A區塊水平井開發技術研究

陳孚，胡建平 （中石油大慶油田有限責任公司第十采油廠，黑龍江 大慶 166405）

A區塊位于CYG油田背斜構造翼部，開發目的層屬于河流－三角洲沉積體系，含油面積7.9km2，地質儲量244×104t。目前，井網開發難以建立有效驅動體系，為改善油層動用狀況和減少儲量損失，確定采用水平井加密的方式進行開發。為此，筆者對A區塊水平井開發技術進行了研究，以便為改善區塊水驅開發效果提供指導。

1 井震結合地質建模

為確保水平井區建模精度，A區塊采用了井震結合地質建模技術建立三維地質模型，即利用三維地震資料的橫向分辨率高的特點，結合測井解釋成果，落實斷層組合關系及構造頂部微小起伏變化特征；以測井砂巖數據為基礎，利用對砂巖敏感性高的地震反演屬性體為約束，精確描述砂巖的空間分布特征［1］，為水平井地質設計提供依據。

1.1 構造建模

構造建模是儲層三維建模的基礎，主要描述油藏的空間幾何形態、斷裂展布和組合關系等油藏的格架信息［1］。

1）斷層模型 應用地震解釋的斷層數據，保留斷層的傾向、延伸長度，在測井解釋斷點的約束下對斷層面進行最佳質量控制，并利用相干體、地震剖面對測井斷點數據進行歸位匹配及斷層組合，由此建立斷層模型，以便落實斷層及斷層產狀 （見圖1）。此外，考慮到A區塊水平井所在斷層的上下延伸長度及傾角變化大，筆者采用曲線形柵柱幾何形態的方式進行斷層描述，以便為斷層附近布水平井及優化水平井長度提供依據。

2）層面模型 由于地震資料追蹤的地下反射界面的相對構造趨勢是準確可信的，因而在斷層模型基礎上，將地震解釋深度域的層面作為趨勢面，以井點測井分層數據作為約束建立層面模型，由此描述井間的微幅度構造，提高構造建模精度 （見圖2）。在層面建模過程中，以實際開發井點分層數據為控制點，采用移動平均、收斂法和最小曲率法等多種算法進行層面模擬［2］，應用8口加密直井進行驗證，最終優選出誤差最小的最小曲率算法，由此實現對目的層頂面微幅度構造的精細描述。

圖1 斷層模型

圖2 層面模型

3）構造特征 通過井震結合構造建模精細描述構造特征分析認為，A區塊被1條近南北向斷層切割，斷層傾角8.5°，延伸長度1.5km，最大斷距36m。區塊構造為單斜構造，整體趨勢由東南向西北傾斜，構造平緩，構造最高點－911.3m，構造最低點－1298.2m，平均海拔－1098.2m，構造高差386.9m。

1.2 砂巖建模

1）地震反演預測 考慮到電阻率對含油性的判別較好，且自然伽馬對砂泥巖識別較明顯，因而通過對電阻率和自然伽馬曲線重構以及地震資料重采樣等手段，使連續分布的地震資料與井點電阻率、自然伽馬測井曲線進行結合、匹配和轉換，建立電阻率和自然伽馬反演數據體。根據砂巖的電阻率值和自然伽馬值特征，對比多條過井反演剖面，綜合分析確定砂巖門檻值，由此預測區塊砂體發育狀況。

2）砂巖預測模型 以井點砂巖數據為基礎，將反演數據體地震屬性作為第二變量進行協同模擬，通過采用變差函數［3］進行數據分析，結合砂體的垂向概率分布曲線，并根據河道方向、延伸長度、河道寬度、縱向沉積單元厚度確定變差函數，由此建立砂體預測模型來預測儲層井間砂體發育狀況 （見圖3）。

3）砂巖特征 A區塊以低彎曲分流河道和順直分流河道沉積為主，其中水平井目的層位BⅡ1和BⅡ2層砂體的低彎曲分流河道沉積砂體多呈寬幅條帶狀分布，寬度500～900m，厚度3～7m，砂體內部連續性好，方向性強，其余層位均為順直分流河道沉積，砂體厚度小，呈窄條帶和斷續條帶分布。此外，河道邊部發育少量河間溢岸沉積。利用加密井進行驗證對比，結果表明，2m以上砂體厚度識別精度達到86%，2m以下砂體厚度識別精度達到60%。

圖3 砂巖模型

2 水平井地質設計技術

2.1 優選水平井井位

根據A區塊地下及地面情況，應選擇在構造平緩、斷層和微幅度構造不發育之處作為水平井區，并在油層層數少、發育穩定、目的油層厚度大于0.5m的地區布井。此外，對構造較陡 （＞3°）、油層厚度大于0.8m、直井無法施工的低洼地區也可采取水平井進行開發。

2.2 優化水平井參數

1）井型 A區塊水平井區油層構造平緩，其中BⅡ1南部、BⅡ2北部單層砂巖厚度和有效厚度相對較厚，砂體分布較穩定，其他油層發育較差。根據上述情況，決定采用單層水平井井型。

2）方位 由于裂縫性油藏的裂縫延伸具有方向性，儲層的平面非均質性很強，因而水平井水平段的取向對油井的波及面積和產能會產生很大影響。裂縫性油藏水平井水平段取向主要有以下2種方式：沿平行裂縫方向布井；沿垂直裂縫方向布井。由于A區塊屬于東西向裂縫發育的單向裂縫系統油藏，如果沿平行裂縫方向布井會影響壓裂效果，不利于水平井產能的發揮。因此，決定采取沿垂直裂縫方向布井，這樣能夠提高水平井的鉆遇率，較大幅度地增大波及面積，最終提高采收率。

3）水平段長度 水平段長度越大，累產油量越大，但超過500m后，產量隨水平段長度增大的幅度有所減小，含水上升則相應加快［4］，因而建議水平段設計長度在500m左右。根據A區塊砂體的實際發育情況，確定水平段設計長度為397～541m。

2.3 水平井軌跡設計

A區塊水平井目的層位為河流相沉積，砂巖厚度較大，平均有效厚度達到3.4m。由于油層下部相對水洗程度高，因此盡可能選擇中上部剩余油富集、砂體預測厚度較大、夾層較少的部位設計水平井軌跡，并按照頂面微幅度構造變化，將水平井軌跡控制在距油層頂面1.0m左右的范圍內。A區塊水平井軌跡優化設計參數表如表1所示。

表1 A區塊水平井軌跡優化設計參數表

3 隨鉆跟蹤技術

為了確保水平井順利完鉆，應用三維地質模型結合隨鉆測井監控儀、巖屑錄井，對水平段鉆井軌跡進行實時跟蹤、校正和調整，指導鉆井軌跡運行方向。

3.1 入窗調整技術

1）對比標志層 結合地質模型分析通過精細地層對比、巖屑錄井、氣測錄井和LWD隨鉆測井信息，由此實現決策的準確性和調整的實時性。

2）落實儲層變化情況 根據對比電測結果來修正構造誤差，重新進行巖性預測，據此對水平井軌跡的垂深、水平位移、井斜角等參數進行微觀調整。

3.2 水平段調整技術

在水平段鉆進過程中，應依據三維地質模型所描述的微構造特征提前做出判斷，調整井斜角，防止向上或向下鉆出油層，確保軌跡沿挖潛目標鉆進。如在現場跟蹤A42－P125井時，LWD隨鉆測井結果顯示比實際鉆頭所在位置滯后8m左右，而巖屑錄井和氣測錄井資料所反映的信息比實際鉆頭所在位置僅滯后5m左右。因此，在隨鉆跟蹤時應根據巖屑含量、熒光級別、C1烴值高低等對鉆頭是否鉆出油層做出及時預判，同時結合LWD隨鉆測井數據及時調整鉆頭傾角，保證水平段鉆進具有較高的鉆遇率。

4 應用效果

采用上述方法在A區塊水平井區完鉆3口水平井，水平段的砂巖鉆遇率平均達到90.4%，油層鉆遇率平均達到80.9% （見表2），且水平井實鉆軌跡與預測鉆井軌跡符合程度較高 （見圖4），取得了較好的施工效果。

表2 A區塊完鉆水平井砂巖及油層鉆遇情況統計表

圖4 A35－P124井實鉆與預測鉆井軌跡對比圖

［1］冉建斌，李建雄 .基于三維地震資料的油藏描述技術和方法 ［J］.石油地球物理勘探，2004，39（1）：102－112.

［2］崔野 .基于精細油藏描述成果的超高精度地質模型技術研究 ［J］.中國科技財富，2011（6）：62－62.

［3］姜巖，李 綱，劉文嶺 .基于地震解釋成果的地質建模技術及應用 ［J］.大慶石油地質與開發，2004，22（10）：115－117.

［4］胡月亭，周煜輝，蘇義腦，等 .水平井水平段長度優化設計方法 ［J］.石油學報，2000，21（4）：80－86.