录井技术在大牛地气田水平井钻井中的发展及应用

段旭东 王振华(中石化华北石油工程有限公司录井分公司 450006)

一、大牛地气田水平井发展概况

大牛地气田已成为中国石化的一个重要的天然气开发基地，而水平井钻井技术已成为该油气开发的主要手段，水平井与直井比较，具有低成本优势。水平井与直井比较，产量是直井的3～5倍，甚至更高，而钻井投资与直井相比，井深3000m为2倍左右；井深1500m为2.5倍左右。

二、综合录井在大牛地气田的发展

综合录井技术从狭义上讲是随钻技术，是跟踪技术；广义上讲是信息采集处理技术。它集常规地质录井、气测录井和工程录井为一体，是地面录井技术的最高阶段。

1.岩屑录井

岩屑录井在大牛地气田的综合录井发展中一直占着举足轻重的地位，在钻井过程中，随着泥浆一起被带至地面的那些地下岩石碎块叫作岩屑，俗称为“砂样”。在钻井过程中，按一定的时间顺序、取样间距以及迟到时间，将岩屑连续收集、观察并恢复井下剖面的过程即为岩屑录井。岩屑录井过程中产生的资料即为岩屑录井资料。岩屑录井为我们现场录井提供了第一手的地质资料，通过岩屑录井我们现场工作人员可以掌握井下地层层序、岩性、，初步了解钻遇地层的含油、气、水情况，如图1，在水平的施工过程中更好的做到地质导向的作用，为水平井顺利到达A靶点提供技术支持。

图1 通过岩屑录井建立多井对比图

而岩屑录井具有成本低、简便易行、了解井下地质情况及时、资料的系统性强等优点。

2.气测录井

传统的气测录井主要作用为：①发现油气层；②初步判断油气水层；③初步判断重质油层或轻质油层。气测录井在大牛地水平井开发中也起着重要作用，其主要从安置在振动筛前的脱气器可获得从井底返回的钻井液所携带的气体,通过色谱对其全烃、组分的含量的检测和编录,从而判断油气层。

3.工程录井

在大牛地气田的综合录井施工中我们大量使用了各种先进的综合录井仪来进行录井作业，如新乡22所生产的ACE、上海神开、上海中油的wellstar和胜利的SL-EXPLORERZH-2等，综合录井仪使用了大量的传感器和分析仪，能实时测量井深、钻井液出口与入口电导率、钻井液出口与入口温度、钻井液出口与入口密度、大钩负荷、立管压力、转盘扭矩、套管压力、钻井液出口流量、地层H2S含量、转盘转速，能实时分析地层全烃含量、C1-C5各组份含量以及CO2含量，能分析碳酸盐含量、页岩密度，并生成钻压、钻时、地层压力、地面含气指数、地层含气指数等数据。

计算机将实时采集数据按深度数据与时间数据进行存储，并能按需要进行回放、实时处理，同时实时进行参数的文本与图形打印；其智能软件“工程预报专家诊断系统对钻进施工中出现的异常能自动分析、自动判断，并报警。

三.X射线荧光元素录井

由于大牛地气田现在在水平井施工过程中多采用PDC钻头钻进，岩屑多成粉末状，岩性肉眼鉴定困难，多放在放大镜下观察比较。给传统的岩屑录井带来了不小的困难和挑战。如何更加准确的鉴别出岩屑成为了一个棘手的问题，于是X射线荧光元素录井技术就在这样的大环境下催生出来。

X射线荧光元素录井技术是从2007年才提出并建立起来的,目前该技术仍处于试验和应用研究阶段。为了促进该项技术加速完善和成熟,尽快转化为生产力,建立相应的解释评价方法可有效解决PDC钻头、空气钻井等钻井工艺的推广应用所造成的常规岩屑录井方法难以准确识别岩性等难题。通过鄂尔多斯盆地塔巴庙区块26口井岩屑X射线荧光元素录井技术的试验性应用,初步建立了基本岩性识别和地层划分的解释评价方法。以今年完井的DPH-110井为例、根据表1，高Si（%）、低泥质含量（%）、高孔隙度（%）、低Ca（%）、高Si/Fe（%）为有利储层（Ⅱa），反之为不利储层（Ⅳ）。

表1 下石盒子组（盒1段）元素录井储层评价标准

DPH-110全井元素录井释评价4层显示层，共157.0m。有利储层（Ⅱa）2层99.0m,有利储层（Ⅱb）1层32.0m，较有利储层（Ⅲ）2层26.0m；综合解释4层157.0m，其中含气层157.0m/2层，干层58.0m/2层。(详见表2、表3)。

表2 元素录井储层评价表

7.129 1.785盒一段盒一段盒一段盒一段7.136 3169.0-3234.0 3234.0-3266.0 3266.0-3300.0 3300.0-3326.0 35.4 25 36.6 58 37.2 32 35.1 38Ⅱb 7.446 3.684 8.257Ⅱa 5.457 6.523 1.5 23 0.7 10 1.2 37 1.9 54 27.9 89 16.4 48 21.6 73 19.7 97ⅡaⅢ

表3 元素录井综合评价表

研究结果表明,元素含量变化与岩性变化具有很强的相关性,X射线荧光元素分析技术可作为录井岩性识别和地层划分的新手段,同时定量的元素分析数据为岩性、物性、地层的定量解释评价提供了技术支持。目前X射线荧光元素录井在大牛地大量进行推广和应用。

四、地质导向的发展及应用

地质导向是指在水平井的钻进过程中，在地质研究的基础上，通过建立地质导向模型，充分运用综合录井、特色录井技术各项参数，结合MWD/LWD参数对井眼轨迹进行预测、跟踪和调整，进而提高油气层钻遇率的一种导向、测量控制技术。

华北录井分公司自行研发国内首创的“定录一体化软件”目前已在大牛地气田、柳杨堡气田14支定录一体队及40支综合队全面安装、运行，该软件系统软件采用C#面向对象技术开发，界面美观，软件易用，稳定性好。软件设计基于现场定录一体地质导向操作流程，功能贴近现场需要，实时的进行地层预测，确定油气层的变化，及时指导定向轨迹的控制与调整。如在大牛地DPS-20井的施工中，在水平段砂体不连贯的情况下，地质导软件向发挥了其功效，传过泥岩夹层后准确到达B靶点，（见图2）顺利完成水平段施工作业。

图2 定录一体化软件在水平井DPS-20录井运行实例

地质导向的过程是互动的钻井方式，地质导向师利用随钻录井，随钻测量，定向工具及导向模型软件，在水平井的钻进过程中不断的调整最初的设计，指挥钻进的方向，将井眼轨迹调整到油藏最佳的位置，以达到最佳的产油气效果。精确的地质导向可帮助油田提高钻井投资的回报。

结束语

随着大牛地开发规模的不断扩大，水平井技术的不断发展，录井技术也在不断的发展，新的方法、技术比较不断涌现，然后应用于现场实践，为大牛地的气田的开发做出了巨大的贡献。