降低橫向井測井風險

編譯:馬向陽 (塔里木油田分公司油氣田產能建設項目部)

審校:趙平 (大慶鉆探工程公司測井一公司)

降低橫向井測井風險

編譯:馬向陽 (塔里木油田分公司油氣田產能建設項目部)

審校:趙平 (大慶鉆探工程公司測井一公司)

盡管隨鉆測井 (LWD)/隨鉆測量 (MWD)在鉆井過程中提供了大量數據,但是對于水平泥巖橫向井段來說,由于成本高、風險較大,LWD/MWD的應用受到了限制。一種新型基于存儲的儀器可以到達鉆頭所到達的任何位置,并可為水平橫向井段提供豐富的鉆井信息。

橫向測井 泥巖 隨鉆測井隨鉆測量 成本 風險

考慮井下環境時,有一個問題必須考慮,那就是獲取盡可能多的數據。當到達目的層需要對源巖進行實時測量時,LWD/MWD系統常常派不上用場。盡管在當今市場上這些儀器的價值是顯而易見的,而在特定鉆井環境下它們所表現出的高成本和高風險使其在一些地區的使用受到了限制。在北美,主要采用水平橫向井開采泥巖 (層),LWD/ MWD便失去了其優越性。

已經證明,分階段壓裂完井是泥巖開采的一個有效方法,幾乎不需要什么數據。傳統上,如果在一或兩口井里可以測井,那么就可以在一個均勻剖面上進行壓裂作業,從而開發整個油田。這種方法已在Fayetteville、Haynesville和Eagle Ford的作業中獲得了成功,同時也面臨著新的挑戰——優化完井。

1 成本與風險

泥巖成功開發的一個主要因素是降低單井鉆井和完井成本。在泥巖開發中,鉆水平橫向井是油井生產最有效的鉆井方式。按目前標準,采用LWD/ MWD測量橫向井段涉及高成本和高風險。LWD/ MWD儀器是井下鉆柱總成的一部分,如果鉆柱遇卡,或者出現什么問題或儀器發生故障,可能要花費上百萬美元。

在一個新的區域,開發商常常在頭幾口井中使用測井技術,獲得的信息用于其后的許多新井中。現代壓裂作業的優勢是開發商可以用有限的實際井眼信息完成多數井的壓裂作業。結果,為了減少開支,許多開發商都取消了數據采集這一環節。通過減少油田開發項目中的測井作業,開發商正在降低成本和風險。在節省作業時間和成本的同時,也大大減少了特定井下環境的有價值信息量,限制了開發商通過優化完井來增加產量的能力。

2 低風險、高質量數據

2009年1月推出的第一支商用 ThruBit LL G過鉆頭測井 (TBL)儀是一支耐用的三組合 (伽馬、電阻率、中子和密度/Pe)儀器。已經證明,該儀器是可以獲得更多數據的有效、經濟的方法。該方法通過鉆柱傳輸儀器并通過鉆頭,降低了作業風險。該儀器可在很寬范的條件下 (包括惡劣環境)采集測井數據,因為鉆頭鉆到哪里,它就能測量到哪里。

Haynesville的實例如圖 1所示,已給出了Haynesville的主要鉆井區域,以及鉆出點 (中子與密度曲線進一步分離處)。伽馬射線顯示幾乎沒有什么差別,所以隨鉆測量伽馬射線 (MWDGr)對確定何處完井最優不會有幫助。TBL三組合指出了鉆入和鉆出區域以及有效完井的位置。

TBL儀器與一特殊設計的 Portal Bit聯合使用,可以解鎖使測井儀器穿過鉆柱來測井。一旦井眼循環干凈,鉆柱即“通管器”,提供了一個最小

2.5 in(1 in=25.4 mm)的偏移,測井裝置靠電纜穿過鉆柱,與測井儀保持連接。儀器懸掛在鉆頭的上方,可使“三組合”延伸至鉆頭下方。隨著電纜的移動,當在地面上卸掉 (鉆桿)時,儀器以存儲測井模式采集井眼信息。

對于水平 (或垂直)井來說,儀器可以在鉆桿完全取出前收回,這有助于完井作業計劃的迅速實施。萬一鉆桿遇卡,在鉆工處理鉆柱直至解卡的時候,儀器可較容易地被收回至地面。隨著儀器安全地放置在工作腳手臺上,發生損壞的風險全部解除。

除了降低作業風險外,TBL還提供了完井過程中用于優化井特性的信息。巖石物理學家Bruce Noblett認為,過鉆頭MWDGr的一致性較好。因為標準的伽馬儀器的偏移加上或減去表格刻度,儲層質量中重要的細小變化較容易被忽略掉。

圖1 Haynesville測井實例

當MWDGr在水平橫向層段穿過時,不同層段的粗略讀數基本相同。利用 TBL的高采樣率伽馬射線 (不是MWD)和其他所有的“三組合”數據可以估算儲層的孔隙度和電阻率,完井也將得到優化。

基礎地質學表明,多數油藏都不是均質的,如粒徑改變,孔隙度、滲透率變化,流體也會改變。在一些碳酸鹽巖儲層,孔隙度因層段不同而變化。因此,儲層巖石是可以改變的,盡管伽馬射線表明巖性基本是相同的,但增產效果是不同的。

伽馬測井表明一個區域是水平儲層,這常常導致整個層段以水平段完井。觀察到儲層巖石中眾多變化的可能性會導致完井大不相同。一般地來講,孔隙多的層段正是油氣儲存的位置。孔隙度越高,儲量越大。據此優化完井可證明井眼產量較高。MWDGr對許多作業都十分有效。然而,這可能導致盲目增加水平井。借助更多信息,開發商可以利用巖石結構上的細微變化來優化完井過程。

左邊Eagle Ford實例表明 (圖2),紅色和藍色曲線正好相遇并交叉的地方孔隙度良好。同時,井下泥漿氣體測井曲線顯示潛在氣藏峰值較小。右邊Eagle Ford實例表明了類似的良好孔隙度層,但顯示出氣體較多。伽馬射線在這兩個層讀值相似。僅用MWDGr和氣體曲線來解釋該層將會漏掉通過以前Eagle Ford測井曲線解釋的產層。

圖2 Eagle Ford測井實例

3 結束語

大多數公司都想獲得更多的數據。至今,TBL的“三組合”服務已經測井19 500 ft(5 944 m),目前橫向井最深的是5 500 ft(1 676 m)。通過較好地理解產油層位置,開發商可以通過優化其模擬計劃進一步降低成本、提高產量。Noblett認為,“數據很重要,數據有助于決策;數據還有助于開發商提高工程效率”。

資料來源于美國《E&P》2010年6月

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.015

2010-08-21)