錄井技術在大牛地氣田水平井鉆井中的發展及應用

段旭東 王振華(中石化華北石油工程有限公司錄井分公司 450006)

一、大牛地氣田水平井發展概況

大牛地氣田已成為中國石化的一個重要的天然氣開發基地，而水平井鉆井技術已成為該油氣開發的主要手段，水平井與直井比較，具有低成本優勢。水平井與直井比較，產量是直井的3～5倍，甚至更高，而鉆井投資與直井相比，井深3000m為2倍左右；井深1500m為2.5倍左右。

二、綜合錄井在大牛地氣田的發展

綜合錄井技術從狹義上講是隨鉆技術，是跟蹤技術；廣義上講是信息采集處理技術。它集常規地質錄井、氣測錄井和工程錄井為一體，是地面錄井技術的最高階段。

1.巖屑錄井

巖屑錄井在大牛地氣田的綜合錄井發展中一直占著舉足輕重的地位，在鉆井過程中，隨著泥漿一起被帶至地面的那些地下巖石碎塊叫作巖屑，俗稱為“砂樣”。在鉆井過程中，按一定的時間順序、取樣間距以及遲到時間，將巖屑連續收集、觀察并恢復井下剖面的過程即為巖屑錄井。巖屑錄井過程中產生的資料即為巖屑錄井資料。巖屑錄井為我們現場錄井提供了第一手的地質資料，通過巖屑錄井我們現場工作人員可以掌握井下地層層序、巖性、，初步了解鉆遇地層的含油、氣、水情況，如圖1，在水平的施工過程中更好的做到地質導向的作用，為水平井順利到達A靶點提供技術支持。

圖1 通過巖屑錄井建立多井對比圖

而巖屑錄井具有成本低、簡便易行、了解井下地質情況及時、資料的系統性強等優點。

2.氣測錄井

傳統的氣測錄井主要作用為：①發現油氣層；②初步判斷油氣水層；③初步判斷重質油層或輕質油層。氣測錄井在大牛地水平井開發中也起著重要作用，其主要從安置在振動篩前的脫氣器可獲得從井底返回的鉆井液所攜帶的氣體,通過色譜對其全烴、組分的含量的檢測和編錄,從而判斷油氣層。

3.工程錄井

在大牛地氣田的綜合錄井施工中我們大量使用了各種先進的綜合錄井儀來進行錄井作業，如新鄉22所生產的ACE、上海神開、上海中油的wellstar和勝利的SL-EXPLORERZH-2等，綜合錄井儀使用了大量的傳感器和分析儀，能實時測量井深、鉆井液出口與入口電導率、鉆井液出口與入口溫度、鉆井液出口與入口密度、大鉤負荷、立管壓力、轉盤扭矩、套管壓力、鉆井液出口流量、地層H2S含量、轉盤轉速，能實時分析地層全烴含量、C1-C5各組份含量以及CO2含量，能分析碳酸鹽含量、頁巖密度，并生成鉆壓、鉆時、地層壓力、地面含氣指數、地層含氣指數等數據。

計算機將實時采集數據按深度數據與時間數據進行存儲，并能按需要進行回放、實時處理，同時實時進行參數的文本與圖形打印；其智能軟件“工程預報專家診斷系統對鉆進施工中出現的異常能自動分析、自動判斷，并報警。

三.X射線熒光元素錄井

由于大牛地氣田現在在水平井施工過程中多采用PDC鉆頭鉆進，巖屑多成粉末狀，巖性肉眼鑒定困難，多放在放大鏡下觀察比較。給傳統的巖屑錄井帶來了不小的困難和挑戰。如何更加準確的鑒別出巖屑成為了一個棘手的問題，于是X射線熒光元素錄井技術就在這樣的大環境下催生出來。

X射線熒光元素錄井技術是從2007年才提出并建立起來的,目前該技術仍處于試驗和應用研究階段。為了促進該項技術加速完善和成熟,盡快轉化為生產力,建立相應的解釋評價方法可有效解決PDC鉆頭、空氣鉆井等鉆井工藝的推廣應用所造成的常規巖屑錄井方法難以準確識別巖性等難題。通過鄂爾多斯盆地塔巴廟區塊26口井巖屑X射線熒光元素錄井技術的試驗性應用,初步建立了基本巖性識別和地層劃分的解釋評價方法。以今年完井的DPH-110井為例、根據表1，高Si（%）、低泥質含量（%）、高孔隙度（%）、低Ca（%）、高Si/Fe（%）為有利儲層（Ⅱa），反之為不利儲層（Ⅳ）。

表1 下石盒子組（盒1段）元素錄井儲層評價標準

DPH-110全井元素錄井釋評價4層顯示層，共157.0m。有利儲層（Ⅱa）2層99.0m,有利儲層（Ⅱb）1層32.0m，較有利儲層（Ⅲ）2層26.0m；綜合解釋4層157.0m，其中含氣層157.0m/2層，干層58.0m/2層。(詳見表2、表3)。

表2 元素錄井儲層評價表

7.129 1.785盒一段盒一段盒一段盒一段7.136 3169.0-3234.0 3234.0-3266.0 3266.0-3300.0 3300.0-3326.0 35.4 25 36.6 58 37.2 32 35.1 38Ⅱb 7.446 3.684 8.257Ⅱa 5.457 6.523 1.5 23 0.7 10 1.2 37 1.9 54 27.9 89 16.4 48 21.6 73 19.7 97ⅡaⅢ

表3 元素錄井綜合評價表

研究結果表明,元素含量變化與巖性變化具有很強的相關性,X射線熒光元素分析技術可作為錄井巖性識別和地層劃分的新手段,同時定量的元素分析數據為巖性、物性、地層的定量解釋評價提供了技術支持。目前X射線熒光元素錄井在大牛地大量進行推廣和應用。

四、地質導向的發展及應用

地質導向是指在水平井的鉆進過程中，在地質研究的基礎上，通過建立地質導向模型，充分運用綜合錄井、特色錄井技術各項參數，結合MWD/LWD參數對井眼軌跡進行預測、跟蹤和調整，進而提高油氣層鉆遇率的一種導向、測量控制技術。

華北錄井分公司自行研發國內首創的“定錄一體化軟件”目前已在大牛地氣田、柳楊堡氣田14支定錄一體隊及40支綜合隊全面安裝、運行，該軟件系統軟件采用C#面向對象技術開發，界面美觀，軟件易用，穩定性好。軟件設計基于現場定錄一體地質導向操作流程，功能貼近現場需要，實時的進行地層預測，確定油氣層的變化，及時指導定向軌跡的控制與調整。如在大牛地DPS-20井的施工中，在水平段砂體不連貫的情況下，地質導軟件向發揮了其功效，傳過泥巖夾層后準確到達B靶點，（見圖2）順利完成水平段施工作業。

圖2 定錄一體化軟件在水平井DPS-20錄井運行實例

地質導向的過程是互動的鉆井方式，地質導向師利用隨鉆錄井，隨鉆測量，定向工具及導向模型軟件，在水平井的鉆進過程中不斷的調整最初的設計，指揮鉆進的方向，將井眼軌跡調整到油藏最佳的位置，以達到最佳的產油氣效果。精確的地質導向可幫助油田提高鉆井投資的回報。

結束語

隨著大牛地開發規模的不斷擴大，水平井技術的不斷發展，錄井技術也在不斷的發展，新的方法、技術比較不斷涌現，然后應用于現場實踐，為大牛地的氣田的開發做出了巨大的貢獻。