水平井地质导向技术在涪陵页岩气田的应用

涪陵焦石坝页岩气田属于国家级页岩气开发示范区,所有的页岩气开发井都需要钴水平井,目前的国内外地质导向钻井技术和装备用费高,对于页岩气这一特殊的资源开发成本存在较大压力,通过认真研究涪陵工区水平井的地质导向方法,以沉积学、油气地质学、测井地质学、地震地质学等理论和方法为指导,以涪陵工区内二维、三维地震资料、现场测录井资料、钻井资料为基础,研究主要目地层的电性特征,开展各井地层划分、标志层确定、地层倾角变化研究,实时指导钻井井眼轨迹,使水平轨迹穿行在优质页岩气气层段,增加单并产能。     

提高涪陵页岩气田水平井优质储层穿透率方法浅析

针对涪陵页岩气田地质构造复杂,页岩气水平井井眼轨迹控制要求较高,水平段稳定在优质储层中穿行难度较大的问题。提出了对不同地层变化类型采用不同导向手段的方法,给出了控制井眼轨迹变化的经验公式。通过该地质导向方法在涪陵页岩气田水平井现场应用,页岩气水平井水平段在优质储层中的穿行率达到80%以上,表明运用该地质导向方法可以保证水平段基本稳定在优质储层中穿行。     

涪陵中深层页岩气水平井快速地质导向方法

针对涪陵页岩气田平桥、江东区块中深层页岩气层埋深增加、地层产状变陡、断裂发育、部分标志层缺失等地质难点,建立了适合工区的地质导向工作流程和精细地层对比,靶点确定、水平段轨迹控制方法,引入了近钻头随钻伽马测量等工具,并借助SGA-850页岩气水平井地质导向工具软件快速成图实现涪陵中深层复杂构造条件下的页岩气水平井快速地质导向,在涪陵页岩气田14口井应用试验表明地质导向效果良好。     

页岩气地质工程一体化导向钻井技术

为最大限度地挖掘页岩储层潜力,提高水平井勘探开发效果,研究应用了页岩气地质工程一体化导向钻井技术,包括:在深化页岩储层认识和准确预测"甜点"的基础上,建立了精细三维地质模型;根据三维地质模型提取的地层参数进行井眼轨道优化设计;采用储层预测技术,落实目的层微构造变化,从而为水平段井眼轨迹预测提供地质依据;采用地质目标跟踪及轨迹调整技术,准确预测井底钻头位置,估算真实地层倾角并实时修正地质模型,确保井眼在储层中合理位置延伸。地质工程一体化技术在四川盆地NH2-4井进行了应用,确定水平段位置距优质页岩底界35.00 m,校正真实地层倾角为6.48°,实时修正地质模型并调整井眼轨道设计参数,实现优质储层钻遇率94.5%。研究结果表明,页岩气地质工程一体化导向钻井技术,为页岩气开发提供了实用可行的集成技术。      

页岩气水平井地质导向钻井技术及其应用

随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,页岩气这一新兴非常规天然气能源已成为世界能源研究的热点之一。由于页岩气储层呈渗透率极低的物性特征,结合美国页岩气开发成功经验,可知提高页岩气产量的关键之一是采用水平井技术。但是由于页岩储层多变存在不确定性,因此采用地质导向钻井技术可有效地识别储层实时优化钻井轨迹,指导水平井井眼轨迹在优质储层中穿行,提高钻井效率,实现增产目标。页岩气水平井地质导向钻井技术在四川长宁-威远地区的应用中取得了良好的应用效果,实现了95%以上的储层钻遇率,能较好地满足页岩气低成本开发需求。     

涪陵页岩气田钻井关键技术

涪陵地区地质条件复杂,导致钻井机械钻速及钻井周期差别大、井下复杂情况时有发生。为了实现优质快速钻井,中国石化发展了适合涪陵页岩气田地质特点的系列钻井关键技术,通过攻关研究与现场实践,先后形成了涪陵页岩气钻井工程优化设计技术、浅层直井段快速钻井技术、二开定向井段快速钻井技术、丛式水平井三维井眼轨迹控制技术、适应于涪陵页岩地层长水平段钻进的油基钻井液技术、页岩气储层长水平段油基钻井液水平井固井技术、复杂山地条件"井工厂"钻井技术等,基本形成了适用于涪陵页岩气田的钻井工程技术体系。与此同时,在钻井中又出现一些新问题,为此提出了涪陵页岩气田钻井技术的发展建议,以期为国内类似页岩气区块的钻井提速降本提供借鉴。      

页岩气水平井储集层追踪和评价关键技术

湖南保靖页岩气区块地质构造复杂、岩石致密、断层和褶皱发育、地层倾角变化大、下志留统龙马溪组地层分布广泛、有机质含量高但优质页岩层薄,水平井钻井存在水平段长、纵向靶窗范围小、埋深不确定、标志层不明显、可钻性差等困难,给井眼轨迹控制和地质导向钻井带来挑战,实钻中井眼轨迹存在脱靶和出层风险。针对上述难点,基于地震解释、邻井地层评价等资料,水平井段采用先进的旋转导向钻井系统,推广应用"钻前地质建模、随钻测量/测井、钻后综合评价"三大关键技术,即:钻前根据储集层特征,制定高自然伽马结合高气测全烃值引导钻头向前钻进的地质导向方案;钻井过程中利用随钻成像测井拾取地层倾角,结合录井岩屑和气测显示,对比地层,分析钻头和地层的切割关系,实现井眼轨迹精细化控制和储集层精准追踪、识别;钻后综合解释、全面评价划分有效页岩气储集层。完钻后统计储集层钻遇率100%,机械钻速7.36～8.88 m/h,达到了优快钻井目的,实现了页岩气勘探高效、低成本开发。     

页岩气水平井钻井的随钻地质导向方法

四川盆地川南地区页岩气开发的主力目标层位为厚约6 m的下志留统龙马溪组海相页岩,具有靶窗较小、构造复杂、地层倾角变化大等特点,实钻井眼轨迹存在脱靶和出层的风险。为此,以该盆地威远区块页岩气水平井为例,通过分析该区水平井地质导向过程中出现的技术难点及其原因,从入靶导向和水平段地质导向等关键环节入手寻找出解决上述难点的办法:1应用随钻自然伽马依次测量地层剖面上的高伽马页岩标志层,配合地质录井确定轨迹精确入靶点,保证井眼轨道按设计井斜角姿势入靶,避免了提前入靶和推迟入靶;2应用随钻自然伽马测量优质页岩储层低值层段特征,配合地震深度剖面判断地层大致视倾角以及微构造的发育情况,实现实钻轨迹在钻进箱体中位置的正确确认,确保了储层的钻遇率。2年的现场应用效果表明,该区块已完钻27口水平井,平均深度为5 043 m,平均水平段长度为1 428.96 m,优质页岩箱体钻遇率达95.75%。结论认为,优质页岩箱体地质导向方法配合地质、三维地震、气测全烃含量等多种方式,可实现箱体的准确着陆及水平段的精准穿行。     

昭通页岩气示范区复杂地质条件下的地质导向技术

昭通页岩气示范区龙马溪组优质页岩储层存在埋藏深、构造复杂、地层倾角变化大、箱体厚度薄等地质特征,在页岩气水平井钻进地质导向时,往往出现井眼垮塌、井漏等复杂情况,井眼轨迹控制难度大,针对该区复杂的地质与工程难题,综合运用地震、地质、测井、录井、钻井等专业知识,开展了地层电性特征分析、现场实时地层视倾角计算、井震结合地质复杂预测(波阻抗反演、缝洞体预测、蚂蚁体跟踪)、钻前地质模型优化等方面的探索,逐步总结出适用于昭通区块复杂地质条件下的地质导向技术,可以最大限度实现地质目标和钻井工程双丰收。应用实例表明,该方法提高了有效储层钻遇率,降低了工程复杂,缩短了钻完井周期。     

井眼轨迹与钻遇地层关系的随钻测井解释研究

在以水平井为主要开发手段的油藏中,为了提高水平井段有效储层的钻遇率,就必须搞清楚井眼轨迹在地层中的走向及其空间产状,必须根据测井资料对井眼轨迹与钻遇地层的接触关系进行精细解释与分析。本文以东方区块测有随钻测井资料的E3hb和E5h两口水平井为例,基于水平井随钻测井解释的方法原理,采用井眼轨迹、地层剖面和测井曲线综合成图技术对实钻的井眼轨迹与地层的各种接触关系与特点进行了精细解释与描述。应用表明,该技术可以及时监测井眼轨迹在导向标志层和目的层中的钻遇情况,有助于现场实施地质导向钻井。     

川东地区高陡复杂构造LWD跟踪有效储层的方法

随钻地质导向技术(LWD)是20世纪90年代发展起来的前沿技术,在高陡复杂构造上钻水平井,及时准确了解地层产状、识别储层特性,引导水平井的井眼轨迹沿着有效储层钻进是LWD数据解释的关键内容。为此,以四川盆地川东地区钻探石炭系的高陡构造为例,在对区域地质特征、构造背景和储层特征及分布规律的深入细致分析基础上,应用地震、录井、测井资料建立起了钻探目的层段的岩—电模型、钻前三维地质导向的井眼轨迹模型。实钻中,把钻前建立的目的层岩—电模型与随钻实时测量的自然伽马、电阻率信息进行对比,及时分析钻头所钻岩性在岩—电模型中的位置,判断井眼轨迹与地层相切关系,进而用电阻率信息分析储层特性来指导钻进井眼轨迹实时调整,确保水平井段有效储层的钻遇率。该导向模型的建立与数据解释的方法可供类似探区参考。     

三维井眼轨迹地质导向软件的开发与应用

为了避免丛式井、分支井、定向井(水平井)等复杂井在井眼轨迹设计过程中与其周边邻井井眼轨迹相碰,便于新井眼钻进过程中与设计井眼轨迹实时对比,指导实钻井眼轨迹在储集层内最优化穿行,通过利用井位坐标和井眼轨迹数据建立井眼轨迹三维空间分布模型,依据该模型原理设计开发三维井眼轨迹地质导向软件,实现了以正钻井井眼轨迹坐标为中心,自动绘制出正钻井实时井眼轨迹和设计井眼轨迹,由于同时可将该井周边的多口邻井井眼轨迹导入到该坐标系中,从而在设计上解决了多井眼之间防碰问题,在实际钻进过程中依据提供的井眼轨迹三维空间分布模型,可更好地展现地质导向的实时应用效果。该软件在Y 12-P水平井与LP 3丛式井的应用表明,三维井眼轨迹地质导向软件应用效果突出。     

涪陵焦石坝页岩气水平井高效钻井集成技术

针对涪陵页岩气勘探开发商业化需求,在涪陵地区地质特点和钻井难点总结分析的基础,通过前期 钻井提速降本技术分析评价,优选清水＋ＰＤＣ钻头复合钻井技术、低密度钻井技术、复杂井眼轨迹降摩减阻技术、 个性化定向ＰＤＣ钻头以及井眼剖面优化设计与井眼轨迹控制等技术,形成了适合于涪陵页岩气特点的水平井高效 钻井集成技术系列。钻井集成技术体系现场应用表明,通过技术优选、优化与集成,显著提高了机械钻速,缩短了 钻井周期,为涪陵页岩气田钻井提速降本提供了强有力技术支持。     

水平井地质导向难点及对策分析

昭通页岩气国家级示范区开发的主力目标层位为厚约5 m的下志留统龙马溪组海相页岩,具有靶窗较小、构造起伏大、微断层发育等特点,实钻井眼轨迹存在脱靶和出层的风险。通过分析该区水平井地质导向过程中出现的技术难点及其原因,从着陆入靶导向和水平段地质导向等关键环节入手寻找出解决上述难点的办法：①优化地质导向建模方案,消除传统建模理论在建立和修正模型过程中存在的3点不足,提高了导向模型预测着陆点的精准度,保证井眼轨迹平滑入靶,避免提前入靶或延迟入靶,造成井轨迹不平滑,呈“V”型或“阶梯”型;②采用地震预测技术,提前预测井眼轨迹偏移方向,应用元素录井+随钻伽马技术、蚂蚁体工程预警技术,准确判断钻出储层情况,解决了在水平段导向过程中钻头位置多解性、钻遇断层及挠曲等3类难题,确保钻头在水平段的精准穿行,并采用“抓大、舍小”策略调整井眼轨迹的思路,有效保障了水平段优质储层钻遇率和轨迹平滑。     

涪陵焦石坝三维工区高精度速度建场方法

页岩气层构造形态描述精度直接关系到水平井轨迹设计的准确性和可靠性。利用时间域地震资料描述深度域地下构造形态,关键是在工区建立高精度平均速度场。针对涪陵焦石坝三维工区地表及地下地震地质特点,提出并实现了基于表层模型的叠加速度CMP浮动基准面时间域到深度域的转换、模型迭代层速度计算、基于层位约束的两步法层速度误差趋势面构建、平均速度场随钻实时更新等方法,形成了一套适用于山地起伏地表的高精度三维速度建场技术。该套技术应用于焦石坝页岩气产建区,提高了变速成图精度、水平井井轨迹设计准确率、优质页岩气层钻遇率以及钻井效率,降低了钻井成本。     

地质导向钻井技术在春光油田车排子地区的应用

针对准噶尔盆地春光油田车排子地区的油藏特点,准确分析了该地区的施工难点,根据LWD井眼轨迹控制机理,2007年首次部署了8口水平井,并第1次利用带有双地质参数的地质导向钻井技术控制井眼轨迹,实现了井眼轨迹准确着陆和在油层中有效穿行的目的。通过8口水平井地质导向钻井技术实践,探索了一套利用地质导向技术控制井眼轨迹、寻找油层的开发模式,为后续油藏开发和钻井施工指明了方向。     

基于随钻测井的产层导向技术在水平井中的应用——以川中磨溪气田为例

随钻地质导向技术实现了以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹,达到了提高有效储层钻遇率的目的,对于高效开发复杂气藏具有重要意义。为此,简述了地震、测井联合反演和三维可视化建模在地质导向储层预测中的作用,然后结合四川盆地中部磨溪气田MM1水平井等多口井的产层导向钻进情况,总结出采用随钻测井(LWD)资料确定中靶点和钻头在目的层的位置,以及井眼轨迹、地层岩性剖面和随钻测井曲线综合成图与调整井眼轨迹等方法,并以此来指导磨溪气田三叠系嘉陵江组白云岩储层的地质导向钻井施工,明显提高了水平井目的层的钻遇率和地质导向钻井的成功率,效果良好,值得推广应用。     

江苏复杂断块地质导向钻井技术的应用

地质导向钻井是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井技术。江苏油田地质条件复杂，构造小、断层多、油层薄、渗透率低，仅采用几何导向钻井很难命中最佳地质目标。通过采用地质导向技术，取得了较好的水平井开发效果。重点介绍了江苏复杂断块3口水平井应用随钻地层电阻率、自然伽马测井来指导井眼轨迹的实时调整和控制，从而实现地质导向钻井技术的应用实例。     

川东南JA侧钻水平井地质导向技术

川东南焦石坝及其外围页岩地层地质导向钻井存在井震矛盾突出、岩屑代表性差、地质设计与实钻地层之间往往存在较大偏差等技术难点。针对上述技术难点,基于地震及邻井资料,建立了钻前地质导向模型,以预测可能钻遇的地层;在入靶前的地质导向阶段,根据随钻测井资料和录井资料,进行地层精细对比,并修正地质导向模型,调整靶点深度,确保水平井安全、高效着陆;在水平段地质导向阶段,充分利用随钻测井、气测、钻时、岩性等数据,准确判断钻头位置,并实时修正地质导向模型,以确保钻头始终处于目的层,形成了适用于该地区的页岩水平井地质导向钻井技术。该技术在焦石坝外围的JA侧钻水平井进行了应用,气层钻遇率达到100%,优质气层钻遇率85.5%,取得了良好的应用效果。现场应用表明,该页岩水平井地质导向钻井技术适用于川东南地区页岩水平井钻井,能够有效提高气层钻遇率,对国内类似页岩气区块地质导向钻井也有借鉴作用。      

基于地震数据体的水平井实时导向系统

传统的地质导向方法仅利用钻井过程中得到的实时地质数据,忽略了前期地震勘探中得到的地层信息。提出并实现了一种运行在Windows操作系统下的基于地震数据体的水平井实时导向系统。该系统在导向过程中同步采集、处理、传输井场的LWD/MWD数据,综合录井等随钻数据,同时将井眼轨迹、综合录井曲线、电测曲线实时投射到地震剖面上,实现实时钻井地震数据体模拟。这些叠加实时曲线的地震剖面给钻井人员提供钻头当前位置以及钻头周围空间的地层信息,为钻头钻探方向提供了决策参考。这种导向模式首次将地震数据的岩层地球物理信息用于水平井导向定位,弥补了地质导向的不足。该方法已在水平井开采中得到应用,有效地提高了钻井效率。