综合录井技术在水平井中的应用

综合录井技术在水平井中的应用

转贴自：江汉石油管理局测井工程处

摘 要 如何利用综合录井技术在水平井中进行油气评价及地质导向服务，是综合录井技术的又一新课题。该文通过对综合录井技术在六口水平井应用的分析，总结了一套水平井录井施工工艺流程，摸索出了地质导向的方法和特殊条件下的地层压力检测手段。为

水平井的安全、高效录井提供了技术方法。

主题词 综合录井 水平井 地质导向 地层压力

前 言

水平井是沿油层走向形成进入油气层井眼的井斜角不低于86°的水平位移的特殊定向井, 它可有效地增加油气层的泄露面积，提高油气采收率，是增加产油量的有效手段之一。

随着钻井技术水平的不断提高和油田开采进入后期，水平井的应用越来越广泛。 综合录井在保证安全、高效钻井，地质导向方面发挥着独特作用，在海相勘探中特别是水平气井的开发中起到了无可替代的作用。江汉综合录井队共参与海相及非砂岩水平井录井六口，解释油层25层304.5米，气层8层435米，预报钻井工程及钻井液异常23次，

取得了较好的效果。

一、利用综合录井进行地质导向

水平井导向方法主要有几何导向和地质导向, 由于受控制井点少，储层厚度、物性变化大、构造形态变异等因素的影响，单凭几何导向难以达到预期地质目的, 因此对地质导向的研究显得至关重要。综合录井可以为石油天然气勘探开发提供全面、准确的第一性资料，能直接、快速反映地层含油气变化情况。因此利用综合录井资料指导水平钻进已成为地质

导向的重要手段之一。

王平1井是江汉局第一口水平井，也是我国第一口以盐间非砂岩为目的层的科学实验井。由于储集层较薄，上、下盐岩不易区分，井眼轨迹复杂。通过王平1井直井段录井，查阅了多口邻井资料，选取王云10-6井潜34--9、10韵律的岩心样品进行地化分析，针对

地质导向的问题得出如下规律：

①建立了潜34--10韵律盐间非砂岩岩性组合特征：由上至下依次为：黑褐色油页岩→

黄褐色油浸云质泥岩→褐灰、深灰、灰色油浸泥岩；

②钻遇盐间非砂岩时，钻时较大，气测异常值∑C、C1普遍大于基值的10倍，盐岩则

明显降低；

③地化特征亦明显，S2、Pg 值均有向下逐渐变小的趋势，表明向下含油性变差。

录井根据上述结论，在水平井钻进过程中成功地进行综合分析判断井眼轨迹，解决了钻遇“上、下盐岩”（即潜34--10、11韵律盐岩）时如何识别的问题。王平1井地质导向图见

图1

建平1井是我局第一口海相水平开发气井，设计水平段1000m ，钻井工艺复杂，在水平段钻进过程中，气测显示、钻时变化与气层的对应性非常好。本井通过综合录井地质导向，

在储层穿越、井眼轨迹的预控方面都起到了非常重要的作用。

1．导向原理及方法

（1）建立井眼轨迹坐标

将井眼方位视为理想方位（即方位不变或实际变化不大），建立座标，横座标表示水平位移（或闭合位移）投影，纵座标表示垂深（或海拔高程），选择适当的比例以便直观，这样就建立了一个表示垂面的座标。由于本井处于膝状背斜的一翼，且方位与轴面走向一致，因此该座标面实际是平行于轴线的一个直立面；然后将随钻测斜点投在其中，一条很

直观的井眼轨迹就形成了。

（2）将地质信息描绘在座标上。

a.根据随钻测斜点将岩性剖面深度校正为垂深放在纵座标旁。

b.结合本区构造情况将地层线勾绘在座标中。

c.将气测曲线、井漏数据等描在图上。标出气显示顶界线。

（3）实时提出调整意见。

a.井深3571.0——3581.0m （垂深3463.9——3466.4m ）岩屑中砂屑少见，以泥晶灰岩

为主，孔隙少见，建议进入对应段后造斜率增加，少穿越一点。

b.当进入井深4025.0m 时，结合轨迹图认识到井深3807.0—3943.0m 显示层最好，峰值持续，全烃0.01上升至0.08%，C1：0.01上升至0.07%，气上窜速度21m/min；井深3993.62m ，静止时间20h ，全烃0.01上升至0.19%，C1：0.01上升至0.10%，气上窜速度20m/min。此段相当于垂直段3458.5—3461.5m ，垂厚约3.0m ，建议在此段旋回穿越。后经证实此段是

本井最好储层段之一（建平1井目的层井眼轨迹导向图见图2 ）。

2．导向效果

（1）地质导向图一目了然，对钻井施工起到了很好的指导作用，工程可以根据实钻轨迹确定有效的技术措施，并对下部待钻井段轨迹计算出合理的轨迹控制参数，在现有的技

术条件下尽可能满足地质要求，为更多地穿越有效储层及井下安全提供了依据。

（2）确保水平段都在气显示层段中穿越，未超出气显示层段顶界。

（3）水平段地层及显示与垂直段有一定的对应性，提高了对井眼预控的可靠性。

（4）对该井良好的显示层段进行多次穿越，在工程技术条件许可的情况下井眼轨迹共形成了五个波形；在最好的显示层段3807～3943m 共穿越三次，使有效层暴露更多，利于提高产能。该井实钻水平段长1046.19m ，水平段共钻遇气层450.0m/8层，含气层170.0m/11层，总计显示层620.0m/19层，占水平段总长的59.3%，水平段之长创我国海相水平井之最。同时该水平井钻探成功，为建南气矿海相开发指明了方向，结束了仅靠探井开发的历史。

（5）该地区气产量最高的两口直井建35井、建15井日产气量分别为4.0×104m3、

1.5×104m3，据建南气田报告，建平1井经原钻机试气获日产气21.0×104m3，达到了理想

效果，这与有效储层穿越长有直接的关系。

总之，地质导向对储层的穿越、井眼轨迹的预控都起到了非常重要的作用。

二、钻井液气浸的检测

钻井液气浸是井涌、井喷的先兆，尽早发现气浸是防止井喷的关键。水平井由于钻穿油气层较多，气测显示值较大，往往易造成钻井液气浸，诱发井喷。现场识别气浸的方法

归纳起来有以下几种:

1.钻时突然加快。

2.悬重增加。

3.泵压下降。

4.钻井液密度下降和粘度上升。

5.槽面气泡增多。

6.气测烃类含量升高。

7.氯根含量增高。

8.硫化氢含量增高。

9.钻井液池体积增加。

气液主要而直接的显示是出口管钻井液返出量增大，钻井液池液面升高，起钻时钻井液灌入量少于应灌入量或灌不进钻井液, 停泵后钻具静止时、井筒钻井液外溢等。若钻进中发现钻速加快、放空、蹩跳钻、悬重变化、泵压变化、气测异常等气侵征兆时，应立即停钻循环观察或关井观察，根据情况判断是否发生气侵，因为钻速加快可能是所钻地层岩性发生变化，泵压下降可能是钻具刺漏或断落引起，悬重下降也可能是钻具断落的缘故。 王平1井于8月9日20：20钻至井深1646.34m 。起钻至井深1232.50m, 循环钻井液至23:00。8月10日下钻至井深1640.00m,4:30循环钻井液, 观察后效(总静止时间5.5小时) 。5:08槽面见油气显示, 气泡呈针孔状、直径1mm ，约占槽面40%,至5:44显示达到高峰, 气

泡呈针孔状、直径2mm ，约占槽面80%,至5:56显示明显减弱。

钻井液密度由1.33g/cm3降至1.10 g/cm3,粘度由245s 升至410s, 体积上涨 7.26 m3。7:30循环除气, 钻井液密度由1.10g/cm3升至1.32 g/cm3,粘度由410s 降至265s, 体积恢复正常。7：30至12：00，加重晶石30t, 钻井液密度由1.28g/cm3升至1.40 g/cm3,粘度由272s 升至320s 。气测异常显示：全烃由10.43%升至41.84%,甲烷由0.45%上升至3.14%,乙烷由0.17%升至1.15%,丙烷由0.22%升至1.29%,异丁烷由0.23%升至1.32%,正丁烷由0.29%升至1.62%,反吹峰由94mv 升至183mv 。该气浸是由于地层岩性为褐色油侵泥岩所致。

王平1井预告钻井液气浸15次，保证了钻井工程的顺利进行。

三、水平井的地层压力检测方法

水平井钻井经常采用螺杆钻进，dc 指数与Sigma 值进行地压检测误差较大，可采用关

井测压法（欠平衡条件下进行）定量计算地层压力。

式中 Gf ——地压梯度， MPa/100m ;

Md ——钻井液密度，g/cm3;

H ——井深，m;

P关 ——关井压力，Mpa 。

王平1井地层主要为膏盐岩地层，采用dc 指数法与Sigma 值进行地层压力检测误差较大，由于本井水平段主要采用欠平衡钻进，因此本井地层压力定量计算主要采用关井测压

法。

井深1550.00m ，层位：潜34油组（直井段）， 21:30起钻至井深820.50m, 发现溢流，至7月5日0:00,外溢量3.0m3, 流速1.2m3/h，钻井液入口密度1.29g/cm3，出口密度

1.28g/cm3，粘度76s 升至80s ，液面上涨16.5cm ，关井压力为0。说明此段地层压力梯度

略大于1.29MPa/100m，此次外溢主要是由于钻开潜10韵律后钻具上提抽吸所致。 井深1646.34m ，层位：潜34油组10韵律盐间非砂岩层（斜井段），循环处理钻井液，起钻完后，发现有轻微外溢现象，外溢量0.05m3, 溢速0.05m3/h，钻井液入口密度1.42g/cm3，

出口密度1.39g/cm3，说明该层地压梯度略大于1.42g/cm3，与测试结果吻合。 定向钻进至井深1856.59m ，层位：潜34油组盐间非砂岩层（斜井段），发现溢流, 钻井液入口密度1.55g/cm3，出口密度1.52g/cm3，关井观察, 套压为1.6Mpa, 地压梯度为:1.61

g/cm3。

四、认识与体会

通过六口以非砂岩储层为目的层的水平井的录井工作，摸索出了一套水平井录井施工方法：收集邻井资料，掌握区块地层特征，弄清目的层段储层特征、岩性组合特征，掌握本地层的油气显示规律，利用多信息迭加判别确定A 点；在钻井过程中，现场设计制作一张既直观又实用的地质导向图，根据实钻情况边对比边分析，及时提出调整意见；进入水

平段，根据气测显示及相关资料调整井眼轨迹。

地质导向技术是建立在储层预测的基础上．通过对构造、地层及钻井资料的综合认识与计算，达到对水平井井眼轨迹进行实时监控的一项新技术。利用多信息迭加判别确定A 点、根据实际情况设计地质导向图等地质导向方法和原理避免了以往仅通过岩性组合、测井曲线等单一手段判别定位的局限性，解决了地质要求不直观、工程难掌握、井眼轨迹不易预控以及储层变化信息反馈差的问题，为水平井的顺利施工、储层的有效穿越提供了可

信的地质依据。

水平段采用PDC 钻头钻进，大大提高了机械钻速，节约了建井周期，但岩屑破碎严重，结构难识别。综合录井在地质导向及钻井液气浸检测方面发挥着独特作用，在海相勘探中

特别是水平气井的开发中起到了无可替代的作用。