水平井井軌跡精準(zhǔn)控制技術(shù)分析

李鵬飛，么春雨，陳川(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452)

1 水平井著陸過(guò)程中存在的問題

渤海地區(qū)斷層發(fā)育，深切生油巖的大斷層是油氣運(yùn)移至中淺層通道，在形成圈閉時(shí)，斷層與儲(chǔ)層的耦合關(guān)系決定著油氣聚集成藏，故油藏油氣水系統(tǒng)復(fù)雜。目的層中淺層明化鎮(zhèn)組沉積相上屬于極淺水三角洲沉積，儲(chǔ)蓋組合條件好，泥巖較發(fā)育，砂體厚度一般為5～15m，呈“泥包砂”特征。基于儲(chǔ)層特點(diǎn)，海上高效開發(fā)此類油氣藏，必須以水平井為主，相比于定向井，水平井能有效擴(kuò)大泄油面積，降低生產(chǎn)壓差，提高單井產(chǎn)量和最終采收率，真正做到少井高產(chǎn)。

(1)水平井著陸目的層預(yù)測(cè)精度有限。首先，中淺層明化鎮(zhèn)組儲(chǔ)層特征上看，受河控作用影響強(qiáng)，分流河道分叉，改道頻繁，橫向和垂向上變化快，儲(chǔ)層夾層泥巖發(fā)育，儲(chǔ)層厚度薄等特點(diǎn)，這使得傳統(tǒng)標(biāo)志對(duì)比與預(yù)測(cè)效果差。其次，基于該類油藏成藏規(guī)律，斷層發(fā)育，使得原有斷續(xù)分布儲(chǔ)層變得更加復(fù)雜，對(duì)比預(yù)測(cè)及地震跟蹤難度大。最后，目前該類油氣藏儲(chǔ)層地質(zhì)信息預(yù)測(cè)，主要技術(shù)手段為地震反演解釋，但受其自身技術(shù)局限，分辨率達(dá)不到精細(xì)油藏描述對(duì)單砂體的要求，故預(yù)測(cè)精度有限，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制水平井成功著陸帶來(lái)極大困難和隱患。

(2)著陸時(shí)帶隨鉆測(cè)井曲線在井底處存在盲區(qū)。受隨鉆測(cè)井儀器工藝決定，井底大約15m井段存在盲區(qū)，無(wú)法依據(jù)測(cè)井對(duì)其含油性及物性進(jìn)行判別，故對(duì)于薄層油層水平井著陸影響較大。國(guó)外有比較先進(jìn)儀器改善盲區(qū)問題，如斯倫貝謝的PeriScope工具，儀器零長(zhǎng)為1～3m，但費(fèi)用高昂。

(3)井眼軌跡調(diào)整變化急。基于儲(chǔ)層薄且變化超出預(yù)期，井眼軌跡調(diào)整變化被動(dòng)、緊急。如發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層加深，需立即降斜找油，易造成“板凳型”井眼軌跡。或是如發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層提前，需立即增斜至儲(chǔ)層合理位置，易造成局部狗腿度較大。

以上三方面問題對(duì)水平井著陸、軌跡控制影響較大。

2 現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比及預(yù)測(cè)技術(shù)

針對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度有限及優(yōu)快鉆井的客觀情況，建立了現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比方法，提高預(yù)測(cè)精度，同時(shí)適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)快速作業(yè)節(jié)奏。該方法主要分為兩個(gè)部分。

(1)在渤海首次提出建立著陸目的層精細(xì)劃分及認(rèn)識(shí)模型。在水平井著陸時(shí)，井斜較大，一般在85°左右，按電阻率曲線形態(tài)可以清晰劃分出四種類型：陡升型、臺(tái)階型、緩升型及夾層型(圖1)，這四種類型與測(cè)井相箱型、鐘型、指型及組合型的頂部具有相同地質(zhì)意義。而且現(xiàn)場(chǎng)對(duì)這四種模型形態(tài)有進(jìn)行了精細(xì)化剖析，找出每種模型與巖性組合的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如陡升型對(duì)應(yīng)的巖性組合為泥巖+細(xì)砂巖組合、臺(tái)階型對(duì)應(yīng)巖性組合為泥巖+粉砂巖+細(xì)砂巖組合、緩升型對(duì)應(yīng)的巖性組合為泥巖+泥質(zhì)粉砂巖+粉砂巖+細(xì)砂巖組合及夾層對(duì)應(yīng)的巖性組合為泥巖+粉砂巖(夾層)+泥巖+細(xì)砂巖組合。

圖1 水平井著陸目的層精細(xì)劃分及認(rèn)識(shí)模型圖

(2)在渤海首次提出建立現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比方法及預(yù)測(cè)技術(shù)。以現(xiàn)場(chǎng)巖性識(shí)別為手段及優(yōu)勢(shì)，快速建立目的層巖性組合，然后與鄰井目的層巖性組合及模型形態(tài)進(jìn)行精細(xì)對(duì)比(圖2)，提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度，該方法與傳統(tǒng)標(biāo)志層對(duì)比相比，距目的層更接近，預(yù)測(cè)控制精度高。同時(shí)豐富了現(xiàn)場(chǎng)地層對(duì)比手段及方法。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比及預(yù)測(cè)

3 測(cè)井盲區(qū)中“綜合錄井”先鋒導(dǎo)向技術(shù)

針對(duì)測(cè)井盲區(qū)問題，必須充分發(fā)揮綜合錄井先鋒導(dǎo)向作用，對(duì)盲區(qū)儲(chǔ)層物性及含油性進(jìn)行定性判斷。該套技術(shù)方法也主要分為兩個(gè)部分。

(1)在渤海首次提出通過(guò)近鉆頭綜合錄井技術(shù)識(shí)別儲(chǔ)層物性。通過(guò)研究區(qū)塊大量測(cè)井與鉆井參數(shù)及氣測(cè)曲線進(jìn)行比對(duì)分析，得出鉆井參數(shù)ROP(鉆時(shí))與隨鉆測(cè)井GR、氣測(cè)曲線C1與隨鉆測(cè)井電阻率曲線具有很好的擬合性，故調(diào)整ROP刻度范圍為0.1-10(min/m)，氣測(cè)曲線C1的刻度范圍為0.1-10(%)，并同時(shí)采用對(duì)數(shù)刻度，得出交會(huì)圖可以很好的識(shí)別盲區(qū)儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層物性越好及含油飽和度越高，鉆時(shí)ROP越低，氣測(cè)值越高的規(guī)律，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析得到“甜心區(qū)”識(shí)別指數(shù)：

式中n取1～2之間，根據(jù)不同區(qū)塊取不同經(jīng)驗(yàn)值，在某井中做出的成果圖甜心區(qū)即好儲(chǔ)層界面與測(cè)井解釋一致(圖3)。

圖3 交會(huì)圖及“甜心區(qū)”識(shí)別成果圖

(2)提出通過(guò)近鉆頭綜合錄井技術(shù)識(shí)別儲(chǔ)層含油性。通過(guò)氣測(cè)解釋方法，如氣體比率法、“3H”比值法等識(shí)別出的油氣水界面與測(cè)井解釋一致。

4 科學(xué)、平滑軌跡控制技術(shù)

針對(duì)軌跡調(diào)整變化急，本項(xiàng)目通過(guò)引進(jìn)成熟技術(shù)，提出科學(xué)、平滑化軌跡控制著陸技術(shù)，以降低現(xiàn)場(chǎng)施工難度及風(fēng)險(xiǎn)。該套技術(shù)方法也主要分為兩個(gè)部分：

(1)科學(xué)找油模式。在前面精細(xì)化對(duì)比預(yù)測(cè)及盲區(qū)綜合錄井導(dǎo)向下，引進(jìn)科學(xué)成熟的穩(wěn)斜找油模式。該模式主要分為兩個(gè)階段，A.穩(wěn)斜找油階段；B.進(jìn)儲(chǔ)層增斜階段。

在A階段得出井眼軌跡控制公式：

B階段得出公式：

式中：k為造斜率；α為找油角度；β為水平段預(yù)留角度；h為進(jìn)儲(chǔ)層垂深；Δh為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)誤差值；Δx為水平段損失長(zhǎng)度。

根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)井位建議書，可以查出β及h值，進(jìn)而可以找出k與α變化關(guān)系，以某井為例，水平段預(yù)留角度β=90°，進(jìn)儲(chǔ)層垂深h為2m，代入公式可以得出造斜率

得到造斜率k與找油角度α的變化規(guī)律曲線(圖4)。

圖4 造斜率k與找油角度α變化曲線圖

依據(jù)上面曲線變化關(guān)系，在現(xiàn)場(chǎng)可控造斜率k=3.27下，選擇合理找油角度α=85°，可以使井眼軌跡平滑。

(2)非常規(guī)著陸補(bǔ)救措施。如果發(fā)生儲(chǔ)層變化不可控，在渤海首次提出非常規(guī)著陸的補(bǔ)救措施。①儲(chǔ)層提前較多，且含油有效厚度較厚，軌跡控制在現(xiàn)場(chǎng)可控制造斜率下，直接增斜至儲(chǔ)層合理位置；②儲(chǔ)層提前較多，且含油有效厚度較薄；或是儲(chǔ)層變差，含油有效厚度較薄，軌跡調(diào)整無(wú)法滿足油藏需求，轉(zhuǎn)變思路在保證產(chǎn)能的情況下，改井型、井別及完井方式，如改水平井為大斜度井。

5 結(jié)語(yǔ)

本水平井著陸技術(shù)組合在渤海多個(gè)區(qū)塊成功應(yīng)用，取得了良好應(yīng)用效果，對(duì)周邊具有相似構(gòu)造背景的復(fù)雜斷塊油田具有一定推廣意義。隨著渤海油田開發(fā)進(jìn)入中后期，將進(jìn)入精細(xì)開發(fā)階段，大的開發(fā)項(xiàng)目越來(lái)越少，“邊、老、碎、深”開發(fā)項(xiàng)目會(huì)越來(lái)越多，該項(xiàng)技術(shù)將發(fā)揮更加重要的作用。