綜合錄井在水平井鑽進中的導向作用 修改

2022-02-27 02:46:28 字數 4113 閱讀 1612

楊明華(上海神開科技工程****)

摘要:水平井作業過程中,利用各方資料和資料進行井眼軌跡的準確導向、定位非常重要,其中綜合錄井資料有及時、直觀、快捷的作用。本文就綜合錄井資料在水平井鑽進中的導向作用闡述了自己的觀點,並以砂岩油藏為例,重點描述綜合錄井技術在水平井鑽井中導向作用的現場經驗。

關鍵詞:導向作用、綜合錄井、水平井

一、概述

在水平井作業過程中,mwd和lwd隨鑽測井技術具有有效的地質導向作用。在實際鑽井作業中,隨鑽測井儀器存在乙個滯後井底10多公尺的測量盲區,儀器無法及時測量井底測井資料,因此僅僅依靠隨鑽資料還不能準確了解井底的岩性特徵及其含油氣性。如果油層很薄或者目的層是碳酸鹽岩裂縫性油層,當隨鑽測井資料顯示井眼軌跡偏離油層時,鑽頭已進入非油層10多公尺,若要把井眼重新調整到油層中,那至少要鑽30~40公尺的非油層地層。

隨鑽測井技術的這種測量資訊滯後現象將大大地影響其導向效果,尤其是薄油層或碳酸鹽岩裂縫性油層。相比較而言,綜合錄井技術顯示出獨特的水平井導向功能,鑽時、岩屑、螢光、氣測錄井等資料的反映速度都快於隨鑽測井資料(表1),能及時有效地反映隨鑽儀器測量盲區的地層岩性及其含油氣性情況,把握井眼軌跡是否仍在油層中延伸。根據所鑽目的層(油層)鑽時、岩屑、螢光、氣測錄井等綜合錄井引數的表現特徵,結合區域地質資料和隨鑽測井資料,綜合錄井資料在水平井鑽進中能真正起到地質導向作用,指導井眼軌跡的正確導向。

下面結合碎屑岩地層進行詳細闡述。

二、 水平鑽進中井下地層及油氣層在綜合錄井圖上表現特徵

目前,由於鑽井工藝及技術限制了水平井井眼軌跡不可能呈直線延伸,又因為目的層(油層)的產狀和走向的不確定性,有時井眼軌跡會偏離油層進入上下圍層(圖1),總體上,在綜合錄井圖上有如下6種表現特徵,以圖1為例進行一一說明。

綜合錄井和隨鑽測井資料的井下資訊反映速度對比表表1

1、從上泥岩進入油氣層(a點):鑽時下降;岩屑百分含量:泥岩岩屑減少,砂岩岩屑增加,含油岩屑比例增加;氣測值表現為總烴、組分由低值快速上公升(尤其是c1、c2);隨鑽測量井斜增加,垂深增加,自然伽瑪曲線由高值變為低值,電阻曲線由低值變為高值(見圖2 a點)。

2、從油氣層進入下泥岩(b點):鑽時上公升;岩屑百分含量:泥岩岩屑增加,砂岩岩屑減少,含油岩屑比例減少;氣測值表現為總烴、組分由高值緩慢下降(尤其是c1、c2);隨鑽測量井斜、垂深增加,自然伽瑪曲線由低值變為高值,電阻曲線由高值變為低值(見圖2 b點)。

3、從下泥岩進入油氣層(c點):鑽時下降;岩屑百分含量:泥岩岩屑減少,砂岩岩屑增加,含油岩屑比例增加;氣測值表現為總烴、組分由低值快速上公升(尤其是c1、c2);隨鑽測量井斜增加,垂深減少,自然伽瑪曲線由高值變為低值,電阻曲線由低值變為高值(見圖2 c點)。

4、從油氣層進入上泥岩(d點):鑽時上公升;岩屑百分含量:泥岩岩屑增加,砂岩岩屑減少,含油岩屑比例減少;氣測值表現為總烴、組分由高值緩慢下降(尤其是c1、c2);隨鑽測量垂深減少,自然伽瑪曲線由低值變為高值,電阻曲線由高值變為低值(見圖2 d點)。

5、在泥岩中鑽進(b-c、d-e段):鑽時持續相對高值,岩性為單一泥岩,含油岩屑含量少,氣測總烴曲線逐漸降低,組分明顯下降(尤其是c1、c2);自然伽瑪曲線值持續高值,電阻率值曲線略呈現持續低值(見圖2 b-c、d-e段)。

6、在油層中鑽進(a-b、c-d、e-f段):鑽時持續相對低值,岩性為單一砂岩,含油岩屑比例高,氣測全量曲線公升為高值平台曲線,組分明顯增大(尤其是c1、c2);自然伽瑪曲線值持續低值,電阻曲線值略呈持續高值(見圖2 a-b段)。如油層存在物性差異,氣測全量曲線表現為鋸齒形,組分時高時低。

自然伽瑪曲線低值鋸齒形,電阻曲線持續高值鋸齒形(見圖2 e-f段)。

總而言之,上述六種情況是水平井鑽進過程中的常見情況,但並意味著每口水平井都會遇上這些情況,同時每口水平井所遇問題的特徵也各不相同,具體問題需要具體分析

三、 水平井錄井技術難點及解決方法

在水平井鑽井作業中,隨著水平井井眼軌跡井斜的增加,在加大了鑽井作業難度的同時,增加了綜合錄井的難度,在綜合錄井作業時,面對具體錄井專案進行具體分析,找出問題根源所在,提出相應的辦法。

1.螢光錄井

水平井鑽進過程中,鑽井液裡常加入**、潤滑劑、磺化瀝青、乳化瀝青、油層保護劑等有機物,這些物質對岩屑,特別對pdc鑽頭鑽出的細岩屑汙染嚴重。常規螢光儀無法對含油岩屑的螢光加以更為準確的識別,大部分時間靠地質人員的經驗進行判斷,因此,有可能淹沒地層中的油氣顯示或判斷不準確。定量螢光檢測儀的使用,可以消除鑽井液各種新增劑、混油造成的螢光影響,有效地獲取地層的螢光真實資料,尤其是對輕質油層的判斷,定量螢光檢測儀顯示出獨特的功能。

2.氣測錄井

同時,在水平井鑽進過程中,鑽井液新增劑的加入,對氣測錄井帶來同樣嚴重的影響,通常會使氣測錄井總烴曲線基線公升高,降低地層出現的油氣顯示總烴異常幅度,影響總烴曲線對油氣顯示的判斷作用。組分曲線也相應出現不同幅度的異常變化,一般,c3—c5等重烴組分呈現大幅度異常,c1—c2等輕組分則變化不大,只有少數有機物質(如**)產生輕組分影響。鑽井液中加入的有機物質在充分迴圈均勻後,總烴和組分將緩緩降低,尤其是c1—c2等輕組分將降低至基值附近,對油氣顯示的判斷影響不大。

鑽井中,不同的新增劑有不同的氣測曲線組合,一般特徵是c1—c5的值呈倒序,重烴的值比輕烴高,c1、c2值很低,基本上變化不大,c3—c5和總烴的值變化較大;油層的氣測顯示特徵是c1—c5呈正序,c1、c2的值高,c3—c5的值較低,因此當鑽井液中加入新增劑時,判斷油氣層的關鍵是把握c1、c2的變化即可。只要c1、c2發生變化,就說明地層的油氣顯示出現異常,結合地層岩性特徵、螢光特徵、區域資料等就可以對地層的油氣顯示進行綜合評價。當然對於鑽時很快的地層,氣測儀器的分析週期很重要,使用分析週期為30s快速色譜儀測量地層的油氣顯示,能夠用快速、連續的c1曲線進行具有c1特色的油氣顯示判斷。

如圖3鑽達a點前鑽井液中加入了5t**,總烴、ic4和nc4的值較高,c1—c3的值較低,顯示出**的特徵。進入a點後,總烴、ic4和nc4曲線變化較小, c1、c2、c3值明顯公升高,此時可以判斷已鑽入油層,結論與隨鑽測量結論完全吻合。

3.岩屑錄井

水平井由於自身的特點,岩屑的搬運形式與垂直井迥然不同,岩屑在水平段和斜井段既可以懸浮搬運,也可以滾動搬運,還可以跳躍搬運,岩屑返出往往滯後於實際井深數公尺,同時岩屑混雜,當然如果使用pdc鑽頭,岩屑將更細,岩屑的撈取和識別難度更大。這就要求綜合錄井時必須作好遲到時間的測量,並結合鑽時、氣測值、隨鑽測量的井斜資料綜合考慮,尋找區域上較穩定、可對比性強的每一套地層作為標誌層,對目的層進行垂深判斷,也即對鑽井軌跡進行判斷,隨時把握鑽頭位置的地層特徵,尤其是在水平段裡或進入油層前,必須對岩屑進行仔細分析,對鑽頭位置進行準確定位,真正起到水平井的導向作用。如某區第二薄砂層頂部0.

60m左右的灰褐色泥岩、0.80m左右的灰色泥質粉砂岩,底部1.50m左右的褐色泥岩;第三砂層頂部1.

20m左右的褐色泥岩、底部0.68m左右的褐色泥岩等,都是我們確定油層垂深和油層脫軌方向的判斷參照。如xx1井在第二水平段5381.

00~5398.50m,垂深4511.68~4511.

98m,岩屑中有20%褐色泥岩,相應的gr有些變化,按常規判斷是井眼軌跡出油層,但仔細查詢岩屑中無頂、底界的岩屑標誌,油層頂界垂深4510.58m,油層厚1.70m,油層底界垂深應在4512.

28m,結合xx2井取心,在距油層頂1.10m處,有不規則的褐色泥岩團塊富集成寬0.25~0.

48m的條帶,據此判斷gr公升高是受油層內部泥岩條帶影響,對軌跡僅作了輕微的向上調整,很快gr曲線恢復了砂岩特徵。又如xx3井在鑽第二水平段5383.00m時見25%的褐色泥岩,結合井底的井斜算出的垂深判斷鑽井軌跡觸油層頂界,向下微調軌跡,保證了井眼軌跡未出油層。

這樣以油層頂、底界岩性、顏色、垂直深度的變化來控制鑽井軌跡在油層中執行,保證了水平井的油層有效長度。由此可見,岩屑錄井在薄油層水平鑽井起到了關鍵作用。

四、 油層界線的確定

綜合錄井在水平井鑽進中的導向作用就是確定油層界線**油層變化趨勢,指導水平鑽進。地質師可以根據現場地質資料、電測資料結合其它鄰井實鑽資料、構造圖、**剖面來確定油層界線。可以採取以下方法:

1.導眼井電測資料和井斜資料用來確定油氣層頂底線最初資料。

2.在鑽進中,根據岩性、螢光錄井、氣測錄井判斷岩性和油氣層;用鑽時氣測值確定油層界線測量井深,根據mwd、lwd井斜資料計算出垂深;還可以根據lwd測伽瑪曲線變化的半幅點確定油層介面。如果鑽井軌跡頻繁進出油層頂底線,根據這種方法比較容易地確定油層界線。如圖3中鑽時、氣測組分c1、c2以及伽瑪曲線與岩性油層有較好的對應關係,用錄井資料可綜合判斷油層界線。

3.構造圖、**剖面也能反映油層厚度、形態、走勢。

4.鄰井實鑽情況:根據多口鄰井實鑽資料對比,可作出油層厚度變化趨勢。

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