水平井地质导向钻井中的录井技术应用

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摘 要：本文以长庆坪北油田的部分水平井地质导向钻井中综合运用录井技术手段的实例分析研究了水平井地质导向钻井中的录井技术应用、限制和存在问题并提出了解决办法。

关键词：水平井；地质导向；录井技术

1. 水平井准确着陆的录井资料应用

1.1 采用地层对比方法指导水平井着陆

首先将邻井及设计井钻遇的单层厚度换算成垂厚度，绘制海拔对比图。然后选用标准层，标志层，利用电性、岩性组合特征进行地层对比，提高预测精度，确保准确着陆。

坪63-平1钻井设计时，先对照邻井坪63-11、坪63-12的资料，将其钻遇的NmⅡ6层（目的层）厚度换算为垂直厚度并绘制了海拔对比图，以便于在钻进过程中实时对比监测。

坪63-平1设计层位NmⅡ6，钻至NmⅡ5层顶时，与邻井对比，发现地层比设计深了6米。调整钻井井身轨迹。最后证实目的层顶面-1722米，比原设计-1717米低了5米，及时对井身轨迹设计进行了优化和调整，更改着陆点和井斜角，将着陆点下沉，并将井斜角做相应调整，完钻后水平段实钻油层164米，日产油10吨，取得了良好的效果。

1.2 利用钻时、岩屑、气测等资料确定水平井着陆

在钻井参数不变的情况下，钻时大小在一定程度上反映不同的岩性特征，可以用它来划分储层。当即将钻至目的层深度时，要格外重视钻时资料，发现钻时变小，及时停钻循环，同时还可利用气测、定量荧光等资料来确定钻头是否进入油层。

坪104-5平14井钻至2138米时机械钻速增大，泥浆循环岩屑录井发现砂岩明显增多，气测发现全烃升高，分析钻头进入目的层，确定着陆。由于判断准确，及时进行钻进参数及泥浆配方调整，顺利进入靶点，按照钻井设计轨迹钻进，水平段钻遇油层185米，投产日产油12吨。

1.3 利用LWD资料验证水平井着陆

由于LWD仪器的探测器距钻头有十米多的距离，测量的电性资料相对滞后，但随着进尺的增加，探测器的前移，它能准确反映已钻地层的信息参数，从而对着陆起到验证作用。

坪63-平2井原设计1940米着陆进入油层，当钻至1942米时，气测全烃由5.7%升至34.9%，LWD资料滞后，测深1932米，电阻率仅为7Ωm，于是保持钻速与井斜角不便，同时进一步进行观测，随着进尺的增加，钻至1953米时，电阻率增高，证实钻头进入油层。井身轨迹按照钻井工程设计运行，继续钻进达到目标位置完钻，水平段钻遇油层184.8米，日产油15.2吨

2.水平段井眼轨迹控制的录井技术

2.1 气测组分比值法

气测组分比值法的基本原理是依据烃湿度比值与烃平衡比值的差异和变化来进行分析的。

进入油层前，由于钻井液混油，烃湿度比值Wh、烃平衡比值Bh的数值接近，两曲线几乎重叠；进入油层后，由于浅层气测显示烃组分主要是甲烷气，因此，Wh值变小而Bh值变大，两曲线分离。我们可以利用气体比值法进行地层分析和地质导向。

2.2 井身轨迹追踪图导向

以横坐标表示水平位移，纵坐标表示垂深（或海拔深度），选择适当的比例，建立直角坐标系。着陆后首先修正并绘制好井身轨迹图，再根据实钻测斜资料，描绘实钻井身轨迹图，并重点标注岩性、电性变化的深度。导向监督将修正后的轨迹与实钻轨迹进行分析对比，及时提出导向措施。

2.3 LWD导向技术

LWD仪器能测量地层的深浅电阻率和自然伽马强度。现场根据自然伽玛变化和深浅电阻率的交汇情况，结合构造资料，判定钻头在油层中所处的位置和岩性情况。一般进入油层时，深电阻率阻值提前增高，而且浅电阻率的增加缓于深电阻率；在油层中，钻头接近于顶、底时，浅电阻率阻值最初不发生明显变化，但深电阻率阻值降低。

坪104-5平6井钻进过程中全程LWD导向，在2136米，伽马值由100降至52，深电阻率由8升至20，浅电阻率由6升至100，确定着陆，钻至2183米，电阻率阻值下降，伽马值上升，至2300米，电阻率阻值下降，伽马值上升，与井身轨迹对照，可以明显地看出水平段位置。最后水平段钻遇油层155米，日产油7.9吨。

3.水平井录井实施过程中的难点及对策

3.1 水平井录井难点

1）岩屑录井

岩屑录井是发现油气显示最直接、最有效的方法，但水平井钻井通常采用“PDC钻头和螺杆钻具结构”来提高钻井速度，岩屑细，甚至呈粉末状，相互混杂，造成岩屑代表性差，影响准确定名。

2）断层影响

断层位置不落实，会使得现场无法找到油层而大量损失钻井进尺，或在水平段控制中油层突变或缺失，减少油层钻遇长度。

3）储层中的隔层影响

对于陆相沉积的复杂断块油田，地层纵向分布复杂，往往有泥质或灰质夹层或隔层，钻进过程中难以正确判断钻头所处的油层位置，给现场制定地质导向措施带来很大困难，进而减少水平段钻遇油层长度，影响了水平井的开发效率。

4）油水界面不准

由于断块油藏倾角、油层展布特点等影响，对油藏的认识不可能完全准确，特别是油水界面还有可能随着开发过程的变化而发生变化，如果原设计水平段为油层，但因实际油水界面可能上移，使海拔较低部分为水层，从而影响开发效果。

5）油层提前

当提前钻遇油层时，会导致钻头以小井斜角钻遇油层，使得钻头进入油层过深影响油气开发效果，此外还会使着陆点附近造成凹兜状轨迹，给后续的采油作业施工带来较大困难。

6）油层滞后

油层滞后会导致现场依据设计井斜角达到水平位移和设计垂深后，不能钻遇油层，损失水平段长度。同时，如果下抠幅度过大，也会造成类似油层提前似的状况，使井身轨迹产生较大的“狗腿弯”，对采油作业带来不利影响。

3.2 水平井录井技术对策

以上因素都导致了深层水平井钻井、录井的复杂性和困难，在长期的实践中，生产技术人员通过摸索发现，通过以下方法可以有效地规避风险，提高钻井的成功率。首先在设计着陆点50米范围内要求必须有实钻井控制，水平段轨迹多设靶点，靶点尽量有实钻井控制；其次水平段轨迹方向应沿着砂层走向设计，避免砂层的横向尖灭；第三在水平段控制过程中，井身轨迹尽量控制在油层顶部，这样在钻遇泥岩时，有明确的方向，避免判断失误；最后建议在设计深层水平井时，目的层最好是油层组。

4.结论

1）水平井地质导向中，应根据构造形态、正钻井与邻井位置关系制定合理的靶前距，对钻头进行先期导向。

2）利用海拔对比图和井眼轨迹跟踪图，进行随钻地层对比，校正井斜，引导水平井顺利着陆。

3）进行随钻分析时，必须综合运用各项参数，以保证结论的准确。

4）提高所钻水平井区块的三维地震资料质量，在开发欠成熟区块，先钻定向井落实构造。

5）水平段轨迹方向应沿着砂层走向设计，避免砂层的横向尖灭。

6）在水平段控制过程中，井身轨迹尽量控制在油层顶部，这样在钻遇泥岩时，有明确的方向，避免判断失误。

7）设计深层水平井时，目的层最好是油层组。

参考文献：

[1] 塔里木油田开发事业部.钻井监督指南.石油工业出版社. 2004年第一版

[2] 沈琛.地质录井工程监督. 石油工业出版社. 2006年第1版

[3] 本书编写组.地质监督与录井手册. 石油工业出版社. 2004年第1版

[4] 本书编写组.钻井手册（甲方）. 石油工业出版社. 1992年第1版

[5] 郎东升. 油田开发水淹层录井评价技术. 石油工业出版社. 2006年第1版

[6] 郎东升. 油气水层定量评价录井新技术. 石油工业出版社. 2004年第1版

[7] 卫扬安.准噶尔盆地天然气勘探录井评价方法研究与应用.西南石油学院硕士论文，2005年

[8]张姝玮.东营北带深层砂砾岩体油气层录井评价技术研究.中南大学硕士论文，2007年

作者简介：杜高强（1972.12-），男，汉族，工程师，大学文化程度，2007年1月毕业于中国石油大学（华东）继续教育学院石油工程专业，长期从事油田生产技术管理工作。