随钻方位伽马测井优化页岩油气探测

随钻方位伽马测井优化页岩油气探测

页岩资源的探测、评价和开采是石油工业面临的重大挑战。探测中的关键问题之一是找到最佳位置，即该位置的储层参数如厚度、孔隙度、渗透率、有机质含量、矿物、脆度、天然裂缝、热成熟度和气体含量等最有效。这些参数在优化钻井、完井和增产作业设计中有重要应用，对页岩储层实现经济性开发，正确定井位和优化完井。准确而实时的LWD数据对于识别最佳油气位置具有重要作用，用于在目的层段井定位和确定压裂井段，提高产量和开采率。

常规三组合LWD系统包含伽马、电阻率、方位密度和中子孔隙度传感器。用这些传感器测得的数据可以确定储层岩石物理性质，如岩性和孔隙度；实时井眼成像可以提供地层倾角信息并前瞻性地将井眼定在最佳的位置。LWD与地质导向系统RSS（Rotary－Steerable System）被集成到BHA（Bottomhole Assembly），共同完成地质导向作业。

海恩斯维尔页岩从东德克萨斯延伸到路易斯安那州，覆盖了大约23 309km2的区域，比其他页岩产层显示出了更高的储层压力，井下温度高达149～188℃。为适应这些条件，使用了专用的RSS和LWD系统。

利用实时方位伽马LWD测井曲线和井眼成像图确定地层倾角和探测地层界面及井位。作为业界唯一的能谱方位伽马LWD传感器，威德福公司的SAGR（Spectral Azimuthal Gamma Ray Sensor）仪器还可以提供铀、钍和钾测量，用于TOC评价、确定黏土含量和类型。用LWD测得的铀含量与干酪根含量、TOC和储层气之间关系，在生产层中进行实时地地质导向水平井钻井，评价邻近的页岩井的产能。利用这种先进的岩石物理信息，可以精确地找到井眼轨迹，成功地选择压裂层段，减少作业步骤和成本。

LWD声波传感器如ShockWave（Weatherford’s LWD Sonic Tool的商标）仪器可以提供实时地震时间与深度相关性，以及岩石的力学特性，包括泊松比和杨氏模量。这些参数即使在具有声学和力学各向异性的地层中，对于确定压裂井段和设计水力压裂作业、模拟开采动态都是非常关键的。

页岩比其他类型产层更难开采。页岩产层开发的经济有效性要求在降低成本的同时不断提高钻井、完井和压裂作业的效率。LWD正在成为经济开发页岩油气的重要技术。

（信息来源：E ＆P，2011年第6期，唐宇 编译 王环 审校）