斜導眼配合地質導向技術在提高水平井油層穿透率中的應用

張立君　崔海林　耿應春

摘 要：對于超薄、低滲透、復雜斷塊和復雜巖性等特殊類油氣藏，僅利用地質導向技術進行水平井開發時存在油氣層頂面難以確定，無法準確及時著陸，損失過多的水平段，降低油氣層的有效穿透率，達不到水平井高效增產的開發效果甚至鉆穿油氣層只得填井重鉆等復雜問題。文章通過講述斜導眼的優點及現場應用情況說明利用斜導眼配合地質導向技術來進行水平井開發能有效的解決以上難題。

關鍵詞：超薄低滲斷塊復雜油氣藏；斜導眼；地質導向技術；油層頂面；油層穿透率

前言

人類社會發展到今天，能源問題已經成為人類社會發展的首要問題，而能源問題的核心是石油問題，誰掌握了石油誰就掌握了經濟的命脈。隨著中國經濟的迅猛發展，對石油的需求與日俱增，而中國各大油田經過幾十年來大規模的快速開采，現在可供規模開采的整裝區塊已經為數不多，而以“薄、稠、低、斷、深、邊、小”油藏和區塊等難動用剩余儲量較多，這類油藏幾乎都是超薄、低滲透、復雜斷塊和復雜巖性等特殊油藏，開發難度極大。但為了緩解我國日益嚴峻的石油供求形式，其開發利用已經成為老油田穩產增效的關鍵。這些特殊油藏的開發給油藏地質設計、鉆井工程設計和鉆井施工都帶來了很多困難。如果用常規直井開發這些油藏，單井控制儲量少，產量低，效益差，不能滿足生產的需要[1]。目前多是利用地質導向技術（LWD或FEWD）進行水平井施工來開采這些難動用儲量油藏，使其有效利用，取得可觀的經濟效益。常規的水平井施工工序是直井段施工完畢后，先利用無線隨鉆測斜儀（MWD）造斜鉆進到離油頂垂深在50～100m即井斜在50°～60°時再下入地質導向儀器（LWD或FEWD）隨鉆測量地質參數電阻率和伽瑪尋找油頂著陸，然后進行水平段的施工。這種常規的利用地質導向技術施工水平井的開發方案在厚油層或地質資料掌握非常精確的老油區進行開發時，都能夠準確的找到油頂，及時著陸，安全順利的進行水平段的施工，并且可以保證很高的油層穿透率。

1 常規開發方案中存在的技術難點

在現實的施工中，如果在超薄、低滲、復雜斷塊和復雜巖性等特殊油藏采用這種常規的利用地質導向技術施工水平井的開發方案會存在以下兩個難點：

1.1 油層頂面深度難以準確確定，難動用儲量油藏地質情況復雜，雖然地質導向技術可以尋找油頂，但是若設計目的層的垂深與實際差別較大，則無法順利著陸，過多的軌跡調整勢必給鉆井施工帶來相當大的難度，而更為嚴重的是損失了過多的水平段，降低了油層的有效穿透率，達不到水平井的高效增產開發效果。

1.2 儲層的地質資料不明確，油層太薄，油層的物性較差，不能對油層做出正確的描述，當鉆遇油層時可能無法正確的識別，從而鉆穿油層，這樣的后果只能填井重鉆，給鉆井施工造成巨大的經濟損失。

以上2個開發難點的存在，使得常規的利用地質導向技術施工水平井難以滿足這些特殊油藏的開發需要?；诖耍P者認為采用斜導眼配合地質導向技術進行水平井施工能夠有效的開發這類特殊油藏，并且能大大提高油層的穿透率，達到水平井高效增產開發的效果。

2 斜導眼的優點

何謂斜導眼？所謂的斜導眼就是一個靶區設計在原水平井A靶點處的大斜度定向井。該定向井的靶點就是原設計水平井的A靶點，井斜一般在70°～80°，方位與水平井方位一致，以70°～80°的井斜角穩斜鉆穿目的層。

在國內外水平井的施工中，如果要打導眼井基本上都是選擇鉆一個直導眼到目的層，通過電測來了解目的層的巖性、物性、電性、含油性、油氣藏的構造情況及其變化，以便確定水平井的A、B靶點垂深等參數[2]，從而確定下一步水平井的施工措施，這種施工方法在儲層資料較明確或地層簡單變化不大的老油區進行開發較為適合。而在特殊類油藏的開發中，由于地質情況復雜，不能說明相距設計A靶點200～300米處目的層的地質情況，當鉆進至A靶點附近時，地質情況與已鉆直導眼井相比已發生較大變化，這樣只有調整軌跡，改變靶點。改變靶點的后果有兩個：一是損失水平段的長度，減少了油層的有效穿透率，達不到進行水平井開發的要求；二是填井重鉆，給鉆井施工作業帶來很大的難度，造成巨大的經濟損失。所以為了有效的避免嚴重后果的出現，筆者認為利用斜導眼代替直導眼可以有效的解決上述問題。

利用斜導眼進行水平井施工主要有以下幾個優點：

（1）斜導眼的靶點與原設計水平井的靶點一致，斜導眼完鉆后進行電測，能夠非常準確的掌握儲層的結構特征和含油氣藏情況，確定油層的頂面深度和油氣藏的厚度，對原設計水平井的A、B靶點做出有效的校正，為下步水平井的地質導向施工提供可靠的依據。

（2）回填至井斜在50°～60°井深處進行水平井施工，盡量利用斜井段，不會給鉆井工程帶來很多的困難和增加較多的額外成本。

（3）斜導眼完鉆以后進行電測確定了油層的特性和各項參數，水平段利用地質導向技術施工完畢后無需再電測，即可利用無線隨鉆數據確定井身軌跡進行完井作業。

（4）斜導眼鉆穿目的層后，若電測解釋油氣顯示情況較差，不適合進行水平井鉆進即可以大斜度定向井完井，避免了開采的盲目性，減少了鉆井施工的經濟損失。

3 實例分析

3.1 基本情況

以排206-平20井為例來介紹斜導眼配合地質導向技術在提高水平井油層穿透率中的應用情況。排206-平20井位于新疆維吾爾自治區伊犁哈薩克自治州克拉瑪依市五五新鎮西北處，構造位置為準噶爾盆地西部隆起車排子凸起東南部，是中國石化勝利油田分公司新疆勘探開發中心在新疆春光油田外圍車排子地區部署的1口滾動勘探井。目的是了解春光油田外圍邊緣區塊的砂體含油氣情況，開發其未動用儲量，提高產能及采收率。該區塊屬于超薄、低滲透、邊緣區塊性油氣藏，周圍控制井較少，地質資料不是很明確，開發難度很大，為了提高水平井開發的油層有效穿透率和采收率，該井設計方案是先打一斜導眼，然后根據電測情況，如果鉆遇油層，準備鉆水平井眼，先打水泥塞填井，盡量采用導眼填井井段，然后掃塞鉆進，進行側鉆水平井的鉆進。完鉆原則：1）導眼井：鉆進以80°角度入A靶點，并繼續鉆進穿過油層30m（具體深度根據現場鉆遇油層情況確定），然后測井。如鉆遇油層?；靥钪列本毋@水平井；未鉆遇油層，則完井。2）水平井：回填后進入水平段，鉆至B靶點后留足10m口袋完鉆。endprint

3.2 井身結構設計（見表1）

表1 井身結構設計數據表

3.3 井身軌道設計剖面

3.3.1導眼軌道設計剖面（見表2）

表2 導眼軌道設計剖面數據表

3.3.2 水平井井眼軌道設計剖面

表3 水平井井眼軌道設計剖面數據表

3.4 施工情況

3.4.1 斜導眼段（796.19～1263.00m）

（1）增斜鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+ Ф127mm無磁承壓鉆桿×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）斜導眼自井深796.19m開始定向造斜鉆進，至井深1165.00m時，井斜增至81.50°，方位265.20°，然后以81.50°～77.70°的井斜穩斜鉆進至井深1263.00m，井底垂深1064.90m，水平位移322.76m，鉆穿設計目的層后起鉆電測，電測結果解釋實際油氣層垂深在1026.50m，比原設計油氣層垂深1050.70m提高了24.20m，與原設計數據差距較大，并且油層很薄，只有0.70～1.00m的厚度。于是重新校正靶點數據，由于油頂垂深提高太多，根據造斜率的需要和考慮鉆井安全，只能回填到直井段進行側鉆水平井的施工。

3.4.2 側鉆水平井增斜段（788.00～1180.00m）

（1）側鉆增斜鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+Ф127mm無磁承壓鉆桿×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）由于該井實際的油層垂深比原設計油層垂深提高了24.20m，根據造斜率的需要和考慮鉆井安全，不能按原設計回填斜導眼至井斜50°～60°井深處側鉆，只能回填到直井段進行側鉆水平井的施工?；靥詈钅龗呷辆?88m開始水平井側鉆增斜施工，至井深1180.00m時，井斜增至88.00°，方位265.00°，井底垂深1026.12m，已經到達實際油層，起鉆下入地質導向儀器LWD，利用隨鉆地質導向儀器LWD進行水平段的鉆進。

3.4.3 側鉆水平井水平段（1180.00～1400.00m）

（1）水平段鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°） ×7.80m +431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+Ф127mm無磁承壓鉆桿 ×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm斜坡鉆桿×431.72m +Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）自井深1180.00m下入地質導向儀器LWD，應用LWD儀器很好的跟蹤了油層，通過電阻率值和伽瑪值的變化預測油層的走向，及時的對井斜進行調整，卡準油層的垂深，避免了鉆遇較多的泥巖段，保證了較高的油層穿透。鉆進至井深1400.00m時完鉆，水平位移481.46m，水平段長度220.00m，油層穿透率達到了100%，充分達到了水平井高效增產開發的效果。

4 結束語

（1）通過排206-平20井的實際施工情況看，若該井直接利用地質導向技術進行水平井開發，當增斜鉆進到實際目的層垂深時，井斜只能達到60°～70°，必然無法順利著陸進行水平段的施工，只得填井重鉆，給鉆井施工作業帶來了巨大的經濟損失。

（2）對于超薄、低滲和斷塊類等復雜油氣藏進行水平井開發時，斜導眼配合地質導向技術能夠準確有效的確定油氣層的油頂垂深，減少了過多的軌跡調整來尋找油氣層的工作，降低了施工的難度；同時能夠避免損失較多的水平段，提高了油氣層的有效穿透率，達到水平井高效增產開發的效果。

（3）隨著鉆井技術的不斷提高，鉆井施工中的各類復雜情況基本能夠得到有效的解決，所以對于石油工作者來說，如何有效的保護油氣層，將儲層中的油氣最大程度的開采出來成為我們當前工作的重點，為此利用斜導眼配合地質導向技術來開發一些特殊復雜油氣儲層的鉆井施工方案值得我們嘗試。

參考文獻

[1]劉昌江.FEWD在勝利油田難動用剩余儲量開發中的應用[J].石油鉆探技術，2004，32（1）：40-42.

[2]張介美，梅復興. 水平井導眼軌跡的改進與應用[J].錄井技術，2003，14（4）：43-46.

作者簡介：張立君（1974-）男，黑龍江人，1997年畢業于江漢石油學院鉆井工程專業，現任中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井三公司副經理，主要從事石油工程技術管理工作。endprint

3.2 井身結構設計（見表1）

表1 井身結構設計數據表

3.3 井身軌道設計剖面

3.3.1導眼軌道設計剖面（見表2）

表2 導眼軌道設計剖面數據表

3.3.2 水平井井眼軌道設計剖面

表3 水平井井眼軌道設計剖面數據表

3.4 施工情況

3.4.1 斜導眼段（796.19～1263.00m）

（1）增斜鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+ Ф127mm無磁承壓鉆桿×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）斜導眼自井深796.19m開始定向造斜鉆進，至井深1165.00m時，井斜增至81.50°，方位265.20°，然后以81.50°～77.70°的井斜穩斜鉆進至井深1263.00m，井底垂深1064.90m，水平位移322.76m，鉆穿設計目的層后起鉆電測，電測結果解釋實際油氣層垂深在1026.50m，比原設計油氣層垂深1050.70m提高了24.20m，與原設計數據差距較大，并且油層很薄，只有0.70～1.00m的厚度。于是重新校正靶點數據，由于油頂垂深提高太多，根據造斜率的需要和考慮鉆井安全，只能回填到直井段進行側鉆水平井的施工。

3.4.2 側鉆水平井增斜段（788.00～1180.00m）

（1）側鉆增斜鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+Ф127mm無磁承壓鉆桿×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）由于該井實際的油層垂深比原設計油層垂深提高了24.20m，根據造斜率的需要和考慮鉆井安全，不能按原設計回填斜導眼至井斜50°～60°井深處側鉆，只能回填到直井段進行側鉆水平井的施工。回填侯凝掃塞至井深788m開始水平井側鉆增斜施工，至井深1180.00m時，井斜增至88.00°，方位265.00°，井底垂深1026.12m，已經到達實際油層，起鉆下入地質導向儀器LWD，利用隨鉆地質導向儀器LWD進行水平段的鉆進。

3.4.3 側鉆水平井水平段（1180.00～1400.00m）

（1）水平段鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°） ×7.80m +431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+Ф127mm無磁承壓鉆桿 ×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm斜坡鉆桿×431.72m +Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）自井深1180.00m下入地質導向儀器LWD，應用LWD儀器很好的跟蹤了油層，通過電阻率值和伽瑪值的變化預測油層的走向，及時的對井斜進行調整，卡準油層的垂深，避免了鉆遇較多的泥巖段，保證了較高的油層穿透。鉆進至井深1400.00m時完鉆，水平位移481.46m，水平段長度220.00m，油層穿透率達到了100%，充分達到了水平井高效增產開發的效果。

4 結束語

（1）通過排206-平20井的實際施工情況看，若該井直接利用地質導向技術進行水平井開發，當增斜鉆進到實際目的層垂深時，井斜只能達到60°～70°，必然無法順利著陸進行水平段的施工，只得填井重鉆，給鉆井施工作業帶來了巨大的經濟損失。

（2）對于超薄、低滲和斷塊類等復雜油氣藏進行水平井開發時，斜導眼配合地質導向技術能夠準確有效的確定油氣層的油頂垂深，減少了過多的軌跡調整來尋找油氣層的工作，降低了施工的難度；同時能夠避免損失較多的水平段，提高了油氣層的有效穿透率，達到水平井高效增產開發的效果。

（3）隨著鉆井技術的不斷提高，鉆井施工中的各類復雜情況基本能夠得到有效的解決，所以對于石油工作者來說，如何有效的保護油氣層，將儲層中的油氣最大程度的開采出來成為我們當前工作的重點，為此利用斜導眼配合地質導向技術來開發一些特殊復雜油氣儲層的鉆井施工方案值得我們嘗試。

參考文獻

[1]劉昌江.FEWD在勝利油田難動用剩余儲量開發中的應用[J].石油鉆探技術，2004，32（1）：40-42.

[2]張介美，梅復興. 水平井導眼軌跡的改進與應用[J].錄井技術，2003，14（4）：43-46.

作者簡介：張立君（1974-）男，黑龍江人，1997年畢業于江漢石油學院鉆井工程專業，現任中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井三公司副經理，主要從事石油工程技術管理工作。endprint

3.2 井身結構設計（見表1）

表1 井身結構設計數據表

3.3 井身軌道設計剖面

3.3.1導眼軌道設計剖面（見表2）

表2 導眼軌道設計剖面數據表

3.3.2 水平井井眼軌道設計剖面

表3 水平井井眼軌道設計剖面數據表

3.4 施工情況

3.4.1 斜導眼段（796.19～1263.00m）

（1）增斜鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+ Ф127mm無磁承壓鉆桿×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）斜導眼自井深796.19m開始定向造斜鉆進，至井深1165.00m時，井斜增至81.50°，方位265.20°，然后以81.50°～77.70°的井斜穩斜鉆進至井深1263.00m，井底垂深1064.90m，水平位移322.76m，鉆穿設計目的層后起鉆電測，電測結果解釋實際油氣層垂深在1026.50m，比原設計油氣層垂深1050.70m提高了24.20m，與原設計數據差距較大，并且油層很薄，只有0.70～1.00m的厚度。于是重新校正靶點數據，由于油頂垂深提高太多，根據造斜率的需要和考慮鉆井安全，只能回填到直井段進行側鉆水平井的施工。

3.4.2 側鉆水平井增斜段（788.00～1180.00m）

（1）側鉆增斜鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+Ф127mm無磁承壓鉆桿×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）由于該井實際的油層垂深比原設計油層垂深提高了24.20m，根據造斜率的需要和考慮鉆井安全，不能按原設計回填斜導眼至井斜50°～60°井深處側鉆，只能回填到直井段進行側鉆水平井的施工?；靥詈钅龗呷辆?88m開始水平井側鉆增斜施工，至井深1180.00m時，井斜增至88.00°，方位265.00°，井底垂深1026.12m，已經到達實際油層，起鉆下入地質導向儀器LWD，利用隨鉆地質導向儀器LWD進行水平段的鉆進。

3.4.3 側鉆水平井水平段（1180.00～1400.00m）

（1）水平段鉆具組合為：Ф215.9mmHAT127鉆頭×0.25m+Ф172mm單彎螺桿（1.5°） ×7.80m +431×410×0.50m+411×410回壓凡爾×0.38m+Ф127mm無磁承壓鉆桿 ×9.21m+Ф158.8mmMWD無磁短節×1.50m+Ф127mm斜坡鉆桿×431.72m +Ф127mm加重鉆桿×276.21m+Ф127mm鉆桿。

（2）自井深1180.00m下入地質導向儀器LWD，應用LWD儀器很好的跟蹤了油層，通過電阻率值和伽瑪值的變化預測油層的走向，及時的對井斜進行調整，卡準油層的垂深，避免了鉆遇較多的泥巖段，保證了較高的油層穿透。鉆進至井深1400.00m時完鉆，水平位移481.46m，水平段長度220.00m，油層穿透率達到了100%，充分達到了水平井高效增產開發的效果。

4 結束語

（1）通過排206-平20井的實際施工情況看，若該井直接利用地質導向技術進行水平井開發，當增斜鉆進到實際目的層垂深時，井斜只能達到60°～70°，必然無法順利著陸進行水平段的施工，只得填井重鉆，給鉆井施工作業帶來了巨大的經濟損失。

（2）對于超薄、低滲和斷塊類等復雜油氣藏進行水平井開發時，斜導眼配合地質導向技術能夠準確有效的確定油氣層的油頂垂深，減少了過多的軌跡調整來尋找油氣層的工作，降低了施工的難度；同時能夠避免損失較多的水平段，提高了油氣層的有效穿透率，達到水平井高效增產開發的效果。

（3）隨著鉆井技術的不斷提高，鉆井施工中的各類復雜情況基本能夠得到有效的解決，所以對于石油工作者來說，如何有效的保護油氣層，將儲層中的油氣最大程度的開采出來成為我們當前工作的重點，為此利用斜導眼配合地質導向技術來開發一些特殊復雜油氣儲層的鉆井施工方案值得我們嘗試。

參考文獻

[1]劉昌江.FEWD在勝利油田難動用剩余儲量開發中的應用[J].石油鉆探技術，2004，32（1）：40-42.

[2]張介美，梅復興. 水平井導眼軌跡的改進與應用[J].錄井技術，2003，14（4）：43-46.

作者簡介：張立君（1974-）男，黑龍江人，1997年畢業于江漢石油學院鉆井工程專業，現任中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井三公司副經理，主要從事石油工程技術管理工作。endprint