吉木薩爾凹陷致密油水平井錄井導(dǎo)向技術(shù)探討

李秀彬，王 晨，楊天方，王艷兵，周 勇，錢 福

（中國石油西部鉆探工程有限公司克拉瑪依錄井工程公司，新疆克拉瑪依834000）

吉木薩爾凹陷致密油水平井錄井導(dǎo)向技術(shù)探討

李秀彬*，王 晨，楊天方，王艷兵，周 勇，錢 福

（中國石油西部鉆探工程有限公司克拉瑪依錄井工程公司，新疆克拉瑪依834000）

吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油開發(fā)由于單井自然產(chǎn)能低，需采用水平井+壓裂改造等工藝才可獲得工業(yè)產(chǎn)能，而地層單層厚度薄、巖性復(fù)雜、薄互層頻繁交互的特點(diǎn)，制約著該區(qū)水平井地質(zhì)導(dǎo)向工作，通過不斷摸索、創(chuàng)新，總結(jié)出一套適合于該類水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法——地層傾角追蹤法確保準(zhǔn)確中靶，碳酸鹽含量分析法和地化精細(xì)評價(jià)法指導(dǎo)水平段軌跡調(diào)整。目前在該區(qū)14口水平井中得到成功運(yùn)用，很好地解決了儲集層選擇、準(zhǔn)確中靶和水平段軌跡的調(diào)整等水平井施工中的關(guān)鍵問題，為致密油地層勘探開發(fā)一體化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

準(zhǔn)噶爾盆地；吉木薩爾凹陷；致密油；水平井；地質(zhì)導(dǎo)向

所謂致密油是指與生油巖層系共生的、在各類致密儲集層中聚集的石油，并不涉及到石油本身的密度。致密油與烴源巖密切相關(guān)，為源內(nèi)或近源聚集，未經(jīng)過運(yùn)移或短距離運(yùn)移。準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組致密油層在全凹陷均有分布，面積1278km2，厚度200～350m，資源潛力大，是新疆油田重要的資源接替領(lǐng)域[1-4]。水平井成為主要開發(fā)方式，本文主要介紹近兩年錄井導(dǎo)向技術(shù)在吉木薩爾凹陷致密油水平井的應(yīng)用，探討適合該區(qū)的導(dǎo)向技術(shù)。

1 致密油主要特點(diǎn)

1.1 成藏要素與常規(guī)油氣藏不同

吉木薩爾凹陷致密油主要以二疊系蘆草溝組為目的層系，縱向上，蘆草溝組分為蘆二段和蘆一段，根據(jù)油氣顯示情況，劃分為上、下2個(gè)甜點(diǎn)體，分別是蘆草溝組二段二砂組（P2l22）和一段二砂組（P2l21）。上“甜點(diǎn)體”主要為（濱）淺湖灘壩相沉積，巖性主要為灰色砂屑云巖、泥質(zhì)粉砂巖、云屑砂巖夾灰色泥巖、云質(zhì)泥巖，厚度20～50m，分布穩(wěn)定。下“甜點(diǎn)體”主要為三角洲前緣遠(yuǎn)砂壩或席狀砂相沉積，巖性主要為灰色（含）云質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾灰色泥巖或灰色（含）云質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰色泥巖互層，厚度30～60m。油氣聚集機(jī)理與常規(guī)儲層具有明顯差異性，生儲蓋三位一體，縱向上，多層系疊合連片含油，地層不含水[5]。

1.2 儲層致密，儲層類型多樣，巖性復(fù)雜

該區(qū)蘆草溝組地層主要特點(diǎn)有：儲層致密，孔隙度低(小于10%)，滲透率低(小于0.1mD)；儲層類型和儲層空間類型多樣，分顯孔儲集空間類型和納米孔隙儲集空間類型。砂巖、白云巖、泥巖，孔隙類型主要有剩余粒間孔、顆粒溶孔、膠結(jié)物溶孔、晶間溶孔、非組構(gòu)溶孔、溶洞及裂縫性孔隙。納米孔隙儲集空間類型：發(fā)育的主要巖性為云質(zhì)巖、泥巖，孔隙類型主要有微粒石英、長石、黃鐵礦、伊利石中的晶間孔、晶間溶孔，有機(jī)質(zhì)中的微孔；巖性復(fù)雜，單層厚度變化大，薄互層頻繁交互，據(jù)J174井系統(tǒng)取芯統(tǒng)計(jì)，連續(xù)取芯282.59m，累計(jì)分層1271層，其中厚度小于0.5m層合計(jì)1162層，比例達(dá)91.4%[6]。

1.3 開發(fā)方式不同

自然產(chǎn)能低，需采用水平井等工藝才可獲得工業(yè)產(chǎn)能。為提高單井產(chǎn)能，唯有采用大位移水平井開采工藝，常規(guī)水平井水平段長度在200～500m，而致密油勘探為求完井后進(jìn)行體積壓裂，達(dá)到單井增產(chǎn)、長期穩(wěn)產(chǎn)的目的，水平段均超過1200m。

1.4 常規(guī)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

利用巖屑錄井建立地層剖面，結(jié)合井身軌跡和地下地質(zhì)構(gòu)造提出合理導(dǎo)向；利用鉆時(shí)錄井，定性判斷巖性，解釋地層剖面，結(jié)合巖屑剖面，劃分地層，修正地質(zhì)預(yù)告；利用氣測錄井準(zhǔn)確區(qū)分目的層，調(diào)整水平井軌跡[7]。

2 致密油地質(zhì)導(dǎo)向方法

地層儲層集的單層厚度薄、巖性復(fù)雜、薄互層頻繁交互；氣測異常顯示明顯，縱向上異常幅度不大；鉆時(shí)變化無規(guī)律，與氣測、巖性對應(yīng)性差；水平段長，橫向跨度大，可變性增強(qiáng)等特點(diǎn)，致使該區(qū)水平井地質(zhì)導(dǎo)向與常規(guī)水平井導(dǎo)向工作有所不同，通過不斷摸索、創(chuàng)新，總結(jié)出一套適合于該類水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法——地層傾角追蹤法確保準(zhǔn)確中靶，碳酸鹽含量分析法和地化精細(xì)評價(jià)法指導(dǎo)水平段軌跡調(diào)整和評價(jià)。

2.1 地層傾角追蹤法，確保準(zhǔn)確中靶

（1）確定區(qū)域標(biāo)志層：通過區(qū)域地層資料分析，該區(qū)存在兩套比較穩(wěn)定的標(biāo)志層：①二疊系梧桐溝組底部砂礫巖，特征明顯，沉積穩(wěn)定；②二疊系蘆草溝組上甜點(diǎn)中部泥巖，其錄井表現(xiàn)為碳酸鹽巖分析含量和巖屑熒光含量明顯降低，測井表現(xiàn)為高伽馬、低電阻率、低密度。

（2）熟悉目的層層面構(gòu)造，弄清縱、橫向上的展布特征，對地層形成三維認(rèn)識，包括地層走向、傾向和傾角。吉木薩爾凹陷呈東高西低、南厚北薄、西厚東薄的箕狀凹陷，且蘆草溝組地層在整個(gè)吉木薩爾凹陷內(nèi)均有分布，具南厚北薄、西厚東薄特征。

作好地層對比工作，仔細(xì)研究目的層的細(xì)微結(jié)構(gòu)，熟悉井眼平面軌跡和剖面軌跡、鉆遇的地層，進(jìn)入點(diǎn)和著陸點(diǎn)的位置，預(yù)測下一標(biāo)志層的垂深，利用預(yù)測垂直深度和實(shí)際垂深差來計(jì)算地層傾角。利用相同公式，通過實(shí)鉆標(biāo)志層逐層預(yù)測下一標(biāo)志層，直到確定目的層的位置（垂深、位移、傾角等）。通過與鄰井錄井、測井資料的精細(xì)對比，確定目的層巖性、氣測顯示等錄井特征；隨鉆跟蹤對比錄井各項(xiàng)資料與目的層的匹配程度，分析軌跡所處目的層中的位置；通過實(shí)鉆中的錄井資料的規(guī)律性變化確定地層傾角，進(jìn)而調(diào)整鉆進(jìn)角度。

式中：θ——地層傾角，（°）；

H——標(biāo)志層頂點(diǎn)海拔深度，m；

H1——水平井標(biāo)志層頂點(diǎn)海拔深度，m；L——水平位移，m。

2.2 碳酸鹽含量分析法，劃分有利巖相帶，確定水平井軌跡

根據(jù)該區(qū)域地層巖性主要為砂屑云巖、泥質(zhì)粉砂巖、云屑砂巖、云質(zhì)泥巖，云質(zhì)粉砂巖及泥巖的特點(diǎn)，且經(jīng)過前期分析，該區(qū)油氣主要聚集在云質(zhì)巖，利用碳酸鹽巖分析儀，定量地測定巖屑中碳酸鈣和碳酸鎂含量[8]，在實(shí)鉆中為現(xiàn)場錄井提供巖屑中碳酸鹽含量變化，使現(xiàn)場能夠更加準(zhǔn)確地判斷巖性，為有利巖相帶的確定提供可靠數(shù)據(jù)支持，為水平井軌跡調(diào)整提供參考。

2.3 地化精細(xì)評價(jià)法，精細(xì)評價(jià)水平井軌跡

由于致密油是自生自儲,地層封閉性相對于常規(guī)油藏要好得多，地層物性差，而且沒有經(jīng)過運(yùn)移，所以原油組分散失較少，地化分析烴類組成能夠反映地層的含油全貌，利用巖石熱解地化錄井中的S0、S1、S2、S4、Tmax等熱解基礎(chǔ)參數(shù)，結(jié)合計(jì)算的相應(yīng)特征參數(shù)，可以對地層含油豐度變化、異常顯示幅度進(jìn)行劃分。通過分析總結(jié)，該區(qū)油藏地化顯示特征為：通過巖屑、巖芯樣品與鉆井液添加劑、原油熱解分析譜圖的對比，本區(qū)致密油熱解分析出峰主要位于S21及S22尾部，且S21峰面積較大；三維熒光分析一般主峰Ex/Em：340～350/ 375～385，油質(zhì)中偏重。熱解—?dú)庀嗌V分析顯示：圖譜呈規(guī)則梳狀，正構(gòu)烷烴分布較全，部分輕組分峰缺失或削減，呈后峰型，主峰碳C20-C23，而且尾部基線（C25以后）略隆起，反映出油質(zhì)中偏重特征。

根據(jù)隨鉆地化錄井，可以實(shí)時(shí)了解地層含油性的變化，結(jié)合巖性、氣測等資料，指導(dǎo)水平井軌跡精細(xì)調(diào)整，最大限度保證油層鉆遇率。

3 致密油儲層水平井地質(zhì)導(dǎo)向?qū)嵗?/h2>

吉172-H井設(shè)計(jì)井深4336.92m，A點(diǎn)垂深2959.60m（海拔深度-2345.24m），井斜87.3°，方位237.01°，B點(diǎn)垂深3016.13m（海拔深度-2401.77m），井斜87.3°，方位237.01°，位移1677.02m。目的層水平段軌跡設(shè)計(jì)為蘆草溝組上甜點(diǎn)（P2l22）的中部。

3.1 卡準(zhǔn)A點(diǎn)

確定標(biāo)志層：對應(yīng)吉172井(直井)井段為2934～2940m，對應(yīng)吉174井井段為3134～3140m。實(shí)鉆過程中，在井深2990m從巖性上判斷吉172-H井已經(jīng)鉆穿梧桐溝組，利用吉172井(直井)梧桐溝組底界相應(yīng)數(shù)據(jù)推算出此處地層傾角約為1.76°(設(shè)計(jì)為2.70°)，隨即增大井斜角繼續(xù)鉆進(jìn)將入靶點(diǎn)處井斜角調(diào)整到88.24°(設(shè)計(jì)為87.30°),A點(diǎn)垂深預(yù)計(jì)提前7m；當(dāng)鉆揭井段3050～3070m后，通過巖屑熒光顯示情況判斷，該段即為區(qū)域發(fā)育穩(wěn)定的標(biāo)志層，此時(shí)推算此處地層傾角約為1.55°，需繼續(xù)微增井斜角，增斜鉆進(jìn)至井深3133m中完,A點(diǎn)垂深再提前2m。中完電測曲線特征表明，實(shí)鉆結(jié)果為準(zhǔn)確入靶。

3.2 確保井眼軌跡在設(shè)計(jì)靶窗中穿行

根據(jù)中完電測資料曲線上的多個(gè)電性標(biāo)志點(diǎn)，與吉172井(直井)對應(yīng)點(diǎn)計(jì)算地層傾角穩(wěn)定在1.56°左右，水平段將以88.44°鉆進(jìn)。通過連續(xù)觀察巖性和熒光含量變化情況判斷井眼軌跡所處位置，利用隨鉆地化分析和巖屑碳酸鹽巖實(shí)時(shí)分析進(jìn)行水平段井眼軌跡的微調(diào)，吉172-H井完鉆井深4366m（斜深），水平段長1233m，完井后通過測井證實(shí)本井油層鉆遇率達(dá)92.3%，足以說明此水平段井眼軌跡調(diào)整方法是可靠的。

4 結(jié)束語

隨鉆錄井地質(zhì)導(dǎo)向是一項(xiàng)具有優(yōu)勢的導(dǎo)向技術(shù)，彌補(bǔ)其他導(dǎo)向的盲區(qū)問題，而致密油水平井鉆進(jìn)又有獨(dú)特的復(fù)雜性，本文所介紹的錄井導(dǎo)向技術(shù)在水平井鉆進(jìn)中的導(dǎo)向作用是現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，目前在未使用LWD、MWD情況下，通過以上辦法完成吉木薩爾凹陷致密油水平井地質(zhì)導(dǎo)向14口井，水平段長均超過1000m，油層鉆遇率均達(dá)90%以上。

致密油水平井鉆進(jìn)中地質(zhì)導(dǎo)向是比較復(fù)雜的研究課題，本文所總結(jié)辦法仍有區(qū)域局限性，準(zhǔn)噶爾盆地將不斷加快致密油勘探進(jìn)程，我們需要對致密油水平井錄井地質(zhì)導(dǎo)向做更先進(jìn)的錄井技術(shù)研究和更新，以便滿足市場需求。

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TE122

A

1004-5716(2015)08-0087-03

2014-09-05

2014-09-12

李秀彬（1983-），男（漢族），四川宜賓人，工程師，現(xiàn)從事現(xiàn)場錄井和管理工作。