综合录井在水平井钻进中的导向作用(修改).doc

综合录井技术在水平井钻进中的导向作用杨明华（上海神开科技工程有限公司）摘要：水平井作业过程中，利用各方资料和数据进行井眼轨迹的准确导向、定位非常重要，其中综合录井资料有及时、直观、快捷的作用。本文就综合录井资料在水平井钻进中的导向作用阐述了自己的观点，并以砂岩油藏为例，重点描述综合录井技术在水平井钻井中导向作用的现场经验。关键词：导向作用、综合录井、水平井一、概 述在水平井作业过程中，MWD和LWD随钻测井技术具有有效的地质导向作用。在实际钻井作业中，随钻测井仪器存在一个滞后井底10多米的测量盲区，仪器无法及时测量井底测井资料，因此仅仅依靠随钻资料还不能准确了解井底的岩性特征及其含油气性。如果油层很薄或者目的层是碳酸盐岩裂缝性油层，当随钻测井资料显示井眼轨迹偏离油层时，钻头已进入非油层10多米，若要把井眼重新调整到油层中，那至少要钻3040米的非油层地层。随钻测井技术的这种测量信息滞后现象将大大地影响其导向效果，尤其是薄油层或碳酸盐岩裂缝性油层。相比较而言，综合录井技术显示出独特的水平井导向功能，钻时、岩屑、荧光、气测录井等资料的反映速度都快于随钻测井资料（表1），能及时有效地反映随钻仪器测量盲区的地层岩性及其含油气性情况，把握井眼轨迹是否仍在油层中延伸。根据所钻目的层（油层）钻时、岩屑、荧光、气测录井等综合录井参数的表现特征，结合区域地质资料和随钻测井资料，综合录井资料在水平井钻进中能真正起到地质导向作用，指导井眼轨迹的正确导向。下面结合碎屑岩地层进行详细阐述。二、 水平钻进中井下地层及油气层在综合录井图上表现特征目前，由于钻井工艺及技术限制了水平井井眼轨迹不可能呈直线延伸，又因为目的层（油层）的产状和走向的不确定性，有时井眼轨迹会偏离油层进入上下围层（图1），总体上，在综合录井图上有如下6种表现特征，以图1为例进行一一说明。综合录井和随钻测井资料的井下信息反映速度对比表 表1测量项目综合录井MWD、LWD随钻测井钻时岩屑气测值井斜、方位伽玛电阻率反映速度0.2m1.0m 一个迟到时间(可停钻循环)一个迟到时间+管路延时(可停钻循环)距井底20m距井底812m距井底1115m 1、从上泥岩进入油气层(A点)：钻时下降；岩屑百分含量：泥岩岩屑减少，砂岩岩屑增加，含油岩屑比例增加；气测值表现为总烃、组分由低值快速上升（尤其是C1、C2）；随钻测量井斜增加，垂深增加，自然伽玛曲线由高值变为低值，电阻曲线由低值变为高值(见图2 A点)。2、从油气层进入下泥岩(B点)：钻时上升；岩屑百分含量：泥岩岩屑增加，砂岩岩屑减少，含油岩屑比例减少；气测值表现为总烃、组分由高值缓慢下降（尤其是C1、C2）；随钻测量井斜、垂深增加，自然伽玛曲线由低值变为高值，电阻曲线由高值变为低值(见图2 B点)。3、从下泥岩进入油气层(C点)：钻时下降；岩屑百分含量：泥岩岩屑减少，砂岩岩屑增加，含油岩屑比例增加；气测值表现为总烃、组分由低值快速上升（尤其是C1、C2）；随钻测量井斜增加，垂深减少，自然伽玛曲线由高值变为低值，电阻曲线由低值变为高值(见图2 C点)。4、从油气层进入上泥岩(D点)：钻时上升；岩屑百分含量：泥岩岩屑增加，砂岩岩屑减少，含油岩屑比例减少；气测值表现为总烃、组分由高值缓慢下降（尤其是C1、C2）；随钻测量垂深减少，自然伽玛曲线由低值变为高值，电阻曲线由高值变为低值(见图2 D点)。5、在泥岩中钻进(B-C、D-E段)：钻时持续相对高值，岩性为单一泥岩，含油岩屑含量少，气测总烃曲线逐渐降低，组分明显下降（尤其是C1、C2）；自然伽玛曲线值持续高值，电阻率值曲线略呈现持续低值(见图2 B-C、D-E段)。6、在油层中钻进(A-B、C-D、E-F段)：钻时持续相对低值，岩性为单一砂岩，含油岩屑比例高，气测全量曲线升为高值平台曲线，组分明显增大（尤其是C1、C2）；自然伽玛曲线值持续低值，电阻曲线值略呈持续高值(见图2 A-B段)。如油层存在物性差异，气测全量曲线表现为锯齿形，组分时高时低。自然伽玛曲线低值锯齿形，电阻曲线持续高值锯齿形(见图2 E-F段)。总而言之，上述六种情况是水平井钻进过程中的常见情况，但并意味着每口水平井都会遇上这些情况，同时每口水平井所遇问题的特征也各不相同，具体问题需要具体分析。 三、 水平井录井技术难点及解决方法在水平井钻井作业中，随着水平井井眼轨迹井斜的增加，在加大了钻井作业难度的同时，增加了综合录井的难度，在综合录井作业时，面对具体录井项目进行具体分析，找出问题根源所在，提出相应的办法。1荧光录井水平井钻进过程中，钻井液里常加入原油、润滑剂、磺化沥青、乳化沥青、油层保护剂等有机物，这些物质对岩屑，特别对PDC钻头钻出的细岩屑污染严重。常规荧光仪无法对含油岩屑的荧光加以更为准确的识别，大部分时间靠地质人员的经验进行判断，因此，有可能淹没地层中的油气显示或判断不准确。定量荧光检测仪的使用，可以消除钻井液各种添加剂、混油造成的荧光影响，有效地获取地层的荧光真实资料，尤其是对轻质油层的判断，定量荧光检测仪显示出独特的功能。2气测录井同时，在水平井钻进过程中，钻井液添加剂的加入，对气测录井带来同样严重的影响，通常会使气测录井总烃曲线基线升高，降低地层出现的油气显示总烃异常幅度，影响总烃曲线对油气显示的判断作用。组分曲线也相应出现不同幅度的异常变化，一般，C3C5等重烃组分呈现大幅度异常，C1C2等轻组分则变化不大，只有少数有机物质（如原油）产生轻组分影响。钻井液中加入的有机物质在充分循环均匀后，总烃和组分将缓缓降低，尤其是C1C2等轻组分将降低至基值附近，对油气显示的判断影响不大。钻井中，不同的添加剂有不同的气测曲线组合，一般特征是C1C5的值呈倒序，重烃的值比轻烃高，C1、C2值很低，基本上变化不大，C3C5和总烃的值变化较大；油层的气测显示特征是C1C5呈正序，C1、C2的值高，C3C5的值较低，因此当钻井液中加入添加剂时，判断油气层的关键是把握C1、C2的变化即可。只要C1、C2发生变化，就说明地层的油气显示出现异常，结合地层岩性特征、荧光特征、区域资料等就可以对地层的油气显示进行综合评价。当然对于钻时很快的地层，气测仪器的分析周期很重要，使用分析周期为30s快速色谱仪测量地层的油气显示，能够用快速、连续的C1曲线进行具有C1特色的油气显示判断。如图3钻达A点前钻井液中加入了5t原油，总烃、iC4和nC4的值较高，C1C3的值较低，显示出原油的特征。进入A点后，总烃、iC4和nC4曲线变化较小， C1、C2、C3值明显升高，此时可以判断已钻入油层，结论与随钻测量结论完全吻合。自然伽玛电阻率钻时TGC3C1C2iC4油层油 层油 层油 层3岩屑录井水平井由于自身的特点，岩屑的搬运形式与垂直井迥然不同，岩屑在水平段和斜井段既可以悬浮搬运，也可以滚动搬运，还可以跳跃搬运，岩屑返出往往滞后于实际井深数米，同时岩屑混杂，当然如果使用PDC钻头，岩屑将更细，岩屑的捞取和识别难度更大。这就要求综合录井时必须作好迟到时间的测量，并结合钻时、气测值、随钻测量的井斜数据综合考虑，寻找区域上较稳定、可对比性强的每一套地层作为标志层，对目的层进行垂深判断，也即对钻井轨迹进行判断，随时把握钻头位置的地层特征，尤其是在水平段里或进入油层前，必须对岩屑进行仔细分析，对钻头位置进行准确定位，真正起到水平井的导向作用。如某区第二薄砂层顶部0.60m左右的灰褐色泥岩、0.80m左右的灰色泥质粉砂岩，底部1.50m左右的褐色泥岩；第三砂层顶部1.20m左右的褐色泥岩、底部0.68m左右的褐色泥岩等，都是我们确定油层垂深和油层脱轨方向的判断参照。如XX1井在第二水平段5381.005398.50m，垂深4511.684511.98m，岩屑中有20%褐色泥岩，相应的GR有些变化，按常规判断是井眼轨迹出油层，但仔细查找岩屑中无顶、底界的岩屑标志，油层顶界垂深4510.58m，油层厚1.70m，油层底界垂深应在4512.28m，结合XX2井取心，在距油层顶1.10m处，有不规则的褐色泥岩团块富集成宽0.250.48m的条带，据此判断GR升高是受油层内部泥岩条带影响，对轨迹仅作了轻微的向上调整，很快GR曲线恢复了砂岩特征。又如XX3井在钻第二水平段5383.00m时见25%的褐色泥岩，结合井底的井斜算出的垂深判断钻井轨迹触油层顶界，向下微调轨迹，保证了井眼轨迹未出油层。这样以油层顶、底界岩性、颜色、垂直深度的变化来控制钻井轨迹在油层中运行，保证了水平井的油层有效长度。由此可见，岩屑录井在薄油层水平钻井起到了关键作用。四、 油层界线的确定综合录井在水平井钻进中的导向作用就是确定油层界线预测油层变化趋势，指导水平钻进。地质师可以根据现场地质资料、电测资料结合其它邻井实钻资料、构造图、地震剖面来确定油层界线。可以采取以下方法：1导眼井电测数据和井斜数据用来确定油气层顶底线最初数据。2在钻进中，根据岩性、荧光录井、气测录井判断岩性和油气层；用钻时气测值确定油层界线