方法。钻井液中加入原油、润滑剂、磺化沥青等有机物对气测录井产生严重影响,但通过分析真假气测显示的不同特征可准确评价油气层。水平井钻井中加入大量原油,气测全烃曲线基线升高,掩盖了地层中的油气显示,全烃曲线也将失去连续测量地层油气显示的优势,同时重组分呈现高值,掩盖了油气层重组分显示。但钻井液中无论加入何种有机物在充分循环均匀后,组分中的甲烷、乙烷等轻组分将降低至基本消失。在水平钻进中,运用气体比值法,则可判断钻头进入油气层。
为提高气测录井地质导向的准确性,还可在气测仪上配套快速色谱仪,快速色谱分析周期为30s,测量的甲烷值可以看作一条近似的连续曲线,可替代全烃曲线,卡准油层的可靠性更强。通过快速色谱中3H曲线的变化,能够判断钻井中的偏差。当钻开油气层后,表现为3H曲线中的湿度比,平衡比和组分值发生明显变化,在同一油气层中钻进,3H曲线相对稳定。如果钻头偏出油气层,3H曲线也随之发生变化,且这一变化反映在仪器上仅滞后于钻头位置一个迟到时间,因此快速色谱能够较快发现井眼轨迹的偏移,更有利于钻井及时调整井眼轨迹。 2、地层变化
由于冀东油田地下情况复杂,实钻资料往往与设计存在一定的差别。若出入不大,现场可以及时采取措施进行调整;但若差别较大,就会给施工带来许多困难,直接影响井身轨迹的控制。如在地层提前5米以上,且着陆时井斜角偏小,会出现过分下凹的井身轨迹。若油层比设计深5米以上,会损失大量水平段,无法按设计保证油层段。
(1)油层提前情况
高104-5平2井是部署在高104-5区块构造高部位上的一口水平井,开发目的层是Ng132层,相当于高206-4井的1872-1883米砂层;设计A靶点海拔深度-1856米,B靶点海拔深度-1850米,水平位移200米。施工过程中,在斜深1990米,海拔深度-1849.6米,钻遇目的层,和相同位移构造海拔深度相比,比设计提前了8.4米。由于目的层提前较多,当时井斜角仅为79.63度,而设计地层倾斜角为91.7度,为减少进入油层的深度,现场决定加大增斜速度,钻至2038米,井斜增至90度。因此在井身轨迹曲线出现明显的凹弧(图17)。
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(2)油层滞后实例
图17 高104-5平2井实钻轨迹图
高63-平1井为开发NmⅡ6油层而设计的一口水平井,目的层相当于高63-12井的2014.5-2023.5米油层。设计A靶点海拔深度-1719米,水平位移404.5米,B靶点海拔深度-1717米,水平位移为558.0米,水平井段150米。钻至1955米(垂深1722米,井斜角85度,水平位移为394米),距离A靶点位移只差10.5米,才找到目的层, 此时油层海拔比设计低了3米。如果油层滞后深度增加,就会更加减少水平段(图18),虚线为设计油层位置。
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图18 高63-平1井实钻轨迹图 对策1 提高所钻水平井区块的三维地震资料质量,在开发欠成熟区块,先钻定向井以落实油层深度。
对策2 加强地层对比,进行随钻分析研究,与其它部门相关技术人员及时沟通,达成共识,制定导向措施。 3、断层变化
根据目前施工的实际情况来看,布署在断层附近的井,实钻资料与设计断层位置不准是影响井身轨迹控制的主要原因之一,直接影响油层着陆。
高29-平1是部署在高尚堡油田高29区块NgⅣ2油藏构造较高部位,开发的目的层是NgⅣ2油层,相当于高侧29井的2249.6-2253.9米油层。设计A靶点海拔深度为-2193米,B靶点为-2207米,水平段为150米。A靶点距高南2号断层南约50米,距高侧29井北约60米。然而本井钻至设计A靶点海拔深度-2193米时岩性泥岩,未见目的层。钻至2628米(海拔深度-2206.5米)时见目的层上部标志层玄武岩,此时比设计低了30米,2778米(海拔深度-2226.5米)时钻穿玄武岩。根据邻井钻穿玄武岩,在钻过1米多泥岩就会见目的层,但本井钻至2816米(海拔深度-2234米)时大部分为泥岩,只在斜深2797米(海拔深度-2230.5米)见0.5米砂岩。由于地层变化太大,决定填眼。通过各种资料分析,实钻数据和设计出入大的主要原因在于本井距离断层较近。
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对策 同上述因地层变化的对策 4、深层水平井施工难度大
(1)由于钻具和测井电缆伸缩量不同,造成系统深度误差增加,设计深度与实钻深度相差较大,水平井无法正常着陆。
(2)岩屑代表性差,由于岩屑在长井段上返过程中,岩屑受泥浆反复冲洗,在井筒中被反复研磨,使得岩屑非常细碎、代表性变差,无法准确确定岩性,岩性剖面质量差,上部地层往往只下MWD,因此地层对比非常困难。
(3)邻井资料相对较少,构造落实程度差,层位不稳定。先期在柳赞部署的三口井,层位变化大,效果不好。柳北-平5井实际目的层厚度与设计相差较大,实钻油层垂直厚度只有1.5米;柳北-平3井着陆深度与设计相差太多,垂直深度提前近50米着陆,经讨论现场认为,钻遇的油层应该不是目的层,如果是,需要从70度连续造斜至100多度,钻井工程无法实现,只能继续钻进探油层,最后钻遇花岗岩完钻。
(4)钻井风险大:机械钻速非常慢;地层压力系数不同,泥浆比重高易造成粘卡,高5-平2、高78-平15等几口井均发生了严重的卡钻事故;比重低,容易造成井涌等事故。另外由于摩阻太大,昂贵的LWD仪器落井的风险比浅层水平井要大得多。
(5)钻井周期长,油层污染程度相对增加。例如柳北-平6井钻井过程中气测、岩屑显示良好,LWD电阻率曲线为油层特征,但试油效果不好。 对策与建议
(1)设计着陆点50米范围内必须有已钻井控制,水平段轨迹多设靶点,靶点尽量有实钻井控制。
(2)水平段轨迹方向应沿着砂层走向设计,避免砂层的横向尖灭。
(3)在水平段控制过程中,井身轨迹尽量控制在油层顶部,这样在钻遇泥岩时,有明确的方向,避免判断失误。
(4)建议在设计深层水平井时,目的层最好是油层组。实钻证明,高59-平2、高78-平10、高78-平15、高78-平20等井生产效果非常好。
(二)地质导向过程中应注意的问题
1、要求定向工程师准确预测近钻头定向数据,及时控制好井身轨迹
高104-5平12井在钻至井深2195米时(垂深1760米),根据综合资料分析,油层提前,当时井斜角只有80度,因此,要求增斜钻进,考虑设计地层倾斜角为89度,
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要求定向人员井斜角增至90度。钻至2258米时,测点深度2248米,井斜角为91.6度,为减少井身轨迹与油层顶面的距离现场要求稳斜钻进,定向人员认为钻砂岩时自然降斜,转盘钻进,但是钻至2268米时,测得2258.53米井斜角为93.79度,于是开始降斜钻进,钻至2307米时,井斜角降至91度。但由于井斜角未能及时控制住,致使在2296米钻遇泥岩,现场决定降斜钻进,钻至2334米,井斜降至86.37度。地质导向人员经过综合分析各种地质信息,决定稳斜钻进,然而这次又没稳住,钻至2354米,井斜角降至81.35度。又反复调整井斜三次,最后90度稳斜到井底。由于现场定向工程师不能及时正确判断井下增斜、降斜趋势,不能满足现场施工的要求,使得井身轨迹剖面起伏较大,给测井、完井、采油施工带来困难(图19)。
图19 高104-5平12井实钻轨迹图
2、关于轨迹控制的认识问题
(1)关于具有过度岩性油层轨迹控制的问题
起初一些人认为将井身轨迹尽量控制在油层顶面,在过渡岩性中钻进最佳,可以延缓地水边水推进速度,提高采油周期。但实践证实此认识存在一定的偏差。
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