Guan010-X1井分层失误原因分析

熊永立，苏欢，李斌

1.中国石油川庆钻探工程技术处（四川成都610051）

2.中国石油川庆钻探测井公司（重庆400021）

■案例分析处理

Guan010-X1井分层失误原因分析

熊永立1，苏欢2，李斌1

1.中国石油川庆钻探工程技术处（四川成都610051）

2.中国石油川庆钻探测井公司（重庆400021）

Guan010-X1井在钻井过程中的地质分层与地震资料预测的地层深度出现较大误差时，运用测井资料，结合地质录井岩性资料能准确地确定地层深度，通过邻近资料的对比，分析Guan010-X1井地质分层出错的原因，指出了地质分层在实钻过程中的重要性。

地质；分层；测井；录井；地震；岩性

Guan010-X1井设计斜深5 147m，由地质录井X小队承担录井工作。该井所在构造十分复杂，历经多年勘探，邻井资料较多。当钻至飞四段，其地层设计深度与实钻地层深度吻合较好，而飞四段下部地层深度与设计误差较大，特别是飞仙关组地层厚度误差达192m。发现后及时运用物探、测井、录井资料重新确定了地质分层深度。

1 Guan 010-X1的地质情况和钻井工程设计

1.1 地质情况

沙罐坪气田在区域构造位置上属于四川盆地川东南中隆高陡构造区温泉井构造带，为温泉井背斜西南端断下盘的断鼻构造，其东北部与温泉井构造相接，西南部与檀木场构造相邻，东南部隔大方寺向斜与大天池构造带的义和场构造相望，东邻罗顶寨向斜。沙罐坪气田石炭系顶界为一多断层切割的短轴潜伏背斜，分大风岭和沙罐坪主体两个高点。沙罐坪的中、深部潜伏构造层，地质情况比较复杂，断层发育，特别是阳底构造层，从地震资料解释中，发现大大小小断层就有33条之多。沙罐坪构造西北翼和北端为断层封隔，构造内部及东翼被数条大小不等呈放射状分布的逆断层分块切割，形成东、北、西三面由断层封闭，东南翼物性极差或岩性尖灭［1-3］。

其邻井的Guan010井石炭系剩余动态储量为5.94×108m3，采出程度为48.26%。因此，其剩余储量的开采必须由新钻的Guan010-X1井实现，图1是新设计出Guan010-X1井的钻井轨迹示意图，从地震剖面上可以看出，目标地层的石炭系储层出现了断层，为了打开储层下盘，需新设计Guan010-X1井，从侧面进行水平钻遇。

图1 Guan010-X1井在地震剖面上的位置

从图2可以看出，要从侧面水平钻遇石炭系下盘储层，地层出现断层后，对地质分层的要求比较高，一旦地质分层出现错误，新设计的Guan010-X1井就无法水平钻遇石炭系下盘储层，地质目标在实钻过程中就可能脱离靶区，所以，在实钻过程中，需精确控制钻井轨迹，确定造斜点，分清地层层位，才能较好地钻遇石炭系下盘储层［4］。

图2 Guan010-X1与石炭系储层下盘位置关系

1.2 钻井工程靶区设计

井眼轨迹从石炭系储层顶界（入靶点A）斜穿储层到石炭系储层底界（出靶点B），然后进入石炭系下部非储层段完钻。设计石炭系厚度为90m，储层段厚40m，距石炭系层顶20m，下部非储层段真厚30m。入靶点A在断层附近，因断层影响，导致A点的垂深发生变化，钻井中应及时修正钻井轨迹，确保钻达目的靶区。

2 录井分层失误与正确层位的确定

2.1 录井分层失误经过

钻井队当钻至井深2 606m（层位嘉二段）下244.5mm套管至井深2 604.19m固井。钻至井深4 005.14m（现场上报层位为龙潭组）根据设计进行阶段电测，测井后发现井底层位已进入茅一段。

2.2 正确层位的确定

2.2.1 根据录井资料对Guan010-X1井进行正确分层

录井技术人员在现场对岩屑重新进行了鉴别，龙潭组地层有铝土质泥岩等标志性岩性，同时还发现有含硅质和碳质成分的非飞三～飞一段地层的岩性特征的岩性，除长兴组底界岩屑分层不清楚外，其余界线基本清楚。故重新对Guan010-X1井进行了地质分层（表1）。

表1 Guan010-X1井分层数据表

2.2.2 根据测井资料对Guan010-X1井进行地质分层

由于老井Guan010井在钻井过程中出现复杂情况，在钻过嘉陵江、飞仙关、长兴、龙潭、栖霞等地层，钻入石炭系后，由于地层压力系统的巨大变化，钻具黏卡在中下部裸眼井段中，加上石炭系地层出现又喷又漏现象，事故处理极其复杂，油田建设方采取用钻杆当作采油油管的方法，直接进行裸眼完钻，经过钻杆射孔施工，进行天然气开采；该井在嘉陵江地层以下，没能采集到常规测井资料。同Guan010井相邻近的完井是Guan20井，所以，用Guan20井与Guan010-X1井进行地层对比是较恰当的，对比的测井资料有自然伽玛、声波时差、补偿中子、岩性密度、井径井斜、深浅双侧向等测井项目，测井技术人员对该井及邻近几口井的测井资料进行了对比，确认测井曲线特征相似，同一地层中的测井曲线对应关系明显；并对Guan010-X1井与邻近Guan20井的各个地层厚度与深度也进行了对比。

总体上看，Guan010-X1井与邻井的嘉二3亚段、嘉二2亚段、嘉二1亚段3个地层的厚度和深度基本吻合，通过地层小层间的对比，深度相差在6m内，录井上的地质分层与测井分层的深度相接近，说明测井、录井对Guan010-X1井嘉二3亚段、嘉二2亚段、嘉二1亚段的地质分层比较准确［2］。

将Guan010-X1井与Guan20井的飞四井段、飞三～飞一井段、长兴组井段和龙潭组井段进行对比，可以发现Guan20井飞四的底界深度为3 091.7m，Guan010-X1飞四段的底界测井深度为3 088.0 m，说明飞四底界的地层提前3.7m结束；Guan20井飞一段的底界深度为3 703.2m，Guan010-X1井飞一底界深度为3 680.4m，说明飞一底界的地层提前22.8m结束；Guan20井长兴组的底界深度为3 841.0m，而Guan010-X1井长兴组的底界深度为3 778.9m，说明长兴组的底界深度提前62.1m结束；Guan20井龙潭组的底界深度为3 900.9 m，而Guan010-X1井龙潭组的底界深度为3 822.6m，说明龙潭级的底界深度提前78.3m结束。总体上，Guan010-X1井飞四至龙潭组的地层底界深度有逐渐变浅的趋势，说明下部地层在实钻过程中将会提前来到，目标储层石炭系将会在实钻过程中比设计深度提前近80m出现。通过测井分层分析，由于目标储层的提前到来，极易导致地质分层的失误；如果不是有经验的地质工程师，通过石炭系上部地层的分层对比，特别是从飞四地层到龙潭组地层之间的仔细对比，就易导致对目标储层上部地层的分层失误，误认为目标储层石炭系还需钻80多米，才能出现。所以，经与临近井地层的测井资料对比分析，较好地表明了目标储层石炭系的上部地层加剧变浅，出现地层变化的异常情况，也是导致地质分层失误的重要原因［5］。

3 录井分层失误的原因和吸取的教训

3.1 录井分层失误的原因

3.1.1 预测深度与实钻深度存在较大的误差，失去了地震资料对地质分层的指导意义

沙罐坪气田是1980年开始钻探工作，先后完钻29口井，邻近的测井、地质录井等资料比较完善，加上对沙罐田构造从事过三维地震勘探，Guan010-X1井飞四段以上的地层，地震资料与实钻地层深度相符，录井实钻时的地质分层在嘉二3亚段、嘉二2亚段、嘉二1亚段、嘉一段、飞四段地层的底界深度与测井及地震资料的深度基本上是一致的，如录井飞四段的底界深度为3 082.0m，测井为3 088.0m，地震设计深度为3 083.0m，三者比较吻合，这给现场技术人员对飞四段下部地层的划分带来了误导，认为飞三～飞一段的底界深度与设计的误差应该不大；但飞四段以下的长兴组、龙潭组、茅口组、梁山组和石碳系地层在物探资料上反映出与实钻地层存在较大的误差。

3.1.2 现场技术人员经验欠缺，岩性鉴别不够细致

岩性鉴别时发现有深色含硅质和碳质成分的岩性，对这些非飞三～飞一段地层的岩性特征未引起对地层的怀疑，以致误将这些龙潭组底部的岩屑当成了飞三～飞一段底部的岩屑。由于对飞仙关组、长兴组、龙潭组等地层的岩屑鉴别不够细致，录井技术人员未能发现龙潭组地层中出现的铝土质泥岩这一标志性岩性。图3圆圈中岩屑色彩为黑色，颜色最深的部分。

图3 飞仙关组、长兴组、龙潭组等地层岩石外观色彩的变化

3.2 吸取的教训

3.2.1 地质录井工程师过多地依赖于地质设计中的地层深度设计

经过电测资料、岩屑查对，地层岩性、电性的组合特征清楚，测井曲线的组合形态和地质录井的对比性较好，只是因断层、地层产状、钻井轨迹等不同而在厚度上有一定的差异。岩屑分层除长兴组底界分层难度较大外，其余各地层界线基本清楚。现场的地质工程师过多依赖地震资料的地质设计，导致当地震资料预测出的地层深度与实钻地层深度有较大差别时出现地层分层失误。

3.2.2 生产管理工作不到位，失去了多次纠正错误的机会

Guan010-X1井下完244.5mm的套管后，有关部门曾两次派人上井进行安全检查和录井设备维修，但未对现场录井资料、砂样进行核查。当钻达3 940.0m时，有关部门曾派专人上井核查岩屑分层情况，但进行岩性鉴定、地层对比不够深入，未及时发现地层异常。

3.2.3 录井技术管理水平有待提高，加强对复杂地层的处理能力

Guan010-X1井位于四川盆地川东南中隆高陡构造区的沙罐坪气田上，为温泉北井背斜西南端断下盘的断鼻构造，东邻罗顶寨向斜，是一口典型的三高气井，地质情况比较复杂，断层发育。特别是阳底构造层，三维地震资料反映出大大小小的断层就有33条之多。该井又靠近大巴山前缘，处于多组构造组系的交汇地带，构造应力的作用是多方向、多层次的，断层的走向不一致，这种井应安排综合录井队去施工，暴露出油公司的项目建设单位和相关管理部门对复杂地层钻井和高压气井的管理不规范。随着勘探开发工作量的增加，录井队伍扩张较快，熟练的录井工程师显得不够，有不少的大班小班录井人员走上了录井队长和关键的技术岗位，缺少相应的技术培训和技术等级的进级机制、管理办法和技术认定措施，导致一些新人员从事关键技术岗位后，显得对复杂地层的处理能力和区域性的地质构造认识能力也跟不上。

3.2.4 技术支撑难以全面掌握现场的地质情况，增加了后勤技术部门的管理难度

由于Guan010-X1井没有上综合录井仪，井位处于偏僻的山地带，又没有远程传输系统，不能对井场的岩屑进行实物照相上传基地，形成技术支撑，只能通过电话汇报，给后勤的技术支撑带来了一定的难度。

3.2.5 抓好地质录井技术管理工作，有助于加强钻井过程中的井下井控安全

Guan010-X1井在飞3到龙潭，茅口组地层分层出现失误后，及时地得到了校正，搞清了地层深度的真实情况，调整了钻井工程设计。本井在月钻井队钻入石碳系地层后，发生井漏，梁山组漏失泥浆701m3，石碳系地层漏失207 m3，在有关职能部门和领导的高度重视下，积极地进行了抢险工作，控制了井漏失返钻井工程事故，避免了井喷事故的发生。由于地层压力系统变化较大，钻井泥浆比重是按高压地层进行设计的，当从高压力系统突然钻遇低压力系统的地层后，在井筒底部的泥浆柱压力远大于地层压力，就可能导致钻具遇卡，同时把低压力系统的地层压破压漏，若低压力系统地层是储层时，天然气就会通过压裂地层流入井筒中，产生又漏又喷现象，所以，地质分层工作与钻井工程事故和井控管理工作相关联，加强录井技术的管理工作，需把地质录井分层和钻井工程预报联系在一起，作为井下井控安全的一项重要技术措施。

4 加强录井技术管理，保障安全生产

为了提高录井质量，取全取准各项地质资料，及时发现油、气、水、漏显示，做好地质、工程预报，真正起到“钻井眼睛”的作用，避免各种录井质量事故的发生，应加强录井技术管理，保障安全生产。

1）录井技术人员应加强专业知识的学习和经验的积累，提高对复杂地质情况的认识和处理能力。录井中加强对地层横向变化的分析以及了解钻井工艺等因素对地层厚度的影响。对地层的岩性特征要充分认识和把握，仔细进行岩屑鉴别，确保分层准确可靠。

2）强化技术培训工作，提高地质技术水平。

3）保障录井信息的及时汇报和通讯的畅通。

4）加大技术支撑力度，强化技术管理职责，对现场资料进行阶段性的全面检查，避免走形式。

5）积极应用录井新技术，提高录井质量。

地质分层工作是加强井控技术管理中不可缺少的一部分，对未钻入地层的技术分析评价工作也是油气田勘探开发中的重要环节。

地质分层工作，不仅关系着地质工程师分析出地层岩性，找准地层层位，跟踪地质目标，还关系着实钻过程中钻井井眼轨迹的控制，关系着钻井工程能否钻遇目标靶区，同时，当裸眼井段钻遇高低压差别较大地层时，钻井过程中会生生井漏或井涌的现象，涉及井控安全，因此，地质分层工作在实钻井过程中具有重要意义。

［1］王允诚，孔金祥，李海军.气藏地质［M］.北京：石油工业出版社，2006.

［2］梁业勤.储层综合评价配套技术［M］.北京：石油工业出版社，1999.

［3］姚超.中国含油气构造样式［M］.北京：石油工业出版社，2004.

［4］袁士义.裂缝性油藏开发技术［M］.北京：石油工业出版社，2004.

［5］雍世和.测井资料综合解释与数字处理［M］.北京：石油工业出版社，1982.

In drilling process of well Guan010-X1，it is found that there is a big error between the geologic stratification and the forma⁃tion depth predicted by seismic data.The formation depth was accurately determined using wireline logging curves and the lithologic characters of the geologic mud-logging，the causes leading to the stratification failure of well Guan010-X1 are analyzed by comparing with the formation of a adjacent well，and the importance of geological stratification in the process of drilling is pointed out.

geology；stratification；logging；mud logging；seism；lithology

路萍

2016-06-30

熊永立（1966-），男，高级工程师，主要从事物探、测井和录井专业技术管理工作。