浅谈地质导向技术

周景灿

（中石化华北石油工程有限公司录井分公司河南郑州450000）

浅谈地质导向技术

周景灿

（中石化华北石油工程有限公司录井分公司河南郑州450000）

通过近几年的产能建设，大牛地区块水平井开发已经进入中后期阶段，一些储层厚度大，物性好的储层已经开发殆尽，为了能更好的完成产能任务及新建产能，就必须对许多复杂气藏，难动用储量进行开发，复杂的地质因素给现场的综合录井工作带来了较大的困难，具体体现在水平井A靶点着陆和水平段施工时储层厚度变薄或缺失导致的着陆失败或者回填，造成了大量无效进尺，延长施工周期，增加投资成本，导致现在采用的技术已无法满足目前的综合录井需要，急需通过新方法和新技术来指导工作，地质导向的作用就越来越突出和重要。

地质导向水平井地层对比油气层分析

地质导向的水平井钻取需要诸多的技术支持，其中录井和定向技术是必不可少的。以往的水平井在钻进过程中往往运用地质等方面的资料进行推测钻取，具有一定的盲目性。录井和定向技术具有实时性、具体性，可以更精确为钻井提供技术支持。目前，录井公司大胆的将录井和定向结合在一起，成立定录一体录井队，能够更有效的发挥出地质导向的作用。

水平井可以大大增加井眼在产层中的长度和产层的泄油气面积，其成本略高于直井，但单井产量却是直井的数倍，在薄层、低渗透、稠油、页岩气等油气藏及底水和气顶活跃的油气藏中得到广泛使用。当前，致密砂岩油气藏、页岩油气藏正成为中国油气勘探开发的主流和热点，这些非常规油气资源只有通过水平井开采才能获得更好的经济效益。在水平井钻井过程中，随钻地质导向具有非常重要的作用。在国外，随钻地质导向技术已得到广泛使用，如贝克休斯公司的Trak随钻测井系列，包括深探测方位电阻率测井（AziTrak）、高精度地层密度和中子孔隙度测井（LithoTrak）、随钻核磁共振测井（MagTrak）、实时声波阵列测井（SoundTrak）、高分辨率随钻电成像测井（StarTrak）、实时地层压力测试（TesTrak）等，国内LWD（Logging While Drilling）技术刚刚兴起，主要还是采用录井（包含综合录井）、MWD（Measurement While Drilling）等技术进行随钻地质导向。无论采用何种技术进行地质导向，录井的核心任务都是利用随钻过程中获得的岩性、电性、物性及含油气性资料来进行“预测”和“导向”，其中预测是指进入水平段前的地层对比与预测技术，导向是指进入水平段后的地质解释和导向技术。前者旨在准确进入目的层，后者旨在保证水平段在含油气层钻进，提高油气开采效率。

1　地层对比与预测技术

地层对比是地质研究的基础和重要手段。地层对比、划分和预测，是现场地质录井的一项重要技术、对于卡准取芯层位、潜山界面、完钻层位具有十分重要的意义，更是随钻准确预测并卡准水平井、大位移井目的层深度的关键。虽然水平井大多都是在地层比较清楚并有邻井控制的情况下部署的，但由于受地震资料品质和分辨率等问题的影响，常会使得设计的目的层深度与实钻深度几米至几十米。进入水平段前的井斜角往往高达70°以上，此时的垂深若相差一米，水平距离就会相差几十米乃至上百米，导致水平井的质量和油气层钻遇率大幅度降低。对于目的层为薄层的水平井，更是如此，一旦钻穿目的层并进入下部非储层，便可能造成提前完钻，完不成设计任务。由于PDC钻头、欠平衡工艺的使用及井斜角大等原因，导致岩屑细小、混杂，岩性辨识困难，含油气级别也大幅度降低，且构造的变化、岩相和沉积相的变化等使得每两口井的地层情况及对比难度也不一样，给地层随钻对比和预测带来很大困难。

这种情况下，就显示出录井和定向技术的强大，随着录井技术的发展，精细化、定量化、全面化程度逐步提高。其中，快速色谱及微钻时技术给地层的精细对比和划分提供了有效地解决方案；元素录井和岩屑伽马录井技术为特殊钻井工艺条件及缺乏标志层条件下的地层对比提供了有效地解决方案；核磁共振录井、定量荧光录井为储层物性、含油性的定量检测与对比提供了有力手段。地层对比的原则是选同一断块、物源及沉积相相似的邻井，遵循旋回性、相似性、协调性的原则，先大段控制，后小层细对；对比的依据是标准层/标志层、沉积旋回、岩性组合、元素特征、伽马能谱特征等；对比的方法是在有合成记录标定的地震资料约束下，在掌握地层分布的基础上，利用现场录井、MWD、LWD等资料与设计依据井的测井、录井资料进行对比，利用定录一体软件，输入设计的轨道数据以及根据区域邻井地质资料预测的地层数据，可以绘制出设计井眼轨迹和预测地层剖面，结合岩性的变化情况，及时调整地层数据以获得真实的地层剖面，对目的层深度进行预测。

2　地质解释与导向技术

进入水平段后的油气层钻遇率是衡量水平井质量和成败的关键。国外的高分辨率随钻电成像测井、测方位电阻率测井、随钻核磁共振测井等先进的随钻技术已成为水平井地质导向的主要技术手段。目前，录井公司水平井地质导向技术与国外公司尚有相当大的差距，例如，LWD技术和解释水平均远远落后于国外。但是依靠随钻过程中录井的岩性、物性、含油气性资料及LWD/MWD的电性资料，并结合地震剖面，利用定录一体软件实时修正油气层模型，也可实现精确导向，提高油层钻遇率。地面录井资料虽然受井筒因素影响，具有一定的滞后性，但是资料直接、直观，有助于解释结论的多解性，这一优势是随钻测井资料多不具备的，且中浅层水平井的迟到参数也比LWD/MWD资料的实时性强；所以，在地质解释过程中，需要二者有机结合，所以，录井公司定录一体队就有机的把定向和录井结合在一起，发挥出一加一大于二的作用。

地震资料通常无法识别薄层变化、相变导致的岩性变化和小断层，因而经常在水平段钻遇非目的层岩性或油气显示变差。此时就凸显出了录井和定向的作用，岩性的变化可以通过钻时、元素录井、岩屑录井、随钻伽马曲线等进行判定识别，油气显示的变化可以通过气测曲线及电性变化进行判定。一般情况下，进入水平段后，钻遇非目的层岩性可能有以下几种情况：1.井眼偏离了正确轨迹，此时需要根据随钻定向数据、实钻录井数据，利用定录一体软件，判断分析钻头偏移方向及距离后，及时调整井身轨迹；2.目的层沉积相变化，该情况可能是砂岩相变或尖灭导致，也可能后面还有砂体，且砂体之间不连通。对于前者应及时完钻，对于后者则要根据井区资料、地震剖面以及定录一体软件的地层对比图判断砂体之间的距离以确定是否继续钻进；3.钻遇断层，此时需要精确解释该断层是正断层还是逆断层以及断层的断距，以确定是增斜还是降斜钻进；4.钻遇泥岩夹层，钻遇这种情形可继续钻进。只要解释准确，才能正确指导钻头的走向，并得出是否完钻，合适完钻的科学依据。

3　油气层评价

目前常见的油气层评价方法都集中在利用气相色谱资料来判断和解释油气层，但是不管是在理论上还是在实践中气相色谱资料的解释都还不够完善。国外一些专门从事钻井液录井的公司，也认为它尚不能作为地层定量评价的可靠依据。不过通过实践摸索出来的一些气相色谱解释方法，在一定程度上对解释评价油气层有一定的参考作用。而且，鉴于目前现场油气层的解释评价工作存在较大的困难，而LWD随钻测井仪器暂时又不可能大规模应用于常规定向井的钻井过程中，所以现场评价解释工作在很大程度上还是依赖气测资料和气相色谱解释方法。目前工区在现场经常使用的就是三角解释图版。

三角图版是由C2/∑C、C3/∑C、C4/∑C(∑C为：C1＋C2＋C3＋C4之和)三个参数构成。把三个参数的零值作为一个正三角形的三个顶点(A．B．C)，然后，做夹角为60°的三组线，分别代表三个参数的不同比值，即建立了三角形的坐标系。然后对所测得的各烃类组份进行校正，并计算出各烃类组份的和(∑C＝C1＋C2＋C3＋C4)，分别求得各参数的百分比值：C2/∑C，C3/∑C，C4/∑C。根据三个参数比值的大小，分别点在相应的比例线上，然后通过三点位置分别做出相应参数值的平行线，便可以得到另一个三角形，三角形A′B′C′，解释原则是根据三角形顶点的指向和大小来判断。标准如下：①三角形A′B′C′的大小，以占三角形ABC的边长的百分数区分:大于75%为大三角形，25%—75%为中三角形，小于25%的为小三角形；②三角形的倒正以外三角为准，与外三角形同向者的正；反向者为倒。然后圈定生产能力区域，根据大量已被证实的具有生产能力的油气层的气体色谱分析资料，圈出生产能力区(图中实线圈定的椭圆部分)，由于缺少测试资料，我们多数采用测井数据来进行分析。得出生产能力区域后，我们可以按以下标准解释评价：正三角形解释为气层；倒三角形解释为油气层；大三角形，表示气体来自干气层或低油气比油层；小三角形，表示气体来自湿气层或高油气比油层；连接内外三角形相应的顶点，交点在生产能力区内，即认为有生产能力，否则无生产能力。

该方法在现场应用中的优点是直观，观察三角形的正反大小就可以判断储层流体的性质。但在实践中该方法较为繁琐，油气层解释适用性较差，解释结果多为水层或气层。

4　地质导向的多元化以及发展方向

现在录井技术能够在现场进行全面的直接识别、评价油气层和获取勘探资料，这就实现了多学科的综合。围绕及时地、更大限度的获取更多的钻井地质、工程信息，综合录井技术所涉及的内容包括地质录井、气测录井、钻井液录井、工程录井、地球化学录井和地球物理录井以及大批的新技术的开发，比如X射线技术、核磁共振技术等。综合录井技术是现代科学技术和多学科理论在石油勘探中的应用。可以说，综合录井是录井工作人员建立在钻井现场对整个施工过程中大量信息采集、处理、存储的信息管理工作站。

计算机技术的应用推动了录井技术的发展，使录井实现了从手工劳动向机械化、自动化的飞跃，使录井资料的应用实现了从简单分析向综合解释、评价的转变。通过采用先进的计算机技术，使综合运用现场各种地质数据进行综合评价成为现实，工作效率大大提高。通过钻井现场多种信息的计算机采集、处理、解释、分析、决策以及井场间多井联网、远距离数据传输等现代化手段，突破性地实现了在钻井过程中即时、定量发现油气层，现场地层评价，及时发现和解决钻井工程问题，从而可以缩短油气发现与评价周期、及时有效地进行油气层保护，达到更有效地为勘探开发服务的目的。

新技术的革新是必然的趋势，目前人力所及之事将被各种仪器更有效的代替。

[1]杨明华，雷波涛录井在水平井钻进中的导向作用.录井技术，2003，（1）

[2]姚汉光，傅殿英，徐有信气测井（第一版）.北京.石油工业出版社.1990.206～210.

[3]刘士磊气体组分解释的新方法--趋势图法.北京.石油工业出版社.录井技术文集. 2002.4.268～270.

TE242[文献码]A

1000-405X（2015）-7-159-2