隨鉆地質導向技術在鉆井中的應用探析

江民盛 熊青山

《鉆井地質》一書較全面地總結了鉆前、鉆進、完井及油氣井試油等4個方面地質工作，詳述了不同地層巖性及油氣田地質構造的識別鑒定方式，系統地分析了隨鉆地質導向技術在油氣鉆井作業過程中涉及的技術工藝，結合具體實例深入地解析了隨鉆導向技術在鉆井施工作業中的巧妙應用。本書專業知識理論性強，與實際應用聯系緊密，為我國從事油氣井地質導向鉆井技術方面的工作人員提供良好的技術及理論參考。

隨鉆地質導向技術通過結合測井、旋轉導向及閉環控制系統等完成鉆井施工，鉆井中應用主要涉及隨鉆測井技術及地震技術兩個方面。該項技術的基本原理是收集分析相關附近井資料信息，計算得出所需鉆井參數，結合具體鉆進過程中測井數據資料對比計算，確保最終鉆進井眼軌跡的最佳走勢。實際作業中，旋轉導向是用來根據計算結果實時調節修正井眼軌跡的，也就是說隨鉆地質導向技術是基于實際油藏特性參數確定井眼軌跡的。閉環控制系統中集合了電、核、磁等不同類型傳感器，傳輸相關鉆井數據至地面，通過系統分析進行旋轉導向的控制，因此隨鉆地質導向技術在鉆井過程中具一定優勢。隨鉆地質導向技術在作業過程中，可有效減少停鉆測井非生產時間的耽誤，及時發現并避免復雜地層結構，降低井眼垂深起伏，提高儲層鉆遇率及單井產能上限。

基于電阻率及自然伽馬射線技術手段的結合應用，隨鉆地質導向方式與工程技術聯系日漸緊密，最新技術已延伸至油藏儲層邊界的探測，三維可視化井眼軌跡及地質錄井建模等技術的發展進一步推動了隨鉆地質導向技術的升級，被成功應用于多個復雜油氣藏的鉆井作業。隨鉆地質導向技術分為初級、一級、二級及三級等多個服務級別，其中不同服務級別對應不同隨鉆導向目標及服務價值，技術程度隨級別增加逐漸深入，如從初級服務數據采集技術至三級服務復雜巖性流體中的隨鉆導向。隨鉆地質導向技術在實際應用過程中始終以三維地質模型進行隨鉆隨調工作，當前建立的三維分層模型中均是簡單均質，即隨鉆導向技術終究遵循幾何導向模式。實際地下沉積油藏則是格架、儲層、流體及儲層壓力等多方面耦合的復雜非均質系統，兩者間存在較大差異，所建立的三維地質模型真實程度是決定隨鉆技術精確性的主要因素。以實際地質多層次精確化為思路，隨鉆地質導向技術較多集中于多層次導向。這里主要總結為4個層次導向，即從第一層次格架模型至第二層次儲層分布模型，再至第三層次流體分布模型，最終至第四層次壓力分布模型，層層遞進，實現三維地質建模與隨鉆導向技術二者的精準結合。

隨鉆地質導向技術及配套設備在國外已相當成熟，被13家油氣公司廣泛應用，其中最先進的旋轉導向系統當屬斯倫貝謝石油鉆探公司的POWERDRIVE、貝克休斯勘探公司的AUTOTRAK及哈里伯頓的GEOPILOT等。國內隨鉆地質導向技術則迫于技術及相關制造工藝的限制，大多隨鉆地質導向技術華而不實且存在較大缺陷。唯有中石油自主研發的CGDS-1地質導向系統頗具優勢，已在冀東及遼河油田進行了相關試驗應用，效果良好。同時，國內相關部門，如中油測井、勝利油田及中海油服等也對國外隨鉆導向設備進行了大力引進，并投入生產。我國始終未能掌握一套較成熟先進的隨鉆地質導向技術。

上述內容在《鉆井地質》一書得以詳細地分析論述。為保障油氣鉆井施工安全高效進行，我國未來應盡可能加大隨鉆地質導向關鍵技術方面研究，盡快由滑動鉆進向旋轉鉆進的轉變，深入近鉆頭地質導向技術的研發，及時實現隨鉆導向技術中遠距離儲層邊界探測手段的應用等。此外，還需大力創新隨鉆地質導向技術措施，以求隨鉆過程中測量、傳輸控制及地質導向三者的有機結合。