隨鉆測井地質導向技術在水平井鉆井中的應用

周思源

中海油田服務股份有限公司 北京 101149

當前，最常用的技術方法是最小二乘法。LWD技術是一種基于鉆探過程中的地質條件（井眼軌跡、鉆頭位置、井眼角度等）與地層電阻率之間的相互影響，實現對油氣層進行有效的定位和定向的一種新興的測井技術，可實現對油氣層位置和巖性的動態監測。在此基礎上，提出了一種基于 LWD技術的新型測井方法。

水平井是一口高產量、低廉的油田，其鉆探成功率與油氣藏的鉆探工藝密切相關。隨鉆測井技術具有指導地質導向和實時評價儲層物性等優點，對改善儲層鉆進速度、縮短完井周期和降低水平井測井風險具有重要意義。在大斜度井和水平井的勘查和開發中，采用了隨鉆測井技術。

1 發展概況

當前，在水平井中使用的隨鉆測井技術有：一是識別巖性，測定地層傾角，測定水平段長度；二是利用已有的地層巖性和構造信息，對水平剖面進行軌道控制；三是利用地層的巖性和結構信息，對水平線的航跡進行了動態修正。從國內外的研究進展來看，隨著隨鉆測井技術的不斷發展，隨著隨鉆測井技術的不斷深入，人們對該技術的認識也越來越深入。在水平井技術、隨鉆測井技術等方面取得長足進步的同時，也使隨鉆測井技術在今后的研究中占有越來越重要的地位?；趲r性、斷裂、沉積相、氣頂等特征，對巖性及巖性進行識別，而上述特征均受外部環境的制約，其識別效果會有很大的改變。另外，常規的地質方向法在實際運用中也面臨著諸多問題，如：因勘探設備與巖層間的間距較小，不能對巖層的變形情況進行準確的判定；但在實際應用中，因檢波器與地層相距太近，不能準確判別出含油層；但在實際應用中，因檢測儀與巖層相距很近，不能對巖層的地質變形做出精確的判定。隨著我國石油資源的日益豐富，石油資源的日益豐富，采用常規的地質導引方式已難以適應石油資源的需求。為此，必須對現有的地質導引技術進行改進與創新。隨著隨鉆錄井技術的不斷發展，隨鉆錄井的地導技術也在不斷發展。地質導向技術在水平井鉆井中的應用將形成一套完整的水平井測量工藝、軌跡控制與安全鉆井的技術體系，可有效保障鉆井軌跡在油層中的最優穿越，提升油層的鉆井效率，推動水平井鉆井技術的發展與提升。

2 隨鉆測井數據處理分析

在對隨鉆儀進行定標的同時，還對對觀測資料進行處理。在隨鉆儀標定時，儀器故障，泥漿污染，溫度變化等因素都會導致儀器標定結果產生較大的誤差，從而對以后的資料解釋產生較大的干擾。為此，為了獲得科學、合理、可信的成果，需要對儀器采集到的原始資料進行適當的分析。資料的處理大致包含以下內容：構造巖性解釋模式，將巖性數據與巖性數據進行對應；開展油氣藏的巖性比較與油氣藏的綜合評價；應用該方法進行巖性的評估與巖性的比較；對鉆井軌道進行預報。曲線光順是一種光順是一種評價方式，通過光順的曲線進行分析，來去除隨機性的影響。鉆井軌道預報就是依據實測資料的特性及儲層特性，構建一系列的預報模式。當鉆井軌道預報的準確性達到一定程度時，可以用來建立鉆井軌道預報的數學模型。在某些特定的條件下，還可以采用光順、巖性比較等方法進行處理。舉例說明：在實踐中，通過對垂直井區與水平井區的比較與研究，可以將垂直井區內的儲集物作為一個儲集物來進行解譯；通過與水平井區相比較，可以將水平井區內的油氣層位理解成一個油氣層位。

3 水平井地質導向的實現方法

在地質引導中，最重要的是利用隨鉆測井數據來評估井的地質狀況，而根據隨鉆測井數據上的井道和巖層的產狀來決定井道在水平區的定位，所以，把隨鉆測井數據上的井道與巖層的產狀相結合，就是地質引導。它的實施過程由下列步驟組成：首先，根據地質成層數據、井眼軌跡控制數據和水平井的開發數據，對目標層和油藏界面之間的相互影響進行了全面分析；其次，構建目的油藏的地質模式：通過與目的油藏的隨鉆錄井資料進行比較，確定目的油藏的賦存狀態，進而確定井眼角度；再次，建立靶區與周邊巖層之間的賦存聯系：通過隨鉆錄井資料對靶區進行賦存狀態分析，并根據具體的地質條件和鉆井軌道對靶區進行修正；最后造斜和定向目的油藏，使目的油藏具有精確的鉆孔軌道定位；以及利用隨鉆錄井數據來實現對鉆孔軌道的實時監控，保證鉆孔軌道在最佳的定位[1]。

首先，該測量儀的尺寸比較大，需要將測量儀的尺寸縮小到最??；其次是要進一步改善測量系統的解析度和準確度。第三，要研究和完善激光雷達和氣溶膠成像系統的資料處理系統。此外，為了滿足石油勘探的要求，還應根據石油勘探的實際需求，研制出適合石油勘隨鉆測井資料[2]。比如，可以研制出一套將地層引導與井身軌道控制相結合的水平井軌道控制系統；在此基礎上，開發了一套用于實際測量的、用于實際測量的等。該新型鉆具的研制，將對以地質為基礎的鉆探技術起到一定的推動作用，使鉆探工作的效果和費用得到顯著的提升。

4 近鉆頭伽馬

近鉆頭伽馬成像技術是一種基于傳統測井技術的新型測井技術。它的理論基礎是利用由測定儀發出的γ與已經存在于井面上的巖體發生反應而得到的各巖體的百分比。在此基礎上，結合鉆井過程中所涉及到的地質條件，確定鉆井過程中所涉及到的各巖石類型及所涉及到的石油飽和度，進而實現對該地區油氣藏的定量化評價。當鉆井軌道較為規則，鉆頭相對穩定的情況下，可用近鉆頭伽馬法來量化地評估靶區的油氣藏。此方法適用于薄密層、層狀、塊狀儲層和自然裂縫發達的儲層，并能很好地反應儲層的裂縫分布。這種計算方式適合于小坡井及水平井，但對大坡道的井徑計算則需要更加苛刻的條件。例如，將此技術應用于一個油氣田的水平區，通過鉆井伽馬和泥漿伽馬來確定目的地層中的裂隙發展狀況和自然裂隙的展布狀況[3]。鉆孔軌道擬合率達96%，裂隙發育度達86%，自然裂隙占60%，并在距離目的油藏3 m左右的位置找到了一條明顯擴展的自然裂隙。

5 隨鉆探邊

隨鉆測井是在鉆探的時候，把由儀表測得的地層電阻率曲線和地質斷面進行比較，然后用電纜把巖性改變的相關數據傳送給地表的電腦，這樣就可以對儲層的方位和巖性的改變進行及時、精確的判定。這是一種采用測量深度、層位和巖石性質的技術手段。隨鉆測井技術在水平井中的使用日益增多，其技術手段時運用常規的隨鉆錄井資料和地層的巖石學特征進行比較。即根據不同的電阻、γ曲線的差異，來判定不同的儲集層，從而可以判定儲集層的具體方位以及儲集層的差異。除此之外，它還用隨鉆錄油數據和天然γ（Nature Gamma）進行比較。利用γ的變化規律，可以對有無烴類顯現進行判定，進而對儲集區進行定位。該方法是利用電成像技術對油氣層、水層和儲層的厚度進行判斷，從而確定油氣層、水層和儲也就是根據分布流體的質，對鉆井流體性能來進行判斷判斷油、水的性質。

然而，現有的隨鉆測井儀器具有分辨率低，測量精度低，信號弱，響應慢等特點。目前，隨鉆錄井資料的解譯軟件尚不完備，如：在構建地質建模時，必須要對巖石進行解析，并且在構建完巖石建模之后，若沒有對巖石建模進行修正，則不能實現對巖石建模結果的自動修正；在實際工作中，由于水平井的鉆頭會出現傾斜等問題，使其與設計的距離有較大的差異，必須依據現場的具體狀況加以修正。儀器在工作中容易受到外部環境的干擾；各作業單位的作業人員對相應的作業程序的熟悉和熟悉度各有差異；由于系統的升級不夠快，使得系統的使用效率受到很大的限制。這就要求我們在實際工作中進行大量的實驗和研究。經過多年的探索與實踐，我們認為，隨著時間的推移，隨鉆地層引導技術將會越來越普及。

6 優化措施

首先，利用地表處理系統，對采集到的隨鉆錄井資料進行了實時的分析，并在此基礎上，完成了對隨鉆錄井資料的定位。其次，為了實現對儲層資料的實時分析，必須采用各種方法，并輔以專門的儀器。另外，在使用隨鉆法進行地層引導時，也會受到多種因素的影響，導致鉆井軌道與設計軌道發生偏差。因此，必須加大對該技術的研究，并采取相應的對策，以改善其使用效率。

針對不同的地質條件，選擇相應的隨鉆測井地質引導技術，尤其是在薄層、超薄層中，利用隨鉆測井技術，可以有效地改善鉆進速率、井道精度，縮短油-氣-水分界面及井道軌道與水平線的偏差。

在直井剖面設計時，要針對不同的地層條件，對直井剖面長度和水平井剖面長度進行適當的選擇，防止因鉆井速度太高而造成的直井剖面長度太低或水平井剖面長度太高。

依據水平井的地質及油藏特性，對造斜部位進行了合理定位。比如，在進行水平井的水平分段設計時，要將油層厚度，原油粘度，地層壓力，溫度等因素都要加以考量，以免由于地質的原因，造成油層厚度，原油粘度太大，而不能進行高效的開發。

在垂直剖面的設計中，要考慮到油層厚度，原油粘度，地層壓力，氣溫等多種條件，來決定造斜地點的合進行理布置眼。進時水要結合具體條件，，用據當實際具擇在儲集鉆厚度很小型情況下，于者在層力相較的情況下油水以同用碳化硅，可選擇在頭度很大；儲層中，于者在層力相較的情況下油則水以采用的旋平頭與可選擇螺桿鉆組 P復C鉆進相法合的混合鉆井方式。

7 結束語

地質引導技術是近年來發展出來的一種新技術，該技術能夠將鉆探中的有關數據，例如有關井眼軌跡、地質剖面圖、地層壓力、產層發育的數據等，利用特定的儀器對這些數據進行實時的記錄，并對其進行處理和分析，為水平井鉆探提供井眼軌跡和地質剖面圖，進而達到對井眼軌跡的控制和地質引導的目的。水平井是一種新型的非常規石油資源開采方法，其主要特點是利用地層導引技術來控制井斜，增加油層的鉆遇幾率，避免鉆頭觸底?；陔S鉆測井技術的鉆探地質導向法，是利用電性與電性相結合的方法，可對儲層中的巖性及巖性進行實時監測。通過對油藏位置的精確預測，對鉆井軌道進行適時的調整，確保了鉆井軌道的控制。該技術可以規避掉鉆穿底水和鉆遇邊水帶來的鉆探危險，從而降低了施工工序，縮短了建井周期，提升了鉆井速度，還可以有效地降低了油層被鉆井液浸泡的時間，降低了對油層的污染，從而節省了開發投資。