地质导向技术在水平井钻探中的应用研究2006.4.20 - 图文(7)

2019-03-29 14:04

后钻遇泥岩,可以利用LWD垂直深度电阻率曲线的包络线形态进行判断,如果曲线一直抬升,最后突然下降,钻头应该是钻到了目的层的下部泥岩。如果曲线经过抬升,最后又下降,形态较为对称,则说明钻头可能钻到了目的层的上部泥岩。

⑥利用特殊的LWD曲线(如含灰,泥岩隔层等)进行判断。在着陆的过程中,LWD电阻率曲线如果出现比较特殊的形态(如含灰砂岩的曲线尖峰),就可以把此当成一个参考标志,对钻头进行定位。如果LWD曲线重复出现偶数次特殊形态之后钻遇泥岩,钻头可能是钻入目的层的上部泥岩了。如果LWD曲线重复出现奇数次特殊形态之后钻遇泥岩,钻头应该是钻入目的层的下部泥岩。这种方法需要结合当时的井斜数据综合判断。

⑦利用特殊的LWD曲线深电阻率异常进行判断。高104-5区块Ng12砂层底部砾岩,可以使LWD电阻率曲线失真,测量满量程。利用这一特征,可以判断钻头位于油层底部。

综上所述,判断钻头出层部位的分析方法很多,但由于每口井的情况千差万别,必须针对单井特点,综合分析地质录井资料、LWD曲线等所有能够用到的参数,综合判断。资料分析的越全面,随钻地质研究开展的越及时,决策的成功率就越高。各种资料分析的结论可能不太一致,甚至有时自相矛盾,这时,必须按照各自的权重进行取舍,找出最合理、最具说服力的论据。

(二)钻头出油层后对实际地层倾角的估算

深埋地下的地层并不是非常稳定和平坦的,现场根据地质构造图和设计井斜角进行控制轨迹时,经常会出现钻头偏离油层最佳位置的情况。这就需要导向监督认真分析实钻资料,计算油层相关参数,制定下步施工措施。

钻头钻出油层后,经过综合分析判断,明确钻头与油层的相对位置,可以计算实际视地层倾角。可分为以下四种情况(图16):

① 钻头沿下倾油层底部穿出;②钻头沿上倾油层底部穿出; ③钻头沿下倾油层顶部挑出; ④钻头沿上倾油层顶部挑出。

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图16 几种钻头出层形式示意图

计算公式分别为:

公式①:α=ATN((H1-H2- h0) /(L1-L2)) 公式②:α=ATN((h0-(H1- H2))/(L1-L2))

α

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H1 H2 H1 h0 H2 α L2 L1 ① L2 h0 α L1 ② H1 H2 H1H2 α L2 L1 ③ L2 L1 ④ 公式③:α=ATN((H1- H2)/(L1-L2)) 公式④:α=ATN((H2- H1)/(L1-L2)) 其中,α:地层倾角

H1:着陆点海拔 H2:出层点海拔 h0:已知油层视垂厚度 L1:出层点水平位移 L2:着陆点水平位移

由于公式③、④不涉及油层垂厚度,所以较公式①、②更准确。但是,又由于参考点个性较强,上述计算出来的视地层倾角不一定代表油层实际情况,实际导向时仅作为重要参考。可以肯定的是,第一种和第二种情况,仅限于局部出层时计算;对于第三种和第四种情况,两个参考点距离越大,计算出来的角度值就越真实。

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(三)二次着陆

综合现场各种信息判断出钻头相对于油层的位置,并且计算出地层倾角后,下一步就是二次着陆工作。二次着陆的基本原则有三条:一要使钻头尽快地钻入油层,二要设计好每个单根的井斜角,实钻入油层后的井斜角适中,不至于刚进油层又重新出层,三是要工程上能够实现,并且以不影响钻井安全、将来的完井作业能够顺利为前提。

根据地层倾角随着水平位移的变化,动态地分析可能重新进入油层的水平位移和海拔深度,用圆柱螺线法计算单根造斜率,分析能否在较短的位移内追到油层和进行二次着陆的可行性。

六、地质导向过程中遇到的难点、问题、对策

(一)地质导向过程中遇到的难点和对策

1、地质录井

岩屑录井是发现油气显示最直接、最有效的方法,但水平井钻井通常采用“PDC钻头和螺杆钻具结构”新钻井工艺来提高钻井速度,PDC钻头破碎的岩屑细小,且岩

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屑在由井底返出井口的过程中,会再次受到钻具与井壁研磨,使得岩屑变得更加细碎,加上水平井岩屑通常以滚动或跳跃搬运,易形成岩屑床,通过提拉钻具,大排量冲洗破坏岩屑床,使得新旧岩屑一同返出,造成岩屑混杂,代表性差,影响准确定名,加上钻进过程中混入大量原油,致使岩屑显示无法识别。 对策1 改进振动筛和捞砂方法

水平井的岩屑由于钻具研磨而变得非常细小,振动筛筛布空隙大时会漏掉细岩屑,筛布空隙小会导致泥浆流失,因此需要改变振动筛的性能。现场实验表明,用高目大筛布高频振动筛,可以解决这个问题。

为捞取真实细小岩屑,应采用0.5m2大小的接砂盒,放于两台振动筛之间,在架空槽后振动筛前引进钻井液和岩屑(进口位置越低越好),定时加密捞砂。

对策2 合理清洗和烘晒砂样

在小水压下搅洗,不宜使用高压冲洗,尽可能地保存细小颗粒岩屑。砂样在烘晒过程中岩屑颗粒表面水分未干前不能搅动砂样,防止颗粒表面污染和相互粘结,给岩屑描述带来困难。

由于水平井自身的特点,在水平段和斜井段,岩屑的搬运方式比直井更加复杂,岩屑实际返出井口时间往往滞后于迟到时间,岩性定名极其困难,必须结合钻时和气测值综合考虑,充分利用放大镜,在镜下仔细观察岩屑状况,进行岩性定名和描述。

对策3 利用定量荧光录井技术

为确保钻井安全及工程需要,钻井液中加入原油、润滑剂、磺化沥青等有机物,这对岩屑特别对PDC钻头细碎岩屑污染严重,常规荧光无法准确识别油气显示。定量荧光分析仪通过分析钻井液添加剂、钻井液、岩屑的荧光特性,选择具代表性污染程度的钻井液及岩屑分析作背景,利用定量荧光分析仪具有测量差谱的功能,自动扣除背景值,显示岩屑定量荧光分析的真实图谱,从而判断地层的含油情况。该技术的最大优点是:颗粒状粗样和细粉末状岩样均可进行分析。水平井的岩屑一般较细,不需要挑样,对岩屑混合样进行逐包检测,及时发现真油气显示,并利用流体性质相同、油质相同,定量荧光谱图形状相同、荧光强度相同、荧光级别相同等特征,进行地质导向。

对策4 采用气测录井技术

气测录井是通过检测分析钻井液从井底返至井口所携带的气体组分进行录井的

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