油气井地质导向钻井技术研究

陈雨微 刘先锋 马有得

我国石油剩余可采储量随着油气资源的日益消耗不断降低，不少油田已经进入“老龄化”生产甚至面临即将枯竭的局面，加之我国规模性整装油田数目相对稀缺，迫使我国一方面亟需打破石油开采技术瓶颈，另一方面对油气战略资源的需求更多地依赖于国外进口。油气井地质导向钻井技术的出现及发展应用则为解决我国低品质油气田开采提供了非常大的可能性，因其可以获得精准的油气藏地质参数，优化低品质油气田开发效果，降低开采难度而得以重视。被认为是当前国内外油气田开发领域的核心钻井技术之一。《油气勘查钻井地质工作方法》一书主要基于油气井地质导向钻井技术，阐述了钻前地质设计及相关准备工作，分析了综合录井在油气层评价方面的应用、油气层参数及相关测试工作。本书适用性广泛且具很强的实用性，能够对油气井地质导向钻井技术方面的研究提供非常好的理论参考，同时对油气井钻探作业工作者具有一定的技术参考。

地质导向钻井技术前身为导向钻井技术，其主要由钻头、近钻头测量短节、地质导向仪MWD和导向工具即井下动力钻机具构成。其特征在于将钻井、测井及油藏工程技术三者综合，进而获取近钻头地质参数、钻井参数及相关辅助参数等，也就是近钻头测量短节，随后利用无线电的方式传输信号至地质导向仪，再传输至地面系统，最终实时做出相关反馈决策。地质导向钻井技术的核心思路是通过一定手段将“几何导向”转变为实际操作过程中的“地质导向”，摒弃了传统钻探作业中的“几何靶”，实现了现代化作业的“移动靶”。这些优势使得地质导向钻可以在钻探过程中实时判断泥岩及井眼位置，有效地穿行地下油气层，大大优化了传统钻探施工作业效率，非常适用于薄油层或情况复杂的油气层。

地质导向钻井技术随着钻井技术、测量仪器及钻探装备的不断更新完善而日趋成熟。目前国内外主要以Schlumberger公司的IDEAL系统为代表，较成熟的地质导向工具有Geosteer、NaviGator及IMM，其导向工具具备实时弯曲、轨迹控制近钻头井斜、同步评价传感器测量及实时方位伽马电阻率测量等相关功能。胜利油田多次引用美国的FEWD系统，完成了复杂断块油藏区域130多口水平井钻探施工，成功解决了薄油层水平井的有效穿行率。

我国的地质导向钻井技术早已进入初步规模化应用阶段，结合其随钻随调及有效钻探的优势，使被广泛应用于水平井及定向钻方面，如薄油层井、大位移井、分支井及側钻等。近年来，中国石油探勘研究院经过一系列的技术攻关，成功研发了一套自主产权的带近钻头地质导向钻井CGDS-1系统，打破了我国受制于人的技术局面。但我国在地质导向钻井配套技术方面始终与国外存在较大差距，长期在地层定性分析及井眼轨迹方面停滞不前。数据测量方面较低的精确度，导致在随测随钻工作中存在较大阻力，同时自产设备不能提供较全的数据也使得在后续工作中存在诸多不确定性。地质导向测量参数的延时性不能实时指导钻探作业的进行，其仅能实现双曲线绘制，导致地层评价及井眼轨迹调整严重滞后。这也是导致后续钻进无法继续有效进行或出现较大偏差的主要原因。

综上内容均在《油气勘查钻井地质工作方法》一书得以详细论述，地质导向钻井技术是油气田开发过程中钻井施工的核心技术之一，尤其是闭环旋转自动导向钻井系统的应用，体现了国际油气田钻探领域的高新技术水准。我国在未来的地质导向钻井技术工作中应效仿国外诸多先进的钻井技术服务公司，尽可能地集中在旋转导向钻井系统研发方面。此外，在其他方面如无线随钻测量系统、地质评价仪及旋转地质导向工具方面等也需要进一步发展，最大化的提高地质导向钻井技术的综合性能。