地质导向技术在水平井钻探中的应用研究2006.4.20 - 图文(6)

2019-03-29 14:04

设计A靶点海拔-1874米,井斜角89.4度。该井于井深1941米着陆,海拔-1865.7米,比设计高了近8米,着陆时井斜角为72.9度。钻至1970米,井斜角增大到设计井斜,导向监督发现岩屑粒度发生了较大变化,由含砾不等粒砂岩变为砂砾岩,判断钻头处于油层下部,于是增斜至92.5度,岩屑随井深增加逐渐变细,钻头处在油层上部(图12)。

2030m

2050m

1970m

2000m

图12 高104-5侧平11井岩屑图片

5、近距离邻井实钻井深或设计深度地质导向法

如果在正钻井周围30米范围内,有邻井实钻资料,则可以按实钻井相应层的海拔深度确定靶点。距实钻井的距离越近,井深越小,可信程度就越高。当钻头钻遇泥岩,利用现场资料无法准确判断钻头出层部位,附近又没有邻井参考时,应将着陆点海拔深度和同一部位油顶的设计海拔深度作比较,平移油层顶面,通过读取出层点的海拔深度,并与设计构造图给出的相应水平位移的海拔深度进行比较,就会得出下一步钻进的方向。但是因为有时地层与设计出入比较大,故这种方法一般只能用来参考。

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五、钻出油层后的地质导向方法

水平段导向成功与否,直接关系到该井产量,关系到水平井的效果,导向的基本要求是确保井身轨迹在好的油层内顺层钻进,总的原则是实钻井身轨迹尽量控制在目的层的顶面1.5米之内。这样,理论上可以延缓底水的上窜速度,最大限度的提高油层采收率。一般情况下,油层控制在1.5米范围之内,含底水的严格控制在1-1.5米范围之内,顶部含气的目的层按照设计要求控制,一般钻过气层,轨迹控制在油层内。但是,并不是所有的井都能象设计一样稳定,油层着陆后,按照设计井斜角钻进时,往往会出现钻头出层或其它异常情况,这就需要现场导向人员认真分析实钻资料,开展随钻地质研究,纠正井斜角,实现地质目的。

(一)钻头出层后的导向

1、LWD电阻率曲线对钻头位置的预判

LWD仪器共有8道曲线。随钻跟踪时一般应用2道电阻率曲线,一道探测半径是2.4米,称之为深探测曲线,另一道探测半径是1.1米,称之为浅探测曲线。由于两道曲线的探测半径不同,探测到的砂泥岩量不同,仪器周围的砂泥岩对其电阻率的贡献也相应不同,因而可以利用LWD曲线形态判断钻头在砂岩中位置。

钻头距离目的层大于2.4米时,深浅电阻率单元均探测不到目的层,全部表现为泥岩电阻率;钻头距离目的层1.1-2.4米之间,浅电阻率单元探测不到目的层,表现为泥岩电阻率值,深电阻率单元已经能探测到目的层,电阻率值逐渐抬升,介于砂岩和泥岩电阻率值之间;钻头距离目的层小与1.1米之间,深浅电阻率单元均能探测到目的层,深电阻率值进一步抬升,浅电阻率值从泥岩电阻率值逐渐抬升,但深浅电阻率单元都仍然能探测到泥岩,深浅电阻率值都介于砂泥岩的电阻率值之间,深电阻率值略高于浅电阻率值;钻头进入目的层,泥岩和目的层砂岩对深浅电阻率阻值的权重相同,各占一半。所以,深浅电阻率曲线交叉,交叉点的深度相当于目的层顶面深度,深浅电阻率值都介于砂泥岩的电阻率值之间;钻头进入目的层小于1.1米,深浅电阻率均能探测到目的层的上覆泥岩,深、浅电阻率值进一步抬升,深、浅电阻率值都介于砂泥岩的电阻率值之间,深电阻率阻值小于浅电阻率;钻头进入目的层1.1-2.4米之间,深电阻率值进一步抬升,但仍然能探测到上部泥岩,阻值仍然介于砂泥岩电阻率值之间;而此时浅电阻率探测的全部为砂岩,上部泥岩已经探测不到,阻值为砂岩电阻率值;钻头进入目的层大于2.4米之间,深浅电阻率探测的全部为砂岩电阻率,

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上部泥岩都探测不到,阻值均为砂岩电阻率值,深浅电阻率曲线重和。同样的道理,钻头从目的层进入下部泥岩时,LWD深浅电阻率曲线的变化正好和以上的情况相反(图13)。以上分析适合目的层厚度大于5米的情况,如果目的层薄,还应考虑目的层下伏围岩对电阻率的影响。

0 2 4 6 8 10Ωm 钻头距离目的层大于2.4米 1550 钻头距离目的层1.1-2.4米 钻头距离目的层小于1.1米 钻头切入目的层,泥岩和砂岩交叉点 1575 浅电阻率曲线 钻头进入目的层大于1.1米 深电阻率曲线 1600 米 图13 钻头相对位置和电阻率曲线关系示意图

钻头进入目的层 接近油层中部

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2、钻出油层时的LWD曲线特征分析

图14 柳北—平6井LWD曲线图

图15 高104-5平23井LWD曲线图

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当钻出油层时,钻具与地层的夹角决定了LWD曲线的深浅电阻率曲线形态。柳北- 平6井钻探目的层为ES33Ⅳ24,设计A点海拔-2782米,实钻油顶3138米,海拔-2778米,比设计高了4米,钻具与地层大角度相交,由于深层水平井钻时变化不明显,迟到时间长,所以进层后发现较晚,发现进层后便全力增斜,但是由于井斜角太小,于井深3158米钻穿油层(图14)。高104-5平23井设计井斜角91.8度,于井深2153米着陆,着陆井斜角为87.9度,为了使钻头更靠近油层顶部,井斜角调整到92.4度,和地层呈0.5度夹角往上追垂深。当钻至井深2250米时,井斜角92.3度,深电阻率缓慢下降,立即降斜至89.3度钻进,实测钻头于井深2260米出层,于井深2270米重新钻入目的层(图15)。通过实践,发现钻具与地层夹角较大,即将出层时,深浅曲线同步,变化较快,曲线陡变;而钻具与地层夹角较小,将要出层时,浅电阻率基本无变化,深电阻率缓慢下降,在出层的一刹那,浅电阻率有时出现异常高值,又称临界效应。

3、判断钻头钻出油层部位

钻头出层后,地质导向人员必须综合分析地质录井资料、LWD曲线等所有能够用到的参数,及时、准确地判断目的层的位置,尽快的将钻头导入目的层,进行二次着陆。

①较厚目的层的钻头出层位置比较容易判断,出层后钻遇的泥岩大多是目的层的上覆泥岩。这是因为着陆时的井斜角与地层倾角相差不大,若钻头从油层底部穿出,则会钻遇一段较长的油层段;若着陆后增斜太多,钻头易从油层顶部钻出。

②利用上部泥岩与下部泥岩的颜色区别判断钻头出层部位。假如设计目的层的上部泥岩是棕红色,而下部泥岩灰色,那么着陆以后一旦钻遇棕红色泥岩,钻头肯定是钻到了目的层的上覆泥岩,相反,如果钻遇灰色泥岩,则钻头钻到了油层的下伏泥岩。

③利用砂岩岩屑的粒度变化进行导向。设计目的层若是正韵律砂层,着陆以后,岩屑粒度越来越粗,之后如果钻遇泥岩,察看岩屑是粗粒砂岩变到泥岩还是由细粒砂岩变到泥岩,前者为从上部钻出油层,后者为从底部钻出油层。

④利用气测显示的变化进行判断。假如设计目的层是油气水同层,着陆时气测显示气层特征,气测值高,钻至油层中部气测值下降为中值,钻至底部含水层时,气测值很低,钻头出层位置可以通过气测值判断。

⑤利用LWD曲线的包络线形态进行判断。假如设计目的层是正韵律砂层,着陆

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