地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在Assel-15H水平井的應(yīng)用

王理斌，段憲余

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院，遼寧盤(pán)錦 124010）

地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在Assel-15H水平井的應(yīng)用

王理斌，段憲余

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院，遼寧盤(pán)錦 124010）

以Assel-15H為例，將三維地質(zhì)建模與傳統(tǒng)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)相結(jié)合，充分利用隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)，取得厚油層鉆遇的良好效果，成功地解決了地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在蘇丹復(fù)雜斷塊油田的技術(shù)難題。

水平井；地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)；隨鉆測(cè)井；蘇丹；低滲透油氣藏

1 Assel斷背斜區(qū)域地質(zhì)概況

Palogue油田位于蘇丹Melut盆地的北部，構(gòu)造上為斷層控制的北西走向斷背斜，由南向北由5個(gè)斷塊組成［3］。油田主力層位為古近系Yabus組～Samma組砂巖，上覆Adar組泥巖為本區(qū)的區(qū)域性蓋層。

Assel斷背斜位于Palogue油田東北部，主力儲(chǔ)層為Yabus組，埋深1 200 m左右。由于受東邊界大斷層的控制，由東西方向向北東方向扭曲，面積不到10 km2；由于處在北部的東北側(cè)，地層逐漸減薄，白堊系地層殘余厚度不超過(guò)200 m。該斷背斜儲(chǔ)層發(fā)育不穩(wěn)定，油水關(guān)系復(fù)雜，水侵狀況嚴(yán)重。

2 地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用

2.1 地質(zhì)設(shè)計(jì)

Assel-15 H位于Assel背斜中部，是一口水平開(kāi)發(fā)井，設(shè)計(jì)目的層為古近系Yabus VI-2組，設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)310 m，井口海拔值為393.1 m，目的層控制儲(chǔ)量約1.7×107桶。該斷塊目的層沉積相為辮狀河沉積，油藏類(lèi)型為塊狀底水油藏，主要鄰井有Assel-23、Assel-2、Assel-18、Assel-17H 和Assel-17 HST（圖1）。

通過(guò)鄰井資料對(duì)比分析研究，Yabus VI組頂部泥巖發(fā)育穩(wěn)定，在各鄰井中，泥巖頂部呈低電阻、低伽馬，泥巖下部呈低電阻、高伽馬特征，為此，以該特征作為該井設(shè)計(jì)的主要依據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)目的層頂部深度，其調(diào)整水平段設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

2.2 Assel-15 H井地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析研究

（1）地震上。從過(guò)Assel-15H地震剖面發(fā)現(xiàn)（圖2），目的層呈斷背斜狀展布，地層較陡，目的層

圖1 YabusⅥ-2頂面構(gòu)造

表1 Assel-15H井地質(zhì)設(shè)計(jì)調(diào)整參數(shù)

圖2 過(guò)Assel-15H水平段地震剖面

同相軸連續(xù)性較差，有地層尖滅及發(fā)育伴生斷層的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）地層對(duì)比上。通過(guò)鄰井層位對(duì)比分析，目的層Yabus VI-2砂體在該斷背斜發(fā)育不穩(wěn)定，在Assel-2與Assel-23較發(fā)育，砂體厚度5～11 m；目的層砂體在Assel-18和Assel-17 H井中發(fā)育不穩(wěn)定，砂體尖滅，且在Assel-23井目的層砂體中間發(fā)育泥巖夾層，厚度2.5 m，Assel-15H井鉆遇泥巖夾層的風(fēng)險(xiǎn)較大。

（3）構(gòu)造上。水平段部署于斷背斜東南翼（圖1～圖2），地層傾角較陡，靠近斷層，而且所在區(qū)域井控程度低，這增加地質(zhì)跟蹤導(dǎo)向難度。

（4）鄰井生產(chǎn)現(xiàn)狀。分析鄰井生產(chǎn)現(xiàn)狀，目的層Yabus VI-2水侵非常嚴(yán)重（表2），Assel-23含水飽和度高達(dá)83%，鉆遇水層風(fēng)險(xiǎn)較大。

表2 鄰井Yabus VI-2組綜合分析

（5）斷塊水平井施工狀況。在Assel-15 H井北部曾實(shí)施過(guò)Assel-17 H井，但由于目的層Yabus VI-2砂體尖滅，回填側(cè)鉆上部Yabus V組，并且發(fā)現(xiàn)該區(qū)域地層較為松散，易發(fā)生地層坍塌。

通過(guò)以上分析得知該井存在以下地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：①水平井部署區(qū)域鄰井少，井控程度低，目的層砂體發(fā)育不穩(wěn)定，存在尖滅消失的風(fēng)險(xiǎn)，目的層砂體泥巖發(fā)育，且水平段鉆遇泥巖夾層風(fēng)險(xiǎn)較大；②斷背斜南翼地層傾角較大，預(yù)測(cè)4°～5°，軌跡控制難度大；③目的層水侵程度嚴(yán)重，油水界面上升，鉆遇水層風(fēng)險(xiǎn)很大；④區(qū)塊地層疏松，地層壓力系統(tǒng)不穩(wěn)定，易發(fā)生卡鉆及井漏工程事故。

2.3 工程軌跡設(shè)計(jì)

根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)（表1），按照工程軌跡設(shè)計(jì)要求（表3），該井水平段位移915.07 m，為大位移水平井，而且狗腿度要求小于3°／30 m，鉆井過(guò)程中易形成巖床，托壓嚴(yán)重，從而給水平段滑動(dòng)鉆井增加了難度。

2.4 地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)實(shí)鉆應(yīng)用［2-3］

Assel-15H井運(yùn)用軟件構(gòu)建三維地質(zhì)模型，開(kāi)展精細(xì)層位對(duì)比研究，并實(shí)時(shí)更新構(gòu)造模型和隨鉆測(cè)井屬性模型（圖3），保證水平井成功入靶。

表3 Assel-15H軌跡設(shè)計(jì)

圖3 Assel-15H隨鉆電阻率屬性分布

2.4.1 精細(xì)對(duì)比分析，準(zhǔn)確入靶

鉆遇至Yabus VI頂之前，將Assel-15H井層位發(fā)育情況與Assel-2及Assel-23井進(jìn)行對(duì)比，由此得出兩口井預(yù)測(cè)目的層頂垂深分別為1 191.4 m、1 186.9 m。為進(jìn)一步更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)目的層深度，須將泥巖標(biāo)志層鉆開(kāi)。按設(shè)計(jì)繼續(xù)鉆進(jìn)，鉆至測(cè)深1 437 m處，標(biāo)志泥巖逐漸揭開(kāi)（圖3），隨鉆電阻率值3～5Ω·m，伽馬值90～102 API，相對(duì)呈低電阻率、低伽馬的特征，鉆至1 458.5 m處，伽馬值逐漸有升高的趨勢(shì)，呈低電阻率、伽馬的特征。由此特征預(yù)測(cè)目的層垂深1 183～1 186 m之間，比設(shè)計(jì)井深淺5.5～8.5 m，有提前鉆遇目的層的風(fēng)險(xiǎn)。要求現(xiàn)場(chǎng)緩慢增斜鉆進(jìn)，鉆至測(cè)深1 486.8 m處，電阻率升至40～90Ω·m間，伽馬降至84～95 API，鉆遇一套砂巖，地質(zhì)人員認(rèn)真分析后，判斷不是目的層砂巖，是一套薄砂巖。要求現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)鉆進(jìn)，鉆至1 494 m處，電阻率降至10Ω·m以下，伽馬升至100 API以上，穿過(guò)薄砂巖。繼續(xù)鉆至測(cè)深1 502 m處，電阻率顯示15～20Ω·m，有上升的趨勢(shì)，伽馬100～110 API，有下降的趨勢(shì)。繼續(xù)鉆進(jìn)，鉆至測(cè)深1 504 m處，電阻率升至50Ω·m以上，伽馬降至85 API以下，進(jìn)入目的層，成功入靶（圖3）。

2.4.2 工程地質(zhì)相結(jié)合，科學(xué)控制軌跡

進(jìn)入目的層后，發(fā)現(xiàn)該地層砂巖分選較好，為石英中砂巖，地層松散，工程上增斜難度較大。而且根據(jù)鄰井的分析，目的層油水關(guān)系復(fù)雜，將軌跡控制在油層上部為宜。根據(jù)以上分析，要求現(xiàn)場(chǎng)增斜至86～87°之間，并穩(wěn)斜鉆進(jìn)。鉆遇至1 560 m處，鉆遇泥巖，分析判斷為泥巖夾層，繼續(xù)增斜至86°鉆進(jìn)。鉆至1 585 m處，軌跡鉆穿泥巖夾層（圖3）。繼續(xù)增斜至87°鉆進(jìn)，電阻率顯示50～300Ω·m之間，伽馬顯示50～85 API之間，油層顯示良好。

2.4.3 合理決策，探明地層傾角

由于目的層地層傾角不是很明確，根據(jù)標(biāo)志泥巖頂部構(gòu)造分析，目的層地層傾角比原來(lái)預(yù)測(cè)的傾角要緩，約為3～4°之間。由于要求將軌跡控制在油層頂部鉆進(jìn)，根據(jù)甲方要求，增斜至89～90°之間鉆進(jìn)，鉆遇頂部泥巖即可完鉆，探明地層傾角（圖3）。至完鉆垂直深度，計(jì)算地層傾角為3.2°，比預(yù)測(cè)的地層傾角（4°～5°）平緩。該井將鉆井軌跡控制在油層頂部，成功避開(kāi)水侵層，為后期生產(chǎn)提供了有利的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)條件。

Assel-15H完鉆井深1 846 m，垂深1 200.81 m，井斜89.5°。水平段長(zhǎng)度344 m，鉆遇油層317 m，油層鉆遇率92.1%。

在本井的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，不受設(shè)計(jì)限制，以隨鉆測(cè)井資料為主要依據(jù)，及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)分析和預(yù)測(cè)，以指導(dǎo)鉆井軌跡的調(diào)整，從而實(shí)時(shí)保證了鉆井軌跡位于油層頂部，利于后期油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）將地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)引入國(guó)外復(fù)雜斷塊油田，規(guī)避地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，提高了水平井油層鉆遇率。

（2）在復(fù)雜斷塊油田實(shí)施水平井技術(shù)施工，應(yīng)提高地質(zhì)建模精度，較少鉆井的盲目性。

（3）地質(zhì)導(dǎo)向鉆井以隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為依據(jù)，目前隨鉆測(cè)井儀器零長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，是制約水平井地質(zhì)導(dǎo)向的關(guān)鍵問(wèn)題，因此，研制短零長(zhǎng)儀器是地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

［1］ 趙國(guó)良，穆龍新，計(jì)智鋒，等.蘇丹 M 盆地P油田退積型辮狀三角洲沉積體系儲(chǔ)集層綜合預(yù)測(cè)［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，2005，32（6）：125-128.

［2］ 趙國(guó)英.水平井技術(shù)在蘇里格低滲巖性氣藏開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（3）：98-103

［3］ 馬開(kāi)良，許民，吳仕賢.地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在S7P1井的應(yīng)用［J］.河南石油，2005，19（6）：57-58.

Using the geosteering technology in Sudan oilfields can break the western technology monopoly and solve the technology challenge during the horizontal well drilling process.This article uses Assel-15H as an example，carrying out pre-drilling geological risk analysis.Combined the 3-D geological modeling and the oriented geosteering technology，making full use of the LWD data and rebuilding the 3D geological model during the drilling process，a high drilling foot-age has been finally achieved.The success of this horizontal well gives a reference on how to use the geosteering technique in the complex fault block reservoir and how to make the proposed solutions in the horizontal well drilling.

104 Application of geosteering technique in Assel-15H horizontal well

Wang Libin et al（Geology Research Institute of Greatwall Drilling Company Limited，PetroChina，Panjin，Liaoning 124010）

horizontal well；geosteering；LWD；Sudan；low permeability reservoir

TE243.2

A

1673-8217（2011）06-0104-03

2011-05-31；改回日期：2011-06-27

王理斌，1985年生，2008年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），現(xiàn)在蘇丹從事油田開(kāi)發(fā)和特殊工藝井地質(zhì)設(shè)計(jì)與實(shí)施工作。

劉洪樹(shù)