地质录井在水平井施工中的地质导向

水平井施工过程中如何确保准确命中靶点、顺利钻达目标层并实现水平段最佳钻进,是水平井成功钻探的关键。在阐述水平井施工中可能出现的A靶点硬着陆、井眼轨迹钻出油层、井眼轨迹钻遇低渗透层或泥岩透镜体、钻遇复杂断层4种情况的基础上,探讨了地质录井的钻前准备工作,分析了不同情况下相应的地质导向井眼轨迹控制与调整措施,认为钻前掌握井区地层地质以及油层产状情况、钻中强化实时监测与对比并及时做出方位、井斜调整决策,是地质录井确保水平井准确命中靶点、成功钻达目标层并实现水平段最佳钻进的关键。     

《地质导向钻井技术推广应用》通过验收

2007年8月13日,由江苏油田石油工程技术研究院、钻井处、地质科学研究院承担的中国石油化工股份有限公司新技术推广项目《地质导向钻井技术推广应用》在北京顺利通过验收。该项目结合江苏油田油藏地质特点,推广应用胜利石油管理局前期研究形成的地质导向钻井技术成果,开展了水平井适用区块筛选,水平井优化设计等技术的研究,从2006年初至2007年6月间在江苏油田永7平1井、永7平2井、马8平1井等3口水平井推广应用了地质导向钻井配套软件技术,基于地质导向钻井的井眼轨迹控制技术,现场实时数据资源共享和地质导向钻井多学科专家远程实时决策系统,地质导向水平井待钻井眼轨道校正设计和随钻解释技术,地质导向钻井工艺配套技术等地质导向钻井技术,形成了适合江苏油田复杂小断块油藏特点的成熟实用的地质导向钻井工艺配套技术。成功在3口水平井推广应用了地质导向钻井技术,大幅度提高水平井的油层钻遇率,永7平1井油层有效延伸率达85%,马8平1井油层有效延伸率达到88.24%,永7平2井油层有效延伸率达到93.49%,均达到或超过合同要求的85%以上,实现了水平井钻井无回填井段,3口水平井单井产量均达到常规井的2倍以上,应用效果良好。(张齐鸣)《地...     

夏92-H井复杂地层地质导向钻井技术

夏92-H井是环玛湖凹陷斜坡带上的一口预探水平井,该井所在区域构造复杂,横向油藏埋深变化大,各井差异性大,采用常规技术无法及时准确找到储层和确保井眼轨迹在储层中穿行,不利于提高探井水平井的油层钻遇率和油藏产能评价。通过建立钻前地质模型、实时解释随钻测井资料、及时进行地质导向、井眼轨迹描述与优化等,有效地确定了目的层顶界及着陆点深度,水平段油层钻遇率达到100%,取得了较好的地质导向和轨迹控制效果。     

薄油层多底井井眼轨迹中调整点的确定及应用

大庆油田州扶90-46区块多底井Z72-P54Z井的第四分支段最薄油层平均厚度地质预测只有1.0 m,给多底井钻井设计与施工带来很大的难度。找出薄油层中分支段最优调整点对于提高油层钻遇率及钻完井管柱安全下入至关重要。通过优化多目标数学模型确定了调整点的三维坐标,结合单圆弧模型即可得出既能满足施工要求又能保证钻遇率的最优井眼轨迹,可以最大限度地穿过薄油层靶区,又能减少主井眼下管柱时误入分支井眼的风险。通过现场验证该轨迹适合现场施工,保证了大庆油田多底水平井的顺利完钻,完成了分支段在厚度1.6 m的薄油层内成功钻进,形成了一套适合大庆油田的分支井钻井优化设计技术。     

超短半径侧钻分支水平井曙1-23-0370CH井设计与施工

曙1-23-0370CH井是辽河油田第1口超短半径侧钻分支水平井,设计、实施的主要目的是运用超短半径侧钻技术恢复老井产能,挖掘大凌河油层潜力.针对油层特点及采油要求对曙1-23-0370CH井井身结构和井眼轨迹、钻进参数、施工步骤等进行了优化设计,设计分支井眼轨迹狗腿度最大为18.62(°)/m,在5.7 m的轨迹长度内实现从开窗到水平钻进.现场严格按照设计要求施工,运用柔性钻具及喷射钻具组合实现造斜段和水平段钻进;运用筛管和喷射钻具同步下入技术实现了钻进和完井一次完成,最终顺利完成了钻探目的.曙1-23-0370CH井的成功设计、实施对超短半径分支侧钻水平井钻井技术在辽河油田的应用具有重要指导意义.     

电磁波电阻率(EWR)在井眼轨迹控制中的应用

简要介绍了电磁波电阻率(EWR)的结构和工作原理，分析了电磁波电阻率探测深度的影响因素，以两口井为例、介绍了EWR在水平井井眼轨迹控制中的应用情况。利用EWR的实时电阻率曲线可以较好地控制井眼轨迹沿油层最佳位置钻进，从而提高油层采收率和单井产量，而立它可以实现地层的实时评价，避免由于地层情况不明、设计出现误差而找不到油层、填井报废等事故的发生。     

塞平二水平井的井眼轨迹控制

塞平二井是长庆油田钻的一口中曲率水平井，是用中曲率水平井开发薄油层的一次尝试。由于目的层薄，地质情况不确定，使该井轨迹控制难度加大。本文简述了该井地质情况和井眼轨迹设计原理，讨论了在轨迹控制方面的难点及对策，针对进窗入靶控制和水平控制过程得出了几点初步认识。     

地质油藏随钻技术在渤海水平分支井钻进中的应用

将随钻测井技术与随钻综合录井技术结合形成的地质油藏随钻技术 ,能够更好地控制井眼轨迹 ,确保水平分支井井眼顺利钻入目的层并按设计要求穿行一定长度的地层 ,提高油井产能。在渤海海域水平分支井的钻进中 ,这一综合技术正在水平分支井的钻前准备、各井段钻进及地质导向等方面发挥着重要的作用 ,并已在秦皇岛 32 6、绥中 36 1等油田水平分支井的钻进中成功应用 ,使主井眼段和分支井段无一偏离目的层 ,使油层段电阻率及孔隙度均达到开发设计标准     

LWD技术在广64平4井的应用

水平井井眼轨迹的控制是水平井成功与否的关键,保证水平井的一次性入靶成功和水平井段的钻遇率,是水平井地质导向的关键技术。结合江汉油田油藏分布在非均质油层中,油层连续横向变化大、油层薄、断层多、单砂层分布面积小等地质特点,介绍了LWD在广64平4井的地质导向技术和井眼轨迹控制技术,为今后江汉油田推广应用LWD地质导向技术积累了宝贵的经验。     

新型地质导向技术在渤中25—1油田的应用

在水平分支井钻进过程中，地质导向技术是保证井眼顺利进入油层，并在油层中穿行一定距离的重要技术。结合渤海海域渤中25—1油田曲流河相沉积地层水平分支井开发实例，介绍了Powerdrive和GST等地质导向钻井工具，并进一步结合LWD／MWD和综合录井技术，探讨了复杂地层的地质导向技术，包括：依据近钻头电阻率、自然伽马判断钻头处的岩性；依据衰减电阻率和相位电阻率的差别判断钻头是否接近泥岩；利用顶密度和底密度的差别判断泥岩位置；利用顶底密度差别计算地层倾角；利用电阻率曲线的极化角现象识别地层界面；依据钻时和气体数据，结合岩屑、扭矩和D指数判断钻头处岩性；利用地层的韵律性，结合砂岩粒度变化判断井眼位于油层中的位置等。综合利用这些技术，可以在现场及时指导钻进方向，保证井眼轨迹尽可能多的位于油层中。从应用该技术钻进的7口水平井及水平分支井效果上看，钻遇油层率为95．3％，达到了非常理想的水平。导向工具的先进性、导向技术的全面性及技术人员的素质水平，是保障水平井导向最优化的前提条件。     

三维地质导向系统研发与应用

为了提高大斜度井和水平井钻井地质导向精度,解决二维地质导向技术在井斜方位角变化较大、储层非均质性变化严重、断层发育等复杂地质条件下的不足,研发了三维地质导向系统,实现了将不同来源类型的数据加载到包含地质构造和钻井轨迹的三维可视化模型中,通过综合分析判断钻头在储层中的位置及储层的构造特征,从而为实钻过程中井眼轨迹调整提供依据。目前三维地质导向系统已在渤海油田随钻导向中取得成功应用,有效地指导了该地区大斜度井和水平井井眼轨迹调整及地质油藏决策,提高了油气田开发的经济效益。     

水平井录井技术在华北油田的应用

在水平井钻进过程中,地质导向技术是保证井眼顺利着陆,并在油层中水平穿行一定距离的关键技术.针对华北油田水平井施工的技术特点,探讨了利用区域、邻井资料以及钻时、气测、岩屑等实时录井资料,结合MWD/LWD参数,较为精确地预测着陆点深度、地层倾角等目的层参数,以及判断钻头着陆和钻头在油层中位置的方法,在现场及时指导钻进方向,实现油层准确着陆、保障井眼轨迹尽可能多地位于油层中.在现场实践中效果显著,对今后的水平井施工具有重要的指导意义.     

大斜度导眼在冷41-平1水平井中的设计与应用

在采用冷41-平1水平井技术开发冷41块厚层-块状底水超稠油油藏过程中,针对油层底水能量大,锥进严重,且深度不确定等问题,提出在水平井施工过程中用大斜度导眼钻穿入靶点前方油层及底水,从而确定油水界面深度,确保水平段在油层中钻进,对冷41-平1水平井从地质情况、导眼设计、实施情况等方面对大斜度导眼进行了简要介绍,通过大斜度导眼的实施,缩短了钻井进尺,保证了水平井的实施效果。     

薄互层反演技术在水平井设计中的应用

介绍了一种在薄互层条件下，以地震解释的层位为控制，以测井曲线为出发点进行外推内插，形成初始波阻抗模型，通过对初始模型的不断更新，使得模型的合成记录最佳逼近实际地震记录。该方法把地震和测井有机地联合起来，突破了传统意义上的地震资料分辨率的限制，大大提高了薄层的识别能力。反演结果能明显反映出主力油层葡12、葡13层的横向变化，为成功完钻大庆第一口阶梯状水平井提供了有利技术保证。该技术用于肇州油田州603区块州62-平61水平井设计和轨迹调整中。最终州62-平61井钻遇水平段614m，葡12层水平钻进280m，向下调整钻遇葡13层，水平钻进334m，该水平井砂岩钻遇率74．4％，初期平均日产油30t以上，取得了显著经济效益。     

低油水比水包油钻井液体系的研制及应用

磨溪气田嘉二段气藏具有典型的“高压、高渗、高含硫”特点，以往所钻的直井及水平井在Φ152.4 mm小井眼井段使用聚磺钻井液密度一般为2.30～2.50 g/cm³，几乎每口井都出现多次滤饼粘附卡钻；另外该井段富含石膏及夹薄层岩盐对钻井液污染严重，流变性不好控制，钻井中常出现高泵压等问题。针对以上难题，从分析高密度条件下的粘卡原因及出现高泵压的流变性失控原因入手，研制了一种超高密度低油水比水包油钻井液体系，室内进行了产层岩样密封能力、滤饼表面油润湿性、抗膏盐污染等方面的评价，现场应用于磨005-H8井水平段钻井中取得了良好效果。表明该配方体系能较好地满足磨溪气田所钻井的需要，大幅度地降低了钻井扭矩和起下钻摩阻，能有效防止粘附卡钻和高泵压问题，具有高密度条件下流变性易控制、抗膏盐污染能力强、对泵橡胶件损害小、安全经济等优点。     

地质导向技术在蒙平1井的应用

蒙古林砂岩油藏地层薄,水平井钻井难度大.为了保证蒙平1井最大限度在目标层中钻进,应用了水平井地质导向技术.该技术在油藏精细描述的基础上,建立构造、储层特征的地质模型,并根据邻井的测井资料,对随钻测井(LWD)曲线及可能钻遇的地层岩性进行预测.在蒙平1井钻井过程中,根据LWD测井曲线,进行实时验证构造和储层信息,不断修正地质模型,及时调整靶点,保证了水平段最大限度在2～3 m厚的薄砂层中穿越,钻遇油层203.1 m,钻遇率达到了66.55%,取得较好的效果.通过蒙平1井的成功钻探,证明了水平井地质导向技术是提高水平井效益的有效手段,为二连地区类似油藏提供了很好的借鉴.     

吉木萨尔页岩油藏超长水平井水平段长度界限研究

页岩油气开发实践表明,较长的水平段有利于提高单井控制储量与经济效益。与美国相比,中国页岩油气埋藏深度相当,但水平井的水平段长度差距较大。优化钻井技术、提高水平井水平段长度已成为现阶段中国非常规油气藏水平井钻井技术难题之一。以吉木萨尔页岩油藏超长水平井为例,分析了制约水平段长度的关键因素,包括额定泵压、钻井液安全密度窗口、钻柱和套管屈曲等,推导了水平井管柱摩阻-扭矩计算模型。基于吉木萨尔页岩油藏JHW00421井地质条件和现有钻井设备工艺参数,优化了井眼轨迹与钻具组合,研究了避免钻柱与套管屈曲的技术条件,制订了水平段长度为3 500 m的钻井技术方案,该井最终完钻井深为5 830 m,水平段长度为3 100 m,达到钻井方案设计要求。该项技术为页岩油藏超长水平井的实施提供了技术参考。     

钻井优化系统在国内非常规油气资源开发中的实践

相对于北美,国内非常规油气资源勘探开发起步较晚。页岩气勘探开发始于"十二五"初,致密油、致密气、页岩油勘探开发则始于"十三五"初,但在"十三五"期间得到了快速发展,特别是川渝页岩气藏、准噶尔盆地玛湖砾岩油藏、吉木萨尔页岩油藏已进入规模开发阶段,成为中国石油"十三五"末及"十四五"期间天然气和原油上产的最重要领域。与常规油气资源相比,非常规油气资源储层条件差,需要大规模"水平井+体积压裂"才能实现有效开发。然而,由于受钻机装备条件和水平井钻井工具性能,特别是理念和方法的限制,国内非常规水平井普遍存在钻井效率低、建井周期长的问题:一般垂深为2000~3000m、水平段长1500~2000m的水平井钻井周期为60~90天。而北美钻一口水平井基本都能控制在15~25天:一般垂深为2000~3000m、水平段长2000~3000m。国内一部钻机一年只能钻2~3口水平井,而在北美一部钻机一年能完成15~20口水平井。随着国内非常规油气资源的规模开发,钻机紧缺的矛盾日益突出,钻井效率已经成为严重制约国内非常规油气资源快速规模上产的瓶颈问题。北美大幅度提高水平井钻井效率的原因有管理和技术两大因素,其中技术主要表现在以下5个方面:一是钻机配套能力的不断升级;二是井下工具可靠性和稳定性的提升;三是大平台工厂化作业;四是远程实时支持与决策系统;五是系统优化钻井理念和方法的应用。2018年海峡能源股份有限公司与美国K&M钻井工程咨询公司合作,引进国际先进的系统优化钻井理念和方法,率先在川渝地区长宁页岩气藏和新疆玛湖砾岩油田开展了水平井钻井提速先导性试验,大幅缩短了建井周期,验证了系统优化钻井方法在国内非常规油气资源开发中的可行性。为了达到进一步推广的目的,2019年在玛湖砾岩油田开展区块提速试验,同样取得了显著的提速效果,进一步证明了系统优化提速理念和方法具有科学性、广普性和可复制性,是经验钻井向科学钻井迈进的重要实践,展示出了非常广阔的推广应用前景。     

宝浪油田宝北区块水平井钻井液技术

针对宝浪油田宝北区块的地层、岩性特征及水平井对钻井液的特殊要求,结合国内外钻水平井使用的泥浆体系和宝北区块已钻直井、斜井的经验,设计了用聚磺正电胶混油泥浆作为水平井的钻井液。经现场施工实践证明,该泥浆体系能有效抑制地层膨胀缩径和钻屑分散造浆,防塌效果好,悬浮携带能力强,润滑防卡性能好,配合屏蔽暂堵技术可有效保护油层。     

高密度水基钻井液在小井眼水平井中的应用

狮49H1井位于青海油田柴达木盆地英西地区狮49井区,钻探目的是为了提高狮49井区背斜构造部位产能,扩展E₃2-V油组产能规模,进一步了解狮子沟油田E₃2油藏油气富集规律,为储量计算提供参数。三开储层井段优选BHWEI钻井液体系,解决了钻井液在小井眼高密度条件下环空压耗大、悬浮稳定性、流变性、窄窗口、抗污染能力难以控制、井控风险高等难题。完钻井井壁稳定,平均井径为159.88 mm,井径扩大率为4.9%。应用钻井液密度为2.10 g/cm3,创英西区块水平井使用钻井液密度最高记录,水平段钻进无托压现象,起下钻无阻卡,完井作业顺利,该井获高产工业油流,体系具有良好的储层保护特性。