质需求具有重要作用。本文在资料分析与现场录井工作人员工作方法与经验总结的基础上,从水平井三维地质数据管理、地层流体性检测与判断等对录井技术在水平井钻井地质导向中的作用进行了分析,指明综合录井、地化录井技术的科学应用可有效提升地质导向工作质量与水平,满足实践工作需求。

电潜螺杆泵(espcp)是螺杆泵和电潜泵的综合,非常适合水平井的流体举升。由于是无杆系统,因而消除了抽油杆和油管间的摩擦损失,并对高含砂井和稠油井具有很高的适应性。从2002年初到2003年2月,在kulin油田共完钻两口水平井kl082和kl083。利用espcp举升,kl082井初始产液量708bbl/d,产油量531bbl/d,含水率25%;kl083井初始产液量518bbl/d,产油量394bbl/d,含水率24%;每口井日产油量平均比预计高出300bbl。两口水平井所用的espcp都安装在95/8in的套管中,位于造斜率低于2°/100ft的直井段,这两个espcp是按直井段最大造斜率为15°/100ft进行设计的。螺杆泵中定子橡胶的工作温度为135～150,低于橡胶的耐温极限。espcp的流量、压头和泵效通过地面变速驱动(vsd)控制。截至2004年6月,两口水平井中的espcp已分别无故障地运行了450多天和800多天。2004年6月中旬到8月上旬期间,由于设备安全检修,两台espcp均停止运行。在该油田,这两口水平井的产量比垂直井的产量平均高2.5～3.5倍。

电潜螺杆泵（espcp）是螺杆泵和电潜泵的综合，非常适合水平井的流体举升。由于是无杆系统，因而消除了抽油杆和油管间的摩擦损失，并对高含砂井和稠油井具有很高的适应性。从2002年初到2003年2月。在kulin油田共完钻两口水平井kl082和kl083。利用espcp举升，kl082井初始产液量708bbl／d，产油量531bbl／d，含水率25％；kl083井初始产液量518bbl／d，产油量394bbl／d，含水率24％；每口井日产油量平均比预计高出300bbl。两口水平井所用的espcp都安装在9％in的套管中，位于造斜率低于2°／100ft的直井段，这两个espcp是按直井段最大造斜率为15°／100ft进行设计的。螺杆泵中定子橡胶的工作温度为135～150°f。低于橡胶的耐温极限。espcp的流量、压头和泵效通过地面变速驱动（vsd）控制。截至2004年6月，两口水平井中的espcp已分别无故障地运行了450多天和800多天。2004年6月中旬到8月上旬期间，由于设备安全检修。两台espcp均停止运行。在该油田，这两口水平井的产量比垂直井的产量平均高2．5～3．5倍。

为提高低渗透油气藏的开采效率,胜利油田部署了一口小井眼长水平段多级分段压裂水平井——樊154-平1井。在介绍樊154-平1井储层特征、井身结构和井眼轨道剖面特点的基础上,认为该井存在水平段长、摩阻扭矩大、井眼尺寸小、循环压耗高和水平段井身质量要求严格等钻井难点,从实钻井眼轨迹优化、实时摩阻扭矩计算、底部钻具组合优选、钻井液技术、地质导向技术和井眼修复等方面,对该井采用的技术措施进行了详细介绍。该井实钻水平段长1230.00m,创造了胜利油田小井眼水平井水平段最长纪录,平均井径扩大率4.62%,储层钻遇率100%,井眼轨迹光滑,有效地保证了该井12段分段压裂的成功实施,投产后稳产20～30t/d,为胜利油田低渗区块的高效开发提供了宝贵经验。

靖边气田下古生界马五1＋2气藏是典型的岩溶型碳酸盐岩气藏，在该区进行水平井开发。面临水平井现场地质导向遇到马五1各小层判识难、地层倾角预测难、气层追踪难、控制轨迹难等问题。在前人研究成果的基础上，对靖边气田水平井现场地质导向技术进行总结完善，同时针对靖边高桥区及陕224储气库在水平井开发过程中出现的不同难点，及时进行相应调整，有效保证了水平井现场地质导向技术在这两个区块的成功实施．

长水平段水平井钻井技术已经成为低渗透油气田开发的重要技术保障,但国内相关技术起步较晚,对该项技术的认识还需要统一,对如何发展与该技术配套的优快钻井技术有待进一步研究。通过分析该技术在井眼轨道优化设计、井眼轨迹控制和钻井液性能提高方面的主要技术难点,明确了关键技术攻关方向。通过模拟分析井眼轨道摩阻、扭矩,确定了造斜率和井眼轨道类型的优选原则;通过分析靶前位移与裸眼段摩阻系数的敏感性,明确了二者关系,并就其成因进行了钻柱力学解释,提出了靶前位移的优选原则,形成了长水平段水平井井眼轨道设计的主要思路。建立了基于地层可钻性级值的井眼轨迹控制方案优化方法,提出了以旋转减摩技术为基础的井眼轨迹高效控制思路。梳理了井壁稳定、井眼净化和润滑防卡等长水平段水平井钻井液关键技术,介绍了相应的主要技术措施。结合高平1井,介绍了上述各关键技术的应用情况,实例验证了各技术的有效性。

长水平段水平井技术已经成为低效油气田开发的重要技术手段。近年来胜利油田相关技术发展迅速,初步形成了长水平段水平井钻井关键技术,包括以井眼轨道优化设计为核心的工程设计技术,以底部钻具组合优化设计为基础的长水平段优快钻井技术,以及满足多种油气藏保护和井筒安全要求的钻井液技术和长效固井工艺技术。先后在大牛地气田、长庆油田、胜利油田、腰英台和川西等地区进行了现场应用,完成金平1井、高平1井、渤页平1井等重点工程项目。其中,高平1井利用自有技术实现了位垂比4.02、水平段长3462.07m的工程目标,创造了国内陆上油田多项钻井施工纪录。长水平段水平井钻井关键技术发展迅速,但仍需结合具体区块特点,在工程设计、井身质量监控、随钻地层界面识别、钻井液循环利用和完井开发一体化设计等关键环节进行深入研究,特别是加强旋转导向、近钻头地质导向、智能完井等高端技术的攻关力度,提高整体技术水平。

针对大庆油田侧钻水平井环空间隙比常规井眼和小井眼环空间隙小得多、侧钻水平井尾管内径小,这样造成循环摩阻大,固井施工压力高,固井质量不易保证的实际,开展了注水泥设计,确立了环空压耗与井眼长度的关系及钻井液性能对压耗的影响。通过偏心环空时的压降计算施工压力研究及注替过程的速度、压力分析,开发与应用了侧钻水平井固井施工设计软件。通过两口井的实践,证实了设计的可靠性,地面施工一次成功。

介绍了胜利油田139.7mm套管开窗短半径侧钻水平井有关侧钻方式选择、井眼轨迹的形状设计、增斜段、造斜率的合理确定、井眼轨迹控制与测量等技术问题,并提出了解决这些问题的方法和建议。

针对鱼骨状多分支水平井随钻测录信息滞后和钻时资料参考性较低等问题,在综合研究mwd、lwd和综合录井仪随钻信息的基础上,正确地提出了地质导向实施意见,有效地控制了钻头在油层中穿行,成功地钻探了中国石化第一口鱼骨状多分支水平井,改善了cb26b区块的开发效果。

水平井能有效地增加油气层的泄露面积，提高油气采收率，是增加产油量的有效手段之一，已在各油田得到了广泛的应用。随着圈闭落实程度和含油气预测技术的不断提高，大港油田近些年部署了大批水平井，然而由于水平井目的层的卡准、油气显示录取、对井身轨迹的引导及工程服务比普通直井更难、更复杂。通过对近年来所钻水平井的分析，找出了影响常规录井资料质量的根本原因，并提出了几种适合水平井录井的技术方法，而且经过近几口井的现场应用取得了良好效果。

通过对电缆测井、随钻测井和过套管测井系列施工条件及资料对比分析发现,电缆测井系列施工条件相对容易,测井项目丰富,缺点是获得的地层测井参数受钻井液侵入影响大,精确度相对较低,随钻测井系列适用于大斜度定向井、水平井测井,测井资料因不受钻井液侵入影响,可获得较精确的地层参数,缺点是纵向分辨率较低,在复杂地面和地下地质条件下,过套管测井系列是电缆测井、随钻测井系列的有效补充,同时也是进行油藏管理的一种有效的测井系列,通过过套管测井,可详细地了解油藏的动态变化以及发现漏失或隐蔽的油气层。

就对江苏油田水平井开发以来,地质导向技术已成为水平井开发应用的关键技术,随着江苏油田迫切需要提高复杂小断块油田的开发效益,提高探井的发现率和开发井的钻遇率,近钻头地质导向钻井技术在复杂地层、薄油层发挥其近钻头优势进行了一些探讨,并对近钻头地质导向系统在江苏油田水平井应用进行了分析。

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古气藏由于特有的沉积微相类型及演化特征,区内储层薄而分散,储层非均质性强,地质条件相对复杂,其为后期实际开发带来了很大的困难.水平井作为解决苏里格气田开发的有效手段,目前已在气田大规模推广应用.为更好地提高水平井地质导向效果及质量,提出三维地质建模技术与传统水平井地质导向技术相结合的思路,并应用随钻gr数据验证分析,以期更好地提升水平井地质导向技术的精确度以及成功率,并增加有效储层的钻遇率.x2区块x1-8h1水平井应用三维地质导向技术,实际完钻水平段长度800m,砂岩钻遇率达78.8％,有效储层钻遇率达59.5％,后期采取水力喷射压裂的改造方式后,取得了显著的开发效果.现场应用实践表明,三维水平井地质导向技术对苏里格气田钻井实施及后期改造有着重要的指导与借鉴意义.

根据页岩水平井水平段页岩裂缝发育、井壁坍塌问题,对油基钻井液的封堵性进行了优化,使用了多种刚性、柔性以及成膜的油基封堵材料进行了评价实验形成了强封堵的油基钻井液体系。泌页hf1页岩油气水平井现场应用表明,该油基钻井液体系封堵防塌能力强、滤失量低、破乳电压高,具有较强的携带能力,避免了水平井段井壁垮塌问题,中石化河南油田泌页hf1井三开水平段长1044m,钻进、电测、下套管顺利。

在对水平井测井施工的过程中，其电缆的损伤一般都很大，所以需要不断的更换新的电缆。这样一方面耽搁了工程的

填砾是水文地质勘探孔成井的一个关键工艺,该工艺的一个难点就是填砾过程的深度测量,因无法及时判断填砾面位置及填砾过程中出现的\"悬空\"现象,导致勘探孔无法止水分层或报废,特别是在细颗粒含水层区成井,因填砾失败导致井报废的实例很多。通过自然伽马测井利用裸孔和填砾前、后的曲线对比,可以测量填砾面位置,解决了填砾过程中砾面深度测量的困难；可以发现填砾成井过程中产生的不利现象,为成井采取补救措施提供信息帮助,有利于保证成井质量。

水平井测井是对水平井实施动态监测、储层评价及套损检测的重要手段,是水平井持续高效开发的一项主要工作.为了解决水平井测井时仪器输送难的问题,开发了以连续油管为工具的测井输送技术.技术的关键是将测试电缆穿入连续油管内,测井时将测试仪与连续油管末端内的电缆相连后接于连续油管上,连续油管将测试仪输送至水平井待测试井段的底端,以一定的测速上提连续油管完成不同井况水平井的测井.利用该工艺及配套技术,完成了江苏油田3500m连续油管的内穿电缆及h88p3井的pnn测井找水,完成了涪陵页岩气田5000m连续油管内的内穿电缆及jy9hf井的井下成像测井找漏.