地质导向技术在水平井钻探中的应用研究2006.4.20 - 图文(5)

2019-03-29 14:04

油田所有水平井。

高104-5平6井是部署在高尚堡油田高104-5区块Ng132油藏构造较高部位,目的层段相当于高113-6井的1916.6-1918.5米,设计A靶点海拔深度1872米,B靶点海拔深度1867米,水平段200米。本井于2136米着陆,海拔深度1872.1米,井斜角87.56度,伽玛值由100API降至52API,深电阻率由8Ω.m升至20Ω.m,浅电阻率由6Ω.m升至100Ω.m(图8)。现场人员根据设计构造形态增斜钻进至2183米,发现浅电阻率明显下降,深电阻率变化不明显,伽玛值由45API升至83API,判断钻头距离泥岩底面较近,于是降斜钻进至2195米,浅电阻率由10Ω.m升至70Ω.m,伽马值由83API降至46API,现场边稳斜边增斜,钻至2300米时,发现电阻率曲线下降,伽玛曲线上升,现场再次降斜钻进至2326米,电阻率曲线再次升高,伽玛曲线下降,然后稳斜钻进至2355米时,但电阻率下降明显,伽玛值升至85API,现场降斜至井底2410米。由于现场控制及时,本井在目的层成功钻遇油层228米。

图8 高104-5平6井LWD曲线图

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气测值 井号 全烃变化 甲烷变化 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 G63-P1 G63-P2 G63-P4 G63-P5 G63-P7 G63-P8 G63-P9 G63-P10 G63-P11 G104-5P3 G104-5P4 G104-5P12 G104-5P19 G104-5P20 G104-5P21 G104-5P22 G36-P4 N38-P1 N38-P2 G78-P10 G78-P20 M101-P5 M101-P6 M101-P7 M101-P8 M101-P9 M36-P1 M36-P2 1.803 5.970 1.698 0.183 0.700 0.240 0.230 4.900 0.800 0.476 0.113 0.827 0.507 3.510 0.303 5.263 1.191 1.656 63.100 22.120 47.690 1.188 3.297 1.720 1.258 0.258 0.332 0.131 0.005 0.302 0.019 0.030 49.010 14.908 37.260 1.168 3.154 1.648 1.076 0.000 0.614 0.000 0.009 0.097 0.026 0.003 0.000 0.012 0.000 0.001 0.002 0.000 0.006 0.018 0.055 0.000 0.004 0.011 0.001 0.060 0.001 0.170 0.00 0.020 0.155 0.294 0.162 0.003 0.005 0.193 0.008 0.338 0.066 0.072 0.000 0.007 0.000 0.001 0.002 0.006 0.012 0.033 0.061 0.000 0.005 0.019 0.001 0.107 0.001 0.354 0.00 0.021 0.342 0.018 0.031 0.001 0.005 0.017 0.005 1.205 0.092 0.052 0.000 0.020 0.000 0.000 0.007 0.005 0.040 0.134 0.180 0.000 0.003 0.018 0.001 0.106 0.001 0.484 0.00 0.054 0.322 0.023 0.042 0.00 0.003 0.00 0.015 1.328 0.177 0.092 42.900 0.520 28.284 0.860 表4 部分水平井油层气测显示表 36.600 2.937 3.881 3.155 1.801 3.513 0.399 8.421 4.174 4.816 0.060 0.120 0.013 0.001 0.157 0.002 0.001 0.134 0.465 0.332 0.632 2.330 0.878 0.521 0.398 0.428 0.212 0.203 0.307 0.325 35.562 1.454 3.669 0.038 0.976 0.067 0.038 0.838 1.144 1.135 2.240 46.893 4.309 12.29 14.497 12.04 2.237 3.561 11.168 2.878 0.510 0.019 0.048 0.009 0.011 0.065 0.001 0.113 0.012 0.022 0.125 1.400 0.234 0.076 0.163 0.408 0.060 0.434 1.022 0.340 12.711 14.817 3.358 3.210 0.536 0.405 0.639 1.052 5.613 0.326 0.434 48.900 8.760 12.371 14.678 12.496 2.594 12.249 20.452 10.837 2、气测组分比值法的地质导向原理及实例

通过对已钻部分水平井的气测显示进行分析,发现不同区块不同油质类型气测显示具有不同的特点。表4是部分水平井着陆前后气测显示变化统计表,从表中可以看出,在高63区块和庙101区块,由于气油比高,钻头钻开油气层后,气测显示非常明显,可以用全烃曲线指导水平井着陆。在气油比低的区块,由于混入钻井液的原油重烃含量高,几乎不含甲烷、乙烷等小分子气体,重烃组分所占比例极高,故呈现出混油后甲烷相对含量低、甲烷与全烃比很低,且全烃曲线变化不明显;而进入油层后,浅层(明化、馆陶)显示重烃值极低甚至为零,甲烷的绝对值、相对值都高,地层中

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可提供足够的甲烷气,使甲烷相对值升高,甲烷与全烃比值也提高。因此,现场工作中要充分利用全脱气分析值,通过计算烃湿度比、烃平衡比可以明显判断是否进入油层。其计算公式如下:

烃湿度比:Wh=(C2+C3+C4+C5)/(C1+C2+C3+C4+C5) 烃平衡比:Bh=(C1+C2)/(C3+C4+C5)

从公式可以看出,烃湿度比就是代表气体重组分的相对含量,烃平衡比代表组分中轻烃所占份额,在混油前提下,烃平衡比的大小正好反应了地层中流体的性质。从曲线上看,进入油层前,由于混油影响烃湿度比和烃平衡比两值接近,两曲线几乎重叠;进入油层后,烃平衡比值显著增加,烃湿度比值下降,两曲线分离。因此,在现场施工过程中,可以利用气体比值法进行地层分析和地质导向。在目的层薄、设计位移小,着陆点轨迹不易控制时,可运用该办法识别油层,尽早发现油层,指导定向,可以减少失误,明确下步施工措施。

高104-5平3井,钻至井深2150米,气测全烃变化幅度不大,但甲烷绝对值升高,气体比值图(图9)Bh骤升与Wh曲线相交,明显反映出油层已着陆。继续钻进LWD曲线测至此井深的电阻率由3Ω·m升至50Ω· m,自然伽马由130API降至70API。自2200米至2250米Wh、Bh曲线反向相交,说明该段地层含气量差,为过渡性岩性,随后LWD曲线自然伽马值由75API升至105API,电阻率由20Ω·m降至5Ω·m。根据这一实际情况,监督人员及时降斜钻进,电阻率随后明显抬升,升至18Ω·m,(图10-1,图10-2)有效的控制了井身轨迹。

图9 高104-5平3井气体比值图

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图10-1 高104-5平3LWD曲线图

3、“井身轨迹跟踪图”地质导向原理及实例

图10-2高104-5平3井录井图

在每口水平井的施工过程中,现场都绘制井深轨迹跟踪图。它以横坐标表示水平位移,纵坐标表示垂深(或海拔深度),选择适当的比例,建立直角坐标系。然后根据钻井设计数据,绘制设计井身轨迹图;再根据实钻测斜资料,描绘实钻井身轨迹图,并重点标注岩性、电性变化的深度,将设计轨迹与实钻轨迹进行分析对比,直观方便,为地质导向提供保证。

高63-平3井是部署在高63-1断块构造高部位上的一口水平井,目的层是NmⅡ9,相当于高63-12井的2068.8米-2098.6米油层。设计A靶点海拔深度为1758米,B靶点海拔深度为1755米,水平井段为150米。首先地质人员根据工程设计提供的垂深、水平位移等数据绘制了设计井身轨迹曲线,然后根据实钻数据逐点描绘实际井身轨迹。本井在1961米(垂深1766.7米,井斜角86度)探遇目的层(图11)。由于比设计油层低了2.0米,着陆时井斜角偏低,若增至地质设计提供的91度井斜角时,垂深会增加1.3米,加上地层上倾增加的0.7米,到C点时,预计距油层顶2米。根据这一情况和实钻轨迹曲线趋势以及设计油层形态,导向监督人员在2008米(即C点)决定增斜钻进,减少距油层顶面距离。通过计算和调整井眼轨迹,最后以91度井斜角稳斜到井底。在该井的地质导向措施的制定过程中,井身轨迹跟踪图起到了很大作用。

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2027米,井斜角增至95.36度 1961米(井斜角86度)探遇目的层 2008米,增斜钻进 钻至2066米,井斜角91度 图11 高63-平3井井身轨迹草图

4、岩屑粒度法地质导向原理及实例

冀东油田馆陶组地层属于辫状河沉积,单层多呈正旋回特点,上细下粗。由于水平井的井斜大,容易形成“砂桥”,井底岩屑总体反映不真实。根据Tomren等的研究,不同井斜角岩屑上返机理大不相同,大致可分为三种不同的流动区域,即:1、当井斜角小于30度时,只要钻井液上返速度合适,岩屑就可以被均匀输送,岩屑上返机理与普通直井相同;2、当井斜角为30-60度时,不合理的环空流速,可能造成环空中的岩屑时而沉积在井眼低边形成“岩屑沉积床”,时而又被破坏以段塞状向上输送;3、当井斜角大于60度时,岩屑受自身重力影响很大,环空中的岩屑瞬间即可沉积在下井壁形成岩屑沉积床,并能够保持稳定。岩屑沉积床的不断形成和破坏,导致不同时间破碎的岩屑在上返过程中混杂在一起,为岩屑的描述分层增加了很大的难度。

在小井眼开窗侧钻水平井的实践中地质人员发现,钻头所处油层位置基本上能够通过岩屑粒度变化反映出来。原因为:1、小井眼开窗侧钻水平井裸眼段短,形成岩屑沉积床的环境变小;2、钻头尺寸小,环空小,泥浆在裸眼段环空中的上返速度比大井眼的上返速度大很多,不容易形成岩屑沉积床。因此,小井眼开窗侧钻水平井的岩屑反映较好。在地质导向时,可以通过岩屑粒度粗细,判断钻头所处于油层的位置,指导施工。

高104-5侧平11井是部署在高104-5区块上的一口水平井,目的层是Ng12,

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