地質導向技術在薄層油藏中的應用

張官利

（大慶鉆探工程公司地質錄井一公司，黑龍江大慶163000）

1 概述

薄層油藏，多屬于底水構造油藏，這類油藏具有油層厚度薄、底水能量充足的特征，開發難度較大，為了提升薄層油藏開發的效果，多運用水平井進行開發。水平井井身結構復雜，由于儲層厚度較薄，在水平段鉆進過程中，井眼軌跡控制難度較大。為了提升水平井鉆井質量，在研究地質資料的基礎之上，充分運用水平井地質導向技術，結合測井曲線、實際錄井的巖屑情況、所需要的鉆井時長、相關氣測資料等，對井眼軌跡進行實時分析與判斷，有效控制水平井井眼軌跡[1-2]。在對整個薄層油藏進行實際鉆井過程中，若想讓水平井最大限度地穿越油層，就要充分利用鉆井技術和地質特征對實際目標層位變化進行準確預測，并在上述基礎上對井眼軌跡進行相應調整。

2 薄層油藏在開發中面臨的問題

（1）地層埋深較淺，巖石膠結疏松。具體說來，薄層油藏通常具有埋深較淺且角質疏松等問題。比如，某些油層的最淺埋深竟然達到負一千七百多米，而最大埋深也只有負一千九百多米，因此需要更多功能且更先進的鉆頭，同時還要求LWD造斜能力也比較高。

（2）油層薄，底水油藏特征顯著。薄層油藏的最大油層厚度基本上都沒有超過10m，最小油層的厚度也只有3m左右，平均油層厚度也不夠理想。同時，這種油藏大多為底水油藏，只有距離保持與沙層頂部在合理范圍，才能讓整個水平段盡量與油水界面保持安全距離。

（3）油層構造起伏較大。薄層油藏呈現出比較強的縱向上非均質性特征，而且油層構造起伏比較大。油層縱向面上，存在些許泥質或具有鈣質夾層，致使局部綿延起伏。因此，為了保證儲存鉆遇率較高，就要求開展距離沙層頂部較近的地質導向，相應加大了難度。

3 地質導向工具

（1）傳統工具。馬達等鉆具在常規水平井地質導向中運用的比較廣泛，馬達鉆進導向主要包括滑動與旋轉這兩個過程，也是鉆進過程與導向過程的具體表現。其中，所使用的地質導向工具還包括對自然伽馬與電阻率進行具體測量ARC，對水平井方位、實際井斜度、工具面進行測量的MWD，MWD具備在地面實時接收測量數據的功能。對水平井壁密度、超聲波井徑、光電指數等進行測量的主要工具為ADN。

（2）新型工具。新型水平導向工具對于常規水平井進行測量時，使用的工具種類與傳統的比較相似，比如ADN、MWD、ARC三種專用工具與傳統的完全相同，最大的不同在于對powerdrive這種旋轉導向系統的引進，這種導向系統完全代替了馬達的功能。在實際工作中，在該系統的作用下，不但使機械轉速得以顯著提高，而且還使卡鉆風險降到最低。

4 在薄層油藏中運用地質導向技術的主要策略

在實際水平井鉆井過程中，水平井的成敗由著陸情況而決定，水平井鉆井要將著陸靶點的地質導向作為關鍵。

4.1 依據水平井著陸導向原則

薄層油藏中，普遍存在著油層厚度較薄的特征，因此主要屬于底水油藏。在實際設計水平方案中，不僅要充分保證水平井的產能，而且要保證油層頂部為主要著陸位置。如果在鉆井過程中發現水平井內存在硬夾層，那么為了避免鉆頭發生反彈現象就不能保持太大的著陸角。假如硬夾層非常厚，鉆頭就會因為過大的角度，在長時間的鉆進過程中出現鉆頭磨損現象。在整個鉆井過程中，工作人員不僅要充分掌握地質地貌的特征，還要做好充分的勘察工作，在此基礎上規劃好整個鉆井工程，才能有效預防問題的發生[3]。因此，地質導向技術人員在進行鉆井過程中一定要確保著陸角度適宜，并對鉆壓與機械轉速進行有效控制。

比如，很多薄層底水油藏中的目的層上覆泥巖會因為沉積環境的變化表現出一定規律性，因此技術人員可以充分遵循泥巖韻律變化進行實地跟蹤，在對著陸深度進行預測時，還要充分結合鄰井的資料。在目的層之前先劃分出清晰的標志層，當鉆遇標志層后，就要對比實際鉆遇的角度、深度，在此基礎上對地質導向模型進行合理調整，將此作為重要依據對著陸深度進行正確預測。例如，某水平井內局部因為沉積構造出現一定變化，如果鉆進到一定深度之后并沒有發現第一個標志層，接下來要保持繼續鉆進的動作，假如在一定深度時發現了另外一個標志層，那么就可判定基本符合設計。如果在對這個標志層進行鉆進之后，就要對目的層著陸深度進行預測，同時還要根據現有實際情況對最后一個標志層進行重新預測。

4.2 對水平段鉆進進行有效指導

對于薄層油藏而言，為了提升開發效益，通常使用較長水平段的水平井，水平段的距離很難縮短。如果要測量近鉆頭的實際井斜、具體方位、伽馬，就要保證Powerdrive與鉆頭的距離保持在2m左右，以便于對鉆頭的實際位置和走向進行及時測量，在此基礎上對鉆開地層的巖性進行準確判斷。在對水平段進行鉆進時，猶如在鉆頭上開了一個能夠對鉆井井身軌跡與地層巖性實時觀察的窗口，在鉆井時可以依據地層情況變化，對井眼軌跡的走向進行合理設計并做出有效控制，還可以將原鉆井設計中不合理的地方進行調整。

4.3 嚴格遵循地質導向原則

因為在薄層底水油藏中有比較充足的底水能量。所以要在上覆泥巖或者硬夾層下保持井眼軌跡的水平段與油水邊界在一定距離，盡量在油層的中上部位進行縱向鉆進，這樣才能確保水平井的較多產能。鉆頭如果在鉆進過程中遇到含有鈣質夾層的油層，那么必然穿不過該夾層。技術人員在水平段鉆進過程中，不僅要依據電阻率、密度、伽馬等特征對LWD曲線進行密切跟蹤，還要對井眼軌跡依據實際鉆井參數進行正確判斷。比如，某個油層的水平段油層厚度在4m左右，屬于典型的薄砂巖儲集層，而且還有一個大約1m左右的泥質夾層存在于油層中上部。技術人員在進行導向時應在泥質夾層與油層頂部之間1m左右處控制水平段井眼軌跡。技術人員還要對油藏特征與具體構造進行綜合研究之后，歸納出這個水平段導向存在的具體風險因素。同時，因為處于水平段的砂巖都比較疏松且控制井斜難度較大，為了保證穩斜鉆進就要通過不斷發指令使井斜增加或降低。假如整個水平段長度保持在850m左右，有效水平段在810m左右，那么鉆遇率基本上在90%上下浮動。如果控制垂深深度在1m之內并較好地對井眼軌跡進行有效控制，就要做好地質導向工作。

4.4 綜合各種信息判斷地質導向效果

薄層油藏主要通過水平井井網進行開發，而且需要評價的井數量比較少，同時因為測井資料比較少，只能以地震解釋和反演效果作為主要依靠，在此基礎上對儲集層及具體構造進行認識，由于資料相對較少，使得水平井地質導向的難度大大提升。在進行著陸時，要通過制定完善的水平段控制策略，保持水平段鉆頭在儲層中穿行，雖然不可避免個別井在鉆井過程中可能會觸及到油層頂部的泥巖，但完全可以依靠地質導向的引導順利返回目的層，最終達到鉆井目的。

5 結束語

目前我國大多數油田已進入開發中后期，勘探目標不斷向薄互層砂巖儲層轉變，為了提升開發效益，水平井應用越來越普遍。水平井在薄層中井眼軌跡控制的難度較大，若想成功實現水平井鉆井，就要充分利用地質導向技術，控制水平井鉆井順利著陸，并對水平段的軌跡進行有效控制，從而實現鉆井目的。根據大多數薄層油藏的具體特征，可以充分利用新的地質導向工具并結合地質導向軟件，在此基礎上實時對比LWD測井曲線與鄰井測井資料，合理調整水平井井眼的軌跡，才能確保一次成功著陸，既有效節省了鉆井時間，也縮減了鉆井費用。因此，充分運用導向理論研究和技術應用，可以在大量水平井導向作業實踐過程中形成一套非常有效且成熟的方法，更好地在薄層油藏中進行全面應用。