精準地質導向技術在水平油井開發中的應用研究
——以鎮北油田長8油層為例

吳 越

(長慶油田分公司第十一采油廠地質研究所，甘肅 慶陽 745100)

1 研究區地質概況

1.1 構造特征

區域上鎮北油田屬陜北斜坡西南段，局部構造位于慶陽鼻褶帶，長8層構造對油氣沒有明顯的控制作用，為典型的巖性油藏，構造坡度平緩，地層傾角約0.5°～0.7°。根據區域標志層K1(張家灘頁巖高阻段底部發育1～3 m的凝灰巖層，其電性為低電阻、高伽馬、高時差，自然電位偏正，)并結合沉積旋回將鎮北油田延長組地層自下而上分為10個(長10～長1)油層組。

1.2 油藏特征

鎮北地區長8油層組屬于典型的三角洲沉積環境，其沉積相可劃分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲3個亞相，進一步細分為分流河道、分流間洼地、沿岸砂壩、水下分流河道、分流間灣等微相類型。長8油層組分為長81、長82兩個小層。主要含油層系為長81。

1.3 儲層特征

長81時期三角洲發育的鼎盛時期，西南方向物源，河道砂體呈西南-北東方向展布，覆蓋全區。從長81砂層組砂體厚度圖分析，工區西部砂體厚度較大，東部砂體厚度相對西部較薄，厚度在5.0～12.5 m，其中R212井～R236井砂體較發育，厚度分別為23.3、30.3 m。

2 地質導向難點分析

(1)三角洲前緣水下分流河道砂體呈條帶狀分布，橫向變化快，由于地震資料橫、縱向分辨率有限性及泥質砂巖與砂巖存在相似的地震響應特征，砂巖空間展布范圍不能準確預測，存在不能準確入靶的地質風險。

(2)井網的布置水平段與主砂帶走向基本一致，橫向上，切砂帶鉆進的可能性不大，但儲層縱向上多期砂體疊置，且隔、夾層發育，水平段有鉆遇泥巖的風險。

(3)對于長水平段的水平井，由于井控程度低，缺少預測點，局部微構造變化(小褶皺)不能事先識別，存在水平井設計參數與地下實際情況差異較大的風險，需要現場跟蹤及時調整。

3 地質導向配套技術

3.1 地質導向建模

3.1.1 地層對比

主要標志層劃分：第一：全區用K1標志層進行系統對比。其電性上表現為高電阻、高時差、高伽馬、自然電位偏正的特點。在張家灘頁巖高阻段底部發育1-3m的凝灰巖層，其電性為低電阻、高伽馬、高時差，自然電位偏正，第二：與鄰井對比，全區K1底部的凝灰巖都有發育且沉積較穩定，橫向上將具有巖電特征相似的夾層進行對比，在實鉆過程中可根據此及時調整軌跡。

綜合運用實施井鉆井地質設計中地層傾角信息、鄰井主要標志層、目的層特征、厚度等建立施工井主要標志層、目的層模型圖。通過軟件定位實現井震結合、最大限度實現測井、錄井、實鉆信息與地震信息的充分挖掘。

3.1.2 著陸軌跡控制

1)橫向上，各標準層雖然比較穩定，但標志層及標志層之間的地層厚度還是有一定差異，在施工過程中，地質錄井人員及地質導向師加強地層對比和小層對比，注意著陸段傾角對于目的層頂垂深的影響，同時根據實鉆情況運用導向軟件實時跟蹤地層變化，確保成功入靶。

2)著陸點控制是水平井的重點，實鉆過程對于巖性、小層劃分與對比存在的不確定性，軌跡控制過程中留足余量、機動對待，為了后期施工考慮，建議在探目的層頂面時維持井斜角在84.5°左右探頂，這樣如果實鉆地層提前鉆遇，也可以在3～4個單根左右將井斜挑起來匹配地層傾角，在優質油層內穿行，若實鉆地層推后，則可以穩斜或略降斜快速下吃地層達到探油層頂的目的，避免過多鉆遇無效進尺。待探到目的層油層頂后，可以逐步增斜至調整井斜角至89.6°，垂深下切目的層油層頂1.1～1.4 m，保障成功著陸和后期精準入窗。

3)在調整井眼軌跡過程中應充分考慮影響井身質量的相關參數(如狗腿度變化等)，確保井身資料合格，同時對于煤層造斜段工程復雜和造斜困難及時提示，做好鉆井液性能監測，防止粘卡、脫壓等復雜出現。

3.2 水平段導向方案

3.2.1 地層視傾角計算

1)利用同一地層重復鉆遇計算視地層傾角

同一地層不同鉆遇點A、B點的垂深差、位移差與地層界面組成的△ABC，通過井斜數據計算出三角形的兩個直角邊垂深差h1和位移差h2，反正切計算出的∠α，即為地層傾角9(見圖1)。

圖1 地層界面重復鉆遇計算地層視傾角示意圖

2)利用回切點的軌跡與地層平行這一特性計算視地層傾角

在重復鉆遇同一地層時，軌跡必存在一個回切點，查出此回切點對應井深的井斜，則可計算出此井段地層的傾角。

總之：以地質設計層位為主要目的，以工程技術為主要支持手段，保證井眼軌跡平滑，保證軌跡在目的層內穿行。

利用目的層頂底GR值及其他“導向參數” 變化差異，對比總結鉆頭上行和下行參數變化特征、設上報警界面、下報警界面，正常情況下,軌跡以近水平運行，避免小于2°狗腿形繞“優選儲層”穿行，確保水平軌跡在油層中穿行。

宏觀上井震結合、大層對比，微觀上小層細化結合巖性組合對比，近鉆頭LWD導向(帶上、下GR)、常規、綜合錄井等。

3.2.2 地層視傾角計算與鉆頭位置判斷

1)利用隨鉆方位GR實時計算地層傾角(圖2)

圖2 隨鉆方位伽馬測量值計算地層視傾角示意圖

α=χ+β-90°

式中：χ為地層視傾角與井眼軌跡夾角，(°)；D為井徑，(cm)；Δd為同一地層GRU、GRD之間位移，(m)；α為地層視傾角，(°)；β為井斜角，(°)。

實時監控地層視傾角與井斜角相對關系、及時判斷鉆頭位置

同一測量點GRU、GRD值變化情況，可判斷井斜角與地層視傾角相對關系及鉆頭在地層中的相對位置：在波峰時，當GRUGRD時，井軌跡相對地層下行；反之亦然(見圖3)。

圖3 同一測量點GRU和GRD變化示意圖

3.3 水平段跟蹤原則、思路及技術手段

3.3.1 整體原則

以地質目的為主要目的，以工程技術為主要支持手段，保證井眼軌跡平滑，保證軌跡在目標層內穿行。

3.3.2 技術思路

利用目的層GR值及其他“導向參數” 變化差異，對比總結鉆頭上行和下行參數變化特征、設上報警界面、下報警界面；正常情況下,軌跡以近水平運行，避免小于2°狗腿形繞“優選儲層”穿行，確保水平軌跡在優質儲層中穿行。

3.3.3 技術手段

宏觀上井震結合、大層對比，微觀上小層細化結合巖性組合對比，近鉆頭LWD導向(帶上、下GR)、常規、綜合錄井等。

3.4 地質導向措施

1)根據前期實鉆數據選取控制點，建立模型圖優化軌跡；

2)螺桿零長較長，導向期間綜合利用巖性特征、氣測數據和隨鉆伽馬預測調整軌跡；

3)后期根據實鉆導向參數、儲層界面情況，更新目的層地質和構造認識、修正模型，及時對軌跡做出調整。

4 結語

鎮北油田長8油藏油層厚度小，砂體橫向變化快，儲層物性差，定向井開發單井產量低，穩產難度大，儲量難以動用。基于油氣富集成藏理論和方法，系統研究各油藏成藏條件，并掌握其油藏富集規律及控制因素，通過精準地質導向，預測油氣有利富集區，精確卡取目標油層的著陸點，確定進出油層的深度及界面，最終可提高油層鉆遇率，最大限度的實現了難動用儲量的有效開發。