遼河油田曙光區塊薄油層水平井地質導向技術應用

楊堯焜 蔣琳琳

摘? ?要：遼河油田曙光區塊油藏具有稠油、多層、非均質、油層薄、低滲等特性，為了解決當今低油價、開采成本高等技術難題，長城鉆探采用隨鉆測井技術并結合方位電阻率探邊地質導向鉆井技術，實現測量8個軸向電阻率、8個徑向邊界感應電壓參數，設計了四發三收對稱加不對稱的“交聯天線”結構，采用復鏡像理論進行正反演三維模擬分析，根據電壓數值的變化，實時提供鉆遇地層井眼到邊界的距離和方位，結合方位探邊和隨鉆測量伽馬、電阻率等地層參數，準確判斷在油層旋轉鉆進，提高了薄油層水平井單井鉆遇率，順利完鉆30余口，降低了鉆井成本，證明了長城鉆探地質導向鉆井在曙光區塊的適用性和必要性。

關鍵詞：薄油層? 地質導向? 方位探邊? 鉆遇率

中圖分類號：TE355.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）09（c）-0051-03

遼河油田重點區塊曙光采油廠目前處于開采中后期，某些地區已經處于三次采油，采出原油含水率高，產量衰減明顯。為了油田穩定和可持續發展，采用直井開采經濟效益差，甚至經濟效益虧損，因此需要采用水平井提高低滲薄油層區塊的產量和效益[1-2]。長城鉆探一直致力于水平井鉆井技術的發展，為遼河油田曙光采油廠后期開采和維持產量提供了重要的保證。隨著水平井技術的不斷發展，長城鉆探水平井鉆井工藝和技術的發展，水平井軌跡控制準確穩定在垂向上在1m以內，橫向1m以內，為今后的薄油層區塊開采提供了重要的技術支持。

1? 曙光區塊低滲油藏鉆井思路

遼河油田重點區塊曙光區塊油藏具有稠油、多層、非均質、儲層滲透率低、裂縫發育等特性，開采成本高，通過研究分析，確定了GW-LWD地質導向鉆井技術，總體鉆井思路，在降低開采成本的基礎上，增加油層的泄油面積。

2? 水平井技術施工難點

遼河油田重點區塊曙光區塊地層穩定性差，斷層位置方位不確定;造斜段設計狗腿大，從泥巖進入砂巖地層井眼軌跡控制難度大;水平段油層厚度小，油層中夾層多，對油層垂深的預測和軌跡入靶難度大;防碰難度大，防碰井中心距最近的不到1m，對水平井鉆井工藝設備要求高[4]。

3? 地質導向技術特點

長城鉆探自主研發的隨鉆測量儀器主要由伽馬隨鉆測井儀、方位電阻率隨鉆測井儀、中子孔隙度隨鉆測井儀、探管、脈沖、發電機等組成，設備結構如圖1所示，該儀器不僅可以準確地測量井斜、方位、井深、鉆壓等鉆井工程參數，而且可以獲得電阻率、伽馬、孔隙度等地層參數，與測井曲線對比，測量精確。

另外，目前研發的隨鉆方位電磁波電阻率測井儀，可以實現探測油層與泥巖邊界[5-6]，該儀器主要采用兩種測量頻率（2MHz和500kHz），測量天線采用四發三收電磁波電阻率測量方法，能夠提供8個軸向電磁波電阻率測量參數和8個井眼周向（方位）電磁波電壓測量參數，如圖2。儀器T1、T2、T3、T4發射固定頻率的電磁波信號（2MHz或500kHz）到地層，電磁波信號通過地層后，由接收天線R1、R2、RXRZ來接收信號，測量的信號是每個發射天線到每個接收天線的絕對或原始測量值，采用復鏡像理論進行正反演計算，提高邊界測量精度。嵌入式軟件計算補償相位差和幅度比，將計算結果傳輸到地面，通過地面軟件將相位差與幅度比轉化為地層電阻率值。

采用三維正演模型進行仿真，分別模擬上層是低阻油層和下層是低阻油層，進行旋轉鉆進，模擬結果如圖3、如圖4。左圖：T1、T2為軸向發射線圈、R1、R2為軸向接收線圈、R3、R4為橫向接收線圈。其中，R1與R3、R2與R4具有相同中心點。右圖：橫軸表示儀器與地層邊界垂直距離，縱軸表示儀器橫向天線旋轉角度，顏色區分R3與R1感應電壓的比值。

從模擬結果可以看出，隨著測井儀器旋轉360°，R3/R1感應電壓之比在靠近分界面時，都呈現余弦變化。接近上層泥巖時R3/R1感應電壓之比是負余弦;接近下層泥巖時R3/R1感應電壓之比是正余弦。地質導向工程師可以根據通過觀察R3/R1感應電壓之比的變化規律，就可以判斷是接近上部泥巖還是下部泥巖。

4? LWD地質導向技術應用

根據杜84某井自下而上地層為新生界古近系沙河街組的沙三段、沙一+二段，新近系館陶組、明化鎮組和第四系平原組。鉆至井深1100.00m后（垂深：1011.12m，井斜：88.15°，真方位：231.15°），鉆時4.50～7.40min/m，近電阻為25.09Ω·m，遠電阻為28Ω·m，伽馬為48API，此時根據上返的巖屑判斷該處巖性為灰色泥巖與砂巖混層，此時將井斜角調整到89.5°，井深到1175m（垂深：1013m，井斜：89.5°，真方位：231.15°） ，遠、近電阻突破100Ω·m，通過方位電阻率發現“尖端”，判斷準確進入油層。鉆至1230m處（垂深：1014m，井斜：90.1°，真方位：231.25°），遠近電阻率值突然下降，但伽馬數值沒有明顯波動，巖性灰色泥巖居多，通過隨鉆方位電阻率探邊，結合電阻率數值，判斷進入泥巖夾層。鉆至1250m（垂深：1014m，井斜：90°，真方位：231.17°）處，鉆時3.50～4.40min/m，遠、近電阻率開始上升，在井深1275m處達到最大，近電阻值為200Ω·m，遠電阻值為142Ω·m，伽馬值下降，伽馬值在40～70API之間波動，結合綜合錄井和巖屑砂樣判斷鉆頭在油層中鉆進，鉆至1335m（垂深：1013m，井斜：89.5°，真方位：231.15°），電阻率值緩慢下降、伽馬值逐漸變大，砂巖較少泥巖含量較多，根據軌跡判斷，從油層下部穿出。

從水平段進出油層的電阻率和伽馬變化規律分析，如圖5，油層厚度大概在4m左右，電阻率出現兩次明顯的波動變化，伽馬也有一次明顯的上下波動，證實沙礫巖中出現泥巖夾層，通過綜合錄井等資料的證明，隨鉆測量數據與電測數據基本符合，油層鉆遇率94.26%，說明長城鉆探地質導向技術對薄油層水平井鉆井技術具有重要的指導作用。

5? GWLWD地質導向技術的推廣

長城鉆探在遼河油田曙光區塊鉆成了30余口薄油層水平井，均采用GWLWD地質導向鉆井技術，解決了測井周期長、施工風險大等技術難題，降低了鉆井成本，提高了鉆井效率，建立了隨鉆測井地質導向快速評價系統，不斷完善儀器，提高測量精確程度，針對復雜地層快速定位儲層方位，及時調整水平井井眼軌跡，提高油層鉆遇率。

杜84-興H604井采用地質導向技術，完鉆井深1381.00m，垂深818.49m。本井閉合位移695.57m，閉合方位230.93°。該井使用通過GWLWD地質導向鉆井技術，實鉆情況較好，水平段內砂巖連續，油氣顯示均一。通過伽馬和電阻率曲線分析，水平段入靶發生局部砂體變化，目的層整體下降2.86m，油層鉆遇率97.58%。

6? 結論和建議

（1）針對遼河油區薄油層水平井開發難點，采用GWLWD地質導向技術，具有近鉆頭、測量數據多的技術優勢，滿足設計開發要求。

（2）GW-LWD方位電阻率儀器能夠測量8個軸向電阻率、8個徑向邊界感應電壓參數，實時提供鉆遇地層井眼到邊界的距離和方位，設計了四發三收對稱加不對稱的“交聯天線”結構，采用復鏡像理論進行正反演三維模擬，可提高邊界測量精度。

（3）GW-LWD地質導向技術采用隨鉆方位電阻率探邊技術，配合隨鉆測量伽馬、電阻率等地層參數，準確判斷在油層旋轉鉆進，提高了薄油層水平井單井鉆遇率，降低了鉆井成本，加快遼河油田薄油層水平井的開發。

參考文獻

[1] 丁永浩，李舟波，馬宏宇.隨鉆測井技術的發展[J].世界地質，2004（3）：270-274.

[2] 張辛耘，王敬農，郭彥軍.隨鉆測井技術進展和發展趨勢[J].測井技術，2006（1）：10-15.

[3] 張忠志，丁紅，劉院濤.夏92-H井復雜地層地質導向鉆井技術[J].石油鉆采工藝，2014，36（4）：6-9.

[4] 李杉. 薄油層多底井井眼軌跡中調整點的確定及應用[J].石油鉆采工藝，2012，34（6）：10-13.

[5] 蘇義腦，竇修榮.隨鉆測量、隨鉆測井與錄井工具[J].石油鉆采工藝，2005，27（1）：1-3.

[6] 鄒曉萍，陳恭洋.邊際油田薄油層開發中的地質導向技術[J].西南石油大學學報：自然科學版，2013，35（5）：65-72.