水平井钻井的测井地质导向方法与技术研究

赵鹏

【摘 要】随钻地质导向技术通过结合测井、旋转导向及闭环控制系统等完成钻井施工，钻井中应用主要涉及随钻测井技术及地震技术两个方面。该项技术的基本原理是收集分析相关附近井资料信息，计算得出所需钻井参数，结合具体钻进过程中测井数据资料对比计算，确保最终钻进井眼轨迹的最佳走势。实际作业中，旋转导向是用来根据计算结果实时调节修正井眼轨迹的，也就是说随钻地质导向技术是基于实际油藏特性参数确定井眼轨迹的。

【关键词】水平井钻井;地质导向;应用

前言

水平井钻井过程中应用随钻地质导向可以保证钻井的顺利开展，录井的主要任务是通过随钻录井来得到地下储层的物性、岩性及电性和油气显示数据，从而实现水平井的轨迹的预测和导向。所谓轨迹预测就是钻进到水平井段之前的地层对比及预测技术，而导向则是进入到水平段后的地质导向和解释技术。通过预测可以使井眼轨迹准确地进入到目标地层，而导向可以使水平井段在油气储层中安全、可靠地行进，从而保证油气储层的钻遇率。

1水平井地质导向钻进方式简介

水平井地质导向，也就是在水平井钻井作业过程中，依据水平井施工涉及到的地质资料，来对水平井施工数据信息及井眼轨迹进行实时调整的监控测量手段。在进行水平井施工作业以前，需要对所钻井区域的地质资料、测井数据信息以及油藏特点等进行实地考察，结合详细的数据资料及钻井施工的要求来对水平井眼轨迹进行科学合理地设计，然后由施工作业人员来按着水平井钻井方案组织钻井作业。在地质导向钻井技术得到了推广和应用之后，有效地提高了水平井钻井作业效率和准确性，水平井地质导向是钻井施工过程当中采用了导向模型软件、随钻测井技术、定向钻井工具和测量技术等，综合录井地层岩性和显示情况，随时调整实际钻取的井眼轨迹，保证水平井的井眼轨迹沿着油层发育最有利的方向前进。

2地层对比和预测技术

对地下储层物性进行比较是进行地质预测的前提，地下储层比较、预测及划分为地质录井的关键技术，通过这些技术的应用可以准确地获取完钻层位、取芯层位，可以预测到水平井目的层的垂直深度。很多水平井钻井之前应该得到比较详细的邻近井地质资料，目标层深和实际钻深会有着较大的差别，在进入水平井段之前，井眼轨迹的井斜角度会超过70°，如果垂深相差1m，那么水平井的位移就会相差数十米、上百米，使水平井钻井质量无法得到保证，油气储层的钻遇率会显著减少。欠平衡钻井技术和PDC钻头的应用和井筒井斜角度等方面的原因，会造成钻屑更加细小，无法对岩性进行有效地识别，使油气的显示级别变小，再者由于地层构造产生的改变、岩相及沉积相改变等会使两口水平井地下储层数据难以进行对比，有的钻井区段可能没有标志层和标准层，会给地下储层随钻比较带来很大的难度。随着录井技术的不断提高，快速色谱分析和微钻技术给地下储层的比较和划分提供了保障，元素录井及岩屑伽马录井可以为物殊钻井在缺少标志层的情况下准确找到储层提供了可能。离子色谱分析录井、核磁共振录井可以为油气储集层的含水量、油性的定量检测进行技术保证。地下储层的比较应该选择相同断块、物源和沉积相类似的相邻油井，应该结合伽马能谱、标志层、元素特征等，先对大区段进行对比，然后再对小地层进行细致的比对。对比办法在合成记录标定地震数据资料的前提下，以掌握地下储层分布情况作为前提，采用LWD、正钻井录井等数据资料，与测井和录井资料进行比较，从而对目的层深度进行科学合理地预测。

3地质解释及导向技术

井眼进入到水平井段之后的油气钻遇率，是对水平井钻井质量是否满足钻井地质设计和工程设计的主要评价依据。国外所采用的远距离探测、随钻成像测井、核磁共振测井等多种随钻技术已经发展为水平井地质导向关键技术。当前，我国的水平井地质导向技术与国外有着较大的差距，比如，LWD技术及解释能力还达不到国外先进水平，主要依赖于LWD电性资料、随钻录井岩性和显示资料，再分析地震剖面，进一步修正油层模型，可以实现对水平井的精确导向，进一步提升油气储层钻遇率。地面的录井数据资料会受到井筒因素方面的影响，存在着一定的数据滞后性，可是数据资料会更为直观，可以减小解释结论存在多解的可能性，随钻测井不拥用该优势，中浅地层水平井迟到参数信息也要高于LWD数据资料的实时性，需要在对地下储层进行地质解释时，把两者进行有效的结合。一般情况下，地层岩性的改变可根据随钻电阻率曲线、元素录井、随钻伽马曲線等进行分析和判断，油气显示出现的改变可以利用电性改变、气测曲线等进行分析。当井筒进入到水平井段之后，钻遇到非目标地层岩性会存在如下多种情况：

（1）井眼轨迹偏离开设计轨迹，应该结合随钻测井资料来对地层倾角及井身轨迹情况，来分析钻头偏离方向和距离，然后实时纠正井身轨迹。

（2）目标地层沉积相产生改变主要是砂岩相变或尖灭而引起的，与后面存在的砂体相互间没有进行有效地连通。如果是前种情况应该及时进行完钻操作，后种情况需要结合井区数据资料及地震剖面来识别砂体相互间的距离，从而决定是否继续钻井。

（3）钻遇断层情况下，需要准确对此断层进行正确地解释，识别是否为正断层、逆断层，并分析出断层的断距，从而决定是否应用增斜措施，或者进行降斜操作。

（4）钻进过程中遇到泥岩夹层，可以保持钻井状态。只有做出科学、准确地数据解释，方可以正确地引导钻头在地层中的走向，对决定是否完钻提供技术支持。

结束语

为保障油气钻井施工安全高效进行，我国未来应尽可能加大随钻地质导向关键技术方面研究，尽快由滑动钻进向旋转钻进的转变，深入近钻头地质导向技术的研发，及时实现随钻导向技术中远距离储层边界探测手段的应用等。此外，还需大力创新随钻地质导向技术措施，以求随钻过程中测量、传输控制及地质导向三者的有机结合。

参考文献：

[1]李介安.水平井地质导向的难点及技术关键探讨[J].化工管理，2018（9）：70.

[2]耿长喜，孙宝刚，赵杰，钱文博，孙宇达，姜道华.大庆油田水平井录井地质导向技术[J].大庆石油地质与开发，2014，33（5）：231-234.

（作者单位：中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院）