水平井地质导向技术在涠洲油田的应用

随着各油田对油气资源勘探开发综合效益的日益重视和钻井工艺技术的不断提高,利用水平井开发油气藏的规模不断扩大,水平井技术得到长足发展。水平井地质导向技术是直接关系到水平井成功与否的关键技术。结合涠洲油田地质特点,通过实例分析,介绍了油层着陆和水平井地质导向过程中的地层对比法、井身轨迹跟踪图法、随钻测井(LWD)地质导向法等技术方法,通过结合精确地质模型的建立、随钻过程中围岩储层的识别及现场录井等技术,摸索出水平井着陆与水平段钻进的主要技术流程与导向原则,提出了钻头位置、地层倾角及地层视厚度的判定方法;并在此基础上,完成了地质导向监测系统的构建,实现了油田地质、钻井、录井实时数据的资源共享,保证了水平井精确中靶及最大限度地钻遇储集层,并对地质导向过程中遇到的问题进行总结。     

二连宝饶油田水平井地质导向技术分析研究

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。结合二连宝饶油田6口水平井的钻井实践,探讨了利用随钻测井技术、综合录井技术,建立“导眼法”地质导向方法,采用“大波浪法”控制井眼轨迹,在现场及时指导钻进方向,实现准确着陆、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现实意义。     

薄层水平井地质导向技术在赵平3井的应用

赵平3井是布署在泌阳凹陷赵凹油田的一口水平井,设计水平段长152.07m,设计目的层厚度为2.6m,但从邻井资料分析,含油层段为1.8m厚,属薄层水平井。该井地质导向工作,钻前主要包括对资料的收集、分析、整理,重新处理邻井井斜资料,提前确定用来预测A靶点位置的对比标志层,并预测目的层深度、选择最佳靶心位置;钻进过程中主要包括进行地层对比分析,建立地质剖面,进行精细地层对比和着陆点分析。其中,水平段钻进地质导向以钻遇最大厚度油层为目标,同时兼顾工程实施的可行性。钻井施工中,确定一个合理的气体迟到时间、岩屑迟到时间以及准确识别真假新钻地层岩屑至关重要。水平段钻进过程中仍可能穿越顶底板及钻遇泥岩夹层,因此应不断进行井眼轨迹的调整,以保证钻进轨迹始终在油层中运行。水平井地质导向技术在赵平3井顺利实施。     

PDC钻头钻井条件下的地质录井技术探讨

PDC钻头技术在油气开采中由于钻速快、砂泥岩间界限区别小尤其是岩屑也细小,给地质录井判断岩性增加了不少困难。通过新的录井技术和方法,对岩性识别、界面划分、油气显示判别、现场综合解释等问题进行详细分析,从而有利于对PDC钻头钻井条件下的地质录井工作提高成效。     

美国Barnett页岩气开发中应用的钻井工程技术分析与启示

美国Barnett页岩气开发十分成功,有较多经验可供参考。井身结构设计要满足多次压裂的增产方式和长达30～50a生产周期的要求;丛式井成为降低开发成本、增大对储层控制能力的有效技术;水平井技术是页岩气开发的关键技术,水平井的成本一般是垂直井的1～1.5倍,而产量是垂直井的3倍左右;水平段钻进中,常使用油基钻井液和PDC钻头,在保持水平井眼稳定性的同时,提高机械钻速;低密度、高强度固井完井技术,能为后期储层改造和开发做好准备;随钻伽马测井曲线,可用于较准确地识别页岩储层,若水平井技术结合geo VISION随钻成像服务和RAB钻头附近地层电阻率仪器等LWD技术,可以更为合理的控制井眼轨迹。提出国内钻井工程技术集成与发展的建议:实现地面上集成、集中的"小间距丛式井组"(井工厂),做到"组少井多";实现储层中水平井眼轨道空间分布,合理开发"地下立体井网",做到"少井高产和高采收率";追求"钻井速度高、井眼质量好、钻井成本低"的钻井模式;开展长水平段水平井或水平分支井钻井技术的整体研究:研究满足后期开发和压裂需求的完井方式,在成本允许的条件下采用泡沫水泥固井技术,研制特殊套管、封隔器、分支工具等材料和新型井下工具。     

长宁页岩气水平井录井综合导向技术应用研究

长宁页岩气开发具有评价井少、直井密度低的特点,可用于分析地质和构造特征的实钻资料欠缺。此外,由于地震解释精度较低,加大了水平井地质建模的难度,难以实现对轨迹在"甜点"段的精确控制。为此,制定了适用于该区块的水平井导向方法,通过校正地震时深关系、合理选取对比标志层、优化入靶轨迹设计、细分箱体和围岩特征及井震结合预测构造等手段,有效解决了入靶点卡取困难,水平段轨迹控制精度高的难题。利用标志层实钻海拔深度校正地震时深关系,合理选取对比标志层及入靶轨迹"三段制"设计原则,实现轨迹精确入靶;通过箱体及围岩特征细分准确判断轨迹位置,并严格执行轨迹调整原则,实现水平段精确制导。录井综合导向技术克服了邻井资料不足的缺陷,有效提高了水平段优质页岩储层钻遇率。2018年应用实施15口井,取得了平均箱体钻遇率95.84%,1小层钻遇率80.92%,Ⅰ类储层钻遇率99.11%的应用成果。     

GVR成像测井在礁灰岩油田水平井开发中的实例分析

礁灰岩储层的双重介质特征决定了油田开发中水平井钻井风险高,有效储层钻遇难度大。为了确保钻井安全,提高储层钻遇率,在南海东部礁灰岩油田水平井开发中,应用GVR成像测井技术,对水平井进行实时地质导向,快速识别地层倾角以及裂缝,根据地层倾角的变化和裂缝发育程度,优化钻井轨迹。流花油田开发实践表明,利用GVR成像测井技术实施的7口水平井均没有发生严重井漏,成功规避了钻井风险,且单井初始日产油量在283.3~1828.4m3,确保了优质储层钻遇率。同时,GVR成像测井的裂缝解释突破了传统单一依靠地震的识别方法 ,为定量描述井旁裂缝空间分布以及裂缝对产能的影响研究提供了基础。研究表明,礁灰岩储层中单井产能与裂缝发育程度有较好的对应关系,单井裂缝发育程度越高其产能也越高,为油田后期调整井的设计和实施提供了地质依据。     

优快钻井技术在黔北正安狮溪向斜区块的应用研究

黔北正安狮溪向斜区块当前处于规模开发的初期阶段,狮溪1-1HF井和狮溪1-2HF井是规模开发的第一轮次井。两口井存在裂缝发育丰富易漏失、井壁易失稳发生复杂情况、断层发育导致目的层难预测等多个地质、钻井工程方面的技术难点。在对构造特征、地质条件及邻井资料充分研究的基础上,通过应用空气钻井技术、近钻头地质导向轨迹控制技术、元素录井和岩屑伽马能谱地层识别辅助技术以及优化油基钻井液体系,克服了地质条件复杂、水平段后期摩阻扭矩大等问题,两口井均顺利钻进至完钻井深,水平段长分别达到1250m、1578m,优质储层钻遇率达到100%。相关优快钻井技术的成功应用,为加快狮溪地区龙马溪组页岩气的勘探开发提供了有力的技术支撑。     

松辽盆地汪家屯气田气藏富集特征及挖潜技术对策

典型复杂断块致密砂岩气藏具有砂体规模小且分布零散、储层物性差、单井井控储量低的特点。松辽盆地汪家屯气田处于开发中后期,大部分气井已进入低产、低效阶段,储量挖潜及经济有效开发难度大。为解决气田开发瓶颈难题,从断裂、砂体及成藏等角度开展了气藏富集特征研究。结果表明：通源断裂控制气藏的纵向发育部位和横向展布;砂体发育规模、厚度及物性决定气藏富集程度;断层和砂体的空间分布对气藏具有分隔作用;油气差异运聚控制流体空间分布。为提高气田整体的储量动用程度,在气藏地质研究的基础上,结合气田开发特征,提出5项挖潜的技术对策：精细构造与储层描述,优选挖潜部位加密布井;老井措施改造,挖掘增产潜力;利用氮气欠平衡钻井技术,有效保护储层;增压开采试验,提高流体流动能力、延续气井生命周期;开展水平井及老井侧钻水平井试验。     

砂岩气藏型储气库水平井动用模式研究及应用

针对新疆H储气库面临的储层非均质性较强、地下库容动用不均的难题,综合沉积、录井、测井等资料,以确定性相建模作为砂体边界约束,采用横向确定性控边、纵向随机控岩与泥质隔夹层定量表征相互约束修正的方法,建立隔夹层三维可视化精细模型。根据隔夹层分布规律,建立了三种水平井动用模式,即斜穿式、平层式和勺型式。针对隔夹层比较发育,夹层频率大的区域,砂体与泥岩互层,通过水平井斜穿式轨迹设计,使库容充分动用;平层式轨迹主要针对厚层砂,隔夹层发育较少的区域;针对地下砂体连续性较好,而地面受到限制,常规水平井设计水平段较短,可采用勺型式轨迹设计,通过增加靶前反向位移,延长水平段长度,提高单井采气能力。库区整体部署了11口水平井,通过钻井轨迹优化调整,储层钻遇率达92.2%。其中指导设计实施了新疆油田第一口勺型水平井,该井靶前反向位移251m,水平段长增加185m,单井采气能力达到140×10⁴m³/d,提产30%。     

影响元坝气田超深井钻井提速的工程地质因素及技术对策

元坝气田工程地质特征异常复杂,钻井难度大,存在井漏、井涌、卡钻、井塌、高含硫化氢、高压水层等工程地质复杂问题,钻井效率低,周期长,建井成本高.从油气藏的基本地质特征、岩石力学性质、井壁稳定性等方面,分析认为,储层埋藏超深,钻遇地层岩性复杂、储层特征多样、油气立体成藏、油气水分布复杂、各油气藏特征差异大,岩石致密、强度大、可钻性差,异常高压-超高压、纵向多压力系统、井壁力学稳定性差、安全钻井液密度窗口窄,是钻井提速的工程地质影响因素.结合工程地质特征,提出了优化井身结构设计,优选空气钻井、泡沫钻井、液体欠平衡钻井、“螺杆+PDC钻头”和“涡轮+孕镶金刚石钻头”复合钻井、旋转导向钻井等钻井技术,以及优选高效钻头,优选钻井液体系等钻井提速技术对策,能够满足元坝气田海相超深井安全、快速钻井的需要.     

川西新场须二段新10-1H水平井安全快速钻井技术

川西新场构造须二段气藏储层埋深较大,范围一般为4600～5200m,孔隙度和渗透率较低,孔隙度范围在1%～4%之间,渗透率普遍低于0.06×10-3μm2。由于须二段气藏获得高产、稳产的储层类型主要为致密的裂缝-孔隙型,因此水平井是开发此类气藏的有效技术。以川西新场构造第一口水平井——新10-1H水平井为例,分析了该构造须二段水平井安全快速钻井的难点,并提出相应技术对策:直井段一开井段采用塔式钻具组合,二开井段采用钻头和直螺杆配合塔式钻具,并根据实时测量数据,采取小钻压吊打等措施,确保井眼的防斜打直;通过动力钻具与MWD配合控制井眼轨迹,并根据MWD实时测量数据分析井下情况,合理调整井眼轨迹,确保井眼轨迹的精确控制;根据地层岩性特点,优选牙轮钻头和PDC钻头,是提高钻速的关键;水平段钻进施工时,采用复合金属离子聚磺防漏水包油钻井液体系,能够有效润滑、防卡,降低摩阻至250kN以下,保障钻进的顺利进行。     

川西须五气藏完井方式适应性研究

随着勘探开发的不断深入,非常规天然气成为重要的接替资源。四川盆地非常规天然气资源量丰富,须五气藏为典型的砂泥岩互层致密非常规气藏,有效的完井方式是气藏实现提高单井产能、提高气藏可采程度的重要保障。国内外非常规气藏水平井主要采用多段压裂技术、降阻水压裂技术、同步压裂技术,开发效果显著;研究表明,基质裂缝、裂缝网络渗透率、水力裂缝间隙、水力裂缝传导率、岩石压缩性、水力裂缝半长、自然裂缝孔隙度,对页岩气水平井产能影响较大,钻井过程中要对近井地带的基质渗透率、裂缝网络渗透率和自然裂缝孔隙度进行保护。川西须五气藏储层脆性矿物含量与美国其他页岩气相当,同时储层具有天然裂缝发育的特点,完井方式需要考虑储层改造工艺、最大程度上实现缝网压裂的目的;通过深入研究,优选出川西须五气藏完井方式,优选套管射孔完井方式,采用水平井+多段水力压裂和储层改造完井方法进行开发。     

新场气田沙二气藏致密砂岩气层再评价研究

新场气田沙二气藏为多层叠置气藏,自上而下主要由4套含气砂体组成,共分为JS21、JS22、JS23、JS24四个气层,埋深为2200~2500m,平均孔隙度为10.2%,属低-中孔储层,试井解释有效渗透率低于0.1×10-3μm2,属典型的致密砂岩储层。新场沙二气藏累计提交探明地质储量534.35×108m3,动用地质储量445.08×108m3,累计采气量120.35×108m3,优质储量已全部动用,解释级别较低的致密砂岩气层动用程度较低。随着压裂改造工艺技术的进步,在以前难动用的储层上建产,将成为该气藏稳产的重要手段。根据各地质参数对油气的不同响应特征,建立了超平衡钻井条件下气测值的校正与恢复方法、地质指标权重评价等录井解释评价新技术,并利用该技术,对原来解释级别较低的致密砂岩气层潜力进行了再评价,筛选出了该类气层的潜力级别,为老井挖潜和气藏后期开发部署提供技术支撑。     

准噶尔盆地中部地区地应力分析及其在钻井优化设计中的应用

准噶尔盆地中部地区是胜利油田西部新区的重点勘探区块之一,中生界侏罗系地层为本区主要目的层,储层埋藏深。本区地质情况复杂,井壁稳定及压力异常问题突出,钻井过程中复杂较多,导致钻井周期长,成本高。通过对准噶尔盆地中部地区已钻井资料分析．利用测井资料,建立了本区地应力模型,确定了三个主应力的方向及大小,并对地应力模型进行验证,其中最大水平主应力方向为近南北方向。建立了本区地层三压力剖面,针对不同目的层,形成了两套井身结构推荐方案,根据地应力模型,确定了有利于井壁稳定的钻井方位和有利于压裂改造的钻井方位,进行了水平井轨道方向优选,形成了本区钻井优化设计方案,并进行实钻应用。现场应用表明,新钻井较周围邻井平均机械钻速提高15％,钻井周期缩短10％,钻井复杂明显减少,井身质量大幅提高。     

油基钻井液在中原油田非常规油气藏开发中的应用

中原油田围绕非常规油气藏的开发,部署了一批非常规水平井(水平段最长达1300m),钻遇目的层主要是泥岩、泥页岩和裂缝泥岩。由于长水平段定向井钻进中存在摩阻与扭矩、井眼稳定性及井眼清洁等技术难点,对钻井液技术提出更高要求。针对油基钻井液在井壁稳定、润滑防卡、抑制页岩水化膨胀和地层造浆,以及快速钻进等方面具有的明显优势,在非常规水平井钻井中应用了油基钻井液。现场应用表明,油基钻井液抑制能力强,井壁稳定和井径规则;润滑防卡效果好,定向施工钻具扭矩小;高密度、高温条件下悬浮稳定性好,井眼清洁;且施工工艺简单、现场维护容易,可循环利用。解决了长水平段泥页岩、裂缝泥岩、砂岩泥页岩互层等复杂地层难以定向施工、井壁失稳和井底不清洁等技术难点,为不同区块非常规钻井提供了技术支撑。目前油基钻井液用抗高温乳化剂、提黏切剂和封堵剂等处理剂缺乏,需尽快开发,以满足复杂条件下油基钻井液应用需要。     

水平井实钻井眼偏差图的新绘制方法

水平井的钻井设计方案规定了井眼轨道在水平井靶体内的允许横向偏差和纵向偏差,在实钻工程中,需要以比较直观的形式来描述实钻井眼轨迹与靶体之间的偏差情况。在钻井质量评价工作中,实钻井眼轨迹与靶体之间的偏差也是评价钻井质量的一个重要指标。讨论并推导了靶体轴线上任一点的允许横向偏差和允许纵向偏差的规定方法和计算公式。在计算出实钻井眼的实际横向偏差和实际纵向偏差的数据之后,以井深为横坐标、以横(纵)向偏差为纵坐标,将横(纵)向偏差描绘在平面直角坐标系中,并以线段依次连接,形成横(纵)向偏差图。与以前使用的偏差率圆图相比较,横(纵)向偏差图展现出更为丰富的信息,更能反映出横(纵)向偏差随井深的变化情况,在实际钻井过程中以及钻井质量评价工作中有比较重要的指导意义和应用价值。