非常规水平井施工中地质导向技术的研究与应用

王盛帅

（大庆钻探工程公司地质录井二公司，吉林 松原 138000）

1 非常规水平井施工中的地质导向技术简介

1.1 多井资料对比

通过对已施工井资料详细的对比，确定施工区块垂向各层位分布情况、目的储层的发育状况，确定入层前对比的标志层；确定目的层底部层位岩屑发育情况，作为水平段跟踪调整的重要依据。

1.2 地层建模分析

根据邻井资料和构造图，形成地层建模，确定目的层深度，通过构造图预测从井口到A 靶点经过的特殊层位，如断层、隆起及褶皱等，结合地层建模分析，判断目的层倾角变化、水平段轨迹调整幅度。

1.3 临井对比预测

入靶前与导眼井、临井地层资料进行对比分析，确定资料井与待钻井储层井深变化趋势，对垂向地层进行逐层对比，是否符合构造变化趋势，考虑到断层等特殊构造的影响，分析轨迹剖面设计的符合度。

1.4 水平段轨迹跟踪调整原则

进入目的层后，通过地层建模和地层岩屑岩性变化分析，结合随钻导向仪器测井数据曲线和地震资料综合分析，提前预测目的储层构造厚度和方位的变化，通过导向仪器及时对水平段轨迹进行调整，保证目的层轨迹平滑和储存钻遇率，为油气开采提供支持。

2 地质录井技术在XT1井中的应用

2.1 XT1井构造简介

XT1 井位于大南凹陷，双一段底面Tg 反射层整体表现东高西低，被北西、北东向断层切割，形成各个断块，东部构造带较发育。

2.2 地质资料录取要求

2.2.1 岩屑录井

自二开至760m，每5m 取样1 包，见显示加密为每米取样1包；自760～1764m，每2m取样一包，见显示加密为每米取样1 包；自1764m 至井底，每1m 取样一包。根据现场地质需求随时加密取样。

岩屑样品每包岩屑数量不少于500g，供现场检验及挑样用。岩屑必须为自然风干或低温（小于80℃）烘干。保存样用布袋或牛皮纸包装。现场及时定名和描述，并绘制录井草图，初步建立岩性剖面，并完成初步的地层对比工作。

2.2.2 荧光录井

按照岩屑录井密度逐包进行湿照，干照、储集层段逐包滴照，见显示进行系列对比定级（井壁取芯逐颗进行；并保存好荧光滤纸）。

2.2.3 井深及迟到时间录井

迟到时间：自二开至井底每米记录一次井深及钻时。

井深1300m 以内，每钻进200m，实测一次迟到时间。1300m至井底，每钻进50m，实测一次迟到时间，根据实测迟到时间校正迟到深度。

2.3 综合录井项目

2.3.1 气测录井

（1）全烃，C1～C5、H2、CO2自二开至井底连续测量，每1m 记录一次，采用双FID 检测系统。气测异常要取气样试做点燃试验。

（2）测后效，钻开油气层后，每次起下钻，循环1～2周，进行后效测量。

2.3.2 钻井液录井

（1）自二开至1300m，每钻进20m 测量一次钻井液粘度、密度；自1300m 至井底，每10m 测量一次钻井液密度、粘度；及时校正综合录井曲线。

钻时加快或钻遇油气显示时，连续测量密度、粘度，每1～2循环周测一次全套性能并取样。

（2）循环观察，钻进过程中，若遇到钻时加快和明显油气显示，如泥浆槽面见油花、气泡、泥浆油气浸或卡取芯层位及特殊地质现象时，应决定停钻循环观察，并详细记录层位、井段、持续时间、泥浆性能前后变化及处理方法、结果等，并及时向地质监督汇报。

2.3.3 地化录井及热解色谱

（1）岩石热解录井：

储集层：自奢岭组1764m 开始，岩屑见显示，逐包现场分析岩石热解分析。岩芯每0.5m 做一个样（也包括无显示砂岩）。

生油岩：自奢岭组1764m开始岩屑及岩芯，见暗色泥岩、页岩或煤厚度大于2m的层每2m取一个样品，暗色泥岩、页岩或煤厚度单层小于2m 的取一个样品；进行SO、S1、S2、Tmax、TOC等分析，良好的生油岩可加密取样分析。

（2）热解气相色谱录井：自双一段3155m开始分析显示层、泥岩、页岩样品，岩屑厚度不足2m 做一个样，2m以上每2m做一个样；岩芯每0.5m做一个样（也包括无显示砂岩）。

（3）岩石解吸气录井：常规取芯井段，岩芯每0.5m分析一块。

2.3.4 含气量现场解析分析

演示解析气录井，常规取芯井段，岩芯每0.5m分析1块。

2.3.5 工程录井

自二开至井底连续测量井深、钻时、悬重、泵冲、转盘转数、扭矩、立管压力、套管压力、出入口密度、出入口温度、出入口电导率、出口流量、池体积及衍生出的相关参数。要求连续检测并随时提供处理成果，指导现场施工及油气层的解释及评价。

2.3.6 其它特殊录井要求

为了验证样品放置时间对分析值的影响，本井在双一段取芯段内取有代表性的5 个样品，放置72h 后，再次进行化验分析（项目包括岩石热解、热解气相色谱、核磁共振和岩石解吸气），以对比放置前后的分析值差异。

2.3.7 元素录井

常规取芯井段每0.5m 做一个样，重点井段加密，0.2m做一个样。

2.3.8 X衍射全岩及粘土矿物分析

常规取芯井段每0.5m 做一个样，重点井段加密，0.2m做一个样。

2.4 钻前分析

（1）水平段窗口A 靶点目的层深度预测。窗口设计在对应X27 井双一段69 号解释层垂深3118m，根据地震解释资料，在XT1 井A 点的垂直深度为3414m，由此推算出水平段终端A点海拔-3174m。

（2）水平段末端B 处目的层深度预测。终端设计参考XT1 井A 点，根据页岩油藏的含油特征及地震反射剖面，综合确定水平段终端处目的层B 点低于A 点151m，深度为3565m，由此推算出水平段终端B 点海拔-3325m。

（3）靶区设计。水平段窗口垂深为3414m，窗口垂深＝窗口海拔深度（3174m）+钻机补芯海拔（借鉴星27井的地面海拔，补芯海拔深度暂定为240m，实钻中需根据钻机实际机高进行调整）；水平段终端垂深为3565m，终端垂深=终端海拔深度（3325m）+钻机补芯海拔（240m）。本井目的层位于双一段，实钻初期应加强地层对比工作，做到实时跟踪，精细对比，逐层逼近，推算本井油层顶大致深度，及时调整方案，确保入窗角度，顺利入层。

2.5 A靶点入窗施工

本井上部地层与邻井进行对比，目的层顶垂深较设计深15～18m，考虑到经过断层，地层可能缺失15～20m，所以要求工程定向继续按剖面设计钻进。

钻至井深3699m，测斜点井深3673.08m，垂深3461.53m，井斜角77.87°，方位角307.10°，预测井底井斜角79.7°。经本井随钻曲线与导眼井对比，结合地震资料综合分析，目前已钻过断层，目的层垂深与设计基本一致，导向组决定以80°井斜角稳斜钻进探层。

钻至井深3751m，测斜点井深3730.71m，垂深3472.24m，井斜角79.8°，方位角310.10°，预测井底井斜角79.8°。经本井随钻曲线与导眼井对比，结合地震资料、新技术录井热解综合分析，判断已钻入目的层，导向组决定4个单根增斜至86°后稳斜。

A 点井深：3743m，井斜角：79.58°，方位角：310.69°，垂深：3474.44m，闭合距：421.29m，闭合方位：311.62°。

2.6 水平段轨迹调整

进入目的层后，要求工程定向将井斜角增至86°，然后稳斜钻进探底。

钻至井深3970m，测斜点井深3953m，垂深3492.37m，井斜角86.47°，方位角312.9°，预测井底井斜角86°。自井深3934m 伽马值骤降至72API，深电阻率值逐渐升高至24Ω·m，气测值明显下降，结合地震资料综合分析轨迹已接近目的层底部，导向组决定增斜至87°后稳斜钻进观察。

钻至井深4087m，测斜点井深4079m，垂深3499.11m，井斜角87.06°，方位角313.3°，预测井底井斜角87°。结合地震资料综合分析，判断前面地层倾角变陡，导向组研究决定一根0.4°降斜至82°稳斜钻进观察。

钻至井深4193m，测斜点井深4175.83m，垂深3507.32m，井斜角83.11°，方位角312.6°，预测井底井斜角82.5°。结合地震资料综合分析，导向组研究决定一根0.5°降斜至80°稳斜钻进观察。

钻至井深4310m，测斜点井深4291.97m，垂深3525.4m，井斜角79.89°，方位角312.9°，预测井底井斜角79.8°。结合地震资料综合分析，导向组研究决定一根0.4°增斜至82°稳斜钻进观察。

钻至井深4513m，测斜点井深4495.39m，垂深3554.86m，井斜角81.67°，方位角311.9°，预测井底井斜角82°。结合地震资料综合分析，判断前面地层倾角变缓，导向组研究决定一根0.5°增斜至83.5°稳斜钻进观察。

钻至井深4745m，测斜点井深4727.74m，垂深3581.96m，井斜角83.32°，方位角311.9°，预测井底井斜角83.5°。结合地震资料综合分析，导向组研究决定一根0.5°增斜至84.5°稳斜钻进观察。

钻至井深4813m，测斜点井深4795.58m，垂深3589.04m，井斜角84.06°，方位角311.9°，预测井底井斜角84.5°。结合地震资料、曲线特征拟合综合分析，目前钻遇目的层上部，导向组研究决定一根0.5°降斜至82°稳斜钻进观察。

钻至井深4920m，测斜点井深4902.12m，垂深3602.31m，井斜角82.49°，方位角311.9°，预测井底井斜角82°。结合地震资料综合分析，前方300m 后地层倾角变为90.9°，为了防止提前增斜导致顶部出层，导向组研究决定一根0.5°降斜至80°稳斜钻进向下吃地层。

钻至井深4982m，起钻更换钻头，下钻遇阻，开始处理复杂情况，由于井下情况太复杂，工程方决定只下MWD仪器，也就是无法控制井斜钻进，只能测斜。

钻至井深5211m时，通过X衍射结果显示，石英含量明显上升，粘土矿物含量下降，岩性变为深灰色粉砂质泥岩，同时轨迹钻至目的层底部，综合判断底部出层。

钻至井深5335m 时，MWD 仪器发生故障，无法测出井斜角，经协商继续钻进。

2023 年5 月2 日23:00，钻至井深5758m，接到地质监督通知，本井按当前井深完钻。

A 点井深3743m，B 点井深5758m。水平段总长2015m，甜点段长2015m，页岩段长1874m。页岩钻遇率：93%，甜点钻遇率：100%。

3 结论

（1）多井资料对比、地层建模分析、临井对比预测和水平段轨迹跟踪调整等地质导向技术可以为非常规水平井施工提供导向技术支撑。

（2）通过应用地质导向技术可以满足非常规水平井A 靶点的精准入层，有效保障目的层水平段储层的钻遇率。

（3）通过在XT1井应用地质导向技术，对目的层位的卡层和轨迹控制提供了实时分析与推断，实现了水平段总长2015m，甜点段长2015m，页岩段长1874m。页岩钻遇率：93%，甜点钻遇率：100%，达到了预期目的。