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。     

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。     

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。     

FEWD 地质导向技术在深层页岩气水平井中的应用

地质导向技术是开发页岩气的核心技术之一,分析了页岩气储层伽马、电阻率、钻时比值等地质特征响应,结合FEWD 地质导向技术的特点提出了在深层页岩气水平井钻井中应用该技术的优势。通过丁页2HF 井应用实例分析,论述了应用FEWD 地质导向技术提高页岩气水平井储层钻遇率的关键。丁页2HF 井创造了超深页岩气井复合钻日进尺最高178 m 的记录,仅用55 d 完成1 035 m 的水平段钻探,水平段储层钻遇率达95%。FEWD 地质导向技术在丁山深层页岩气水平井的成功运用,促进了页岩气非常规能源的开发,对今后国内超深页岩气水平井的钻井施工具有重要的指导意义。     

地震资料在页岩气水平井导向中的应用探讨

地震资料具有较高的分辨率,通过精细的构造解释,可以为页岩气水平井地质导向提供较为精确的地层深度和倾角数据。地震正演模拟可以指导地震资料精细解释,使得研究工区微幅构造、微小断层得以落实。本文以南川工区为例,分析总结了页岩气水平井导向中地震资料的现场应用。     

勘探水平井地质导向难点及对策分析

水平井作为提高单井产量的有效手段在油气勘探中应用越来越广泛,在构造起伏大、砂体厚度薄、横向变化快、河道连续性差的地区,水平井地质导向难度大。通过分析着陆前导向难点和水平段导向难点认为,精准预测储层顶底垂深、合理控制靶前轨迹和准确判断着陆点是解决着陆地质导向难点的技术关键。设置相应的控制点、提前预测井眼轨迹偏移方向,准确判断钻出储层情况是解决水平段地质导向难点的技术关键。     

川东南平桥区块页岩气水平井地质导向关键技术

地质导向技术是页岩气水平井钻井的核心技术之一,在川东南平桥区块页岩气勘探开发过程中发挥了重要作用,但随着区块构造复杂程度和设计水平段长度的增加,地质导向工作面临着较大挑战。为了精准着陆及控制轨迹,结合钻前三维地震精细解释技术,分别开展了入靶前精准着陆技术和水平段轨迹精细控制技术研究,解决了靶点垂深和地层倾角实时预测的难题,形成了平桥区块页岩气水平井地质导向关键技术。2018年以来,该技术在平桥、东胜区块应用70余口井,中靶率100%,优质储层平均钻遇率保持在95%以上。应用结果表明,上述页岩气水平井地质导向关键技术适用于川东南地区页岩气水平井钻井,对国内类似页岩气区块具有较好的借鉴作用。     

储层预测与监测技术在水平井地质导向钻井中的应用

在详细分析超薄油藏水平井钻井难点的基础上,认为水平井井身剖面的优化设计除了应从钻井工艺和力学角度分析外,更需要从油藏地质条件出发进行考虑;阐明了地质因素诸如储层沉积类型、油层厚度、产层几何形态、储层非均质性等对水平井随钻井身轨迹的影响。从大庆油田实际出发,强调地质导向作用,提出了“精雕地质模型,把握地质导向,加强随钻监测,控制井眼轨迹”的技术措施与方法,研发了集地质模型预测、钻井轨迹控制、计算机软件决策为主要功能的监测系统,展现了良好的应用前景,对完善大庆油田水平井技术、提高油田开发水平具有实际意义。     

水平井地质导向方法

为了更好地开采油藏剩余油,提高采收率,降低综合成本,提高单井产量,近3年来水平井技术在冀东油田得到快速应用和发展,成为夺油上产的主要手段之一.地质导向是指导现场定向施工,及时引导钻头走向,最大限度地钻遇油层的技术,直接影响水平井成功实施.从实践出发,针对LWD测量仪器滞后于钻头的实际,利用深、浅电阻率探测深度的差异,总结出LWD曲线分析法;利用邻井资料分析,形成了6种关于钻头相对油层位置的判断方法,并对在钻出油层后如何计算实际地层倾角,指导钻头重入油层做出了比较深入的分析,提出4种地层状态下计算实际地层视倾角的公式.这些方法在水平井钻探中得到了广泛应用,使水平段油层平均钻遇率达到80%以上,取得了良好的开发效果.地质导向技术已经成为打好水平井的关键技术.     

川西首口页岩气水平井钻井技术

XYHF-1井是川西地区第1口页岩气勘探水平井,在其钻井过程中存在机械钻速低、井身质量难以控制、钻井液选择困难、井控风险大、井壁稳定性差等难题。在深入分析该井钻井难点的基础上,重点阐述了井身结构优化、井眼轨迹控制、钻具组合优化、安全钻进和储层保护等关键钻井技术及其应用效果,并简要介绍了旋转导向钻井、油基钻井液和滑套固井技术在该井的应用情况。全井钻井周期253.17 d,平均机械钻速1.6 m/h(含直导眼段),全井井径扩大率小于12%,上部井段最大井斜为0.87°,施工效果较好。应用效果表明,合理的井身结构和井眼轨道优化设计,是保证浅层水平井顺利实施的前提;加强摩阻扭矩预测、采用安全钻进措施和良好性能的钻井液,是预防井下复杂情况和安全钻进的重要保证,该井的顺利完钻,为同类井提供了实践经验。     

岩石热解录井资料在页岩油气水平井地质导向中的应用

传统的水平井地质导向更多地依赖于岩性、气测、随钻测井资料。在分析岩石热解录井资料的价值、纵横向剖面有机质特点以及岩石热解录井各项资料后,提出了采用岩石热解录井S2数据进行页岩油气水平井地质导向的新思维。介绍了岩石热解录井资料在选择"对比标志层"、缺少对比参照井的水平段导向、有参照井的水平段地质导向的应用方法,对岩石热解录井分析密度提出了相应建议。     

页岩气水平井穿行层位优选

通过多年的勘探开发实践,我国在四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组实现了页岩气商业开发,认识到页岩气藏具有自生自储、低孔特低渗特征,属于“人工气藏”,其高产是由地质和工程两类因素共同控制。地质因素决定页岩气是否富集,工程因素则是决定页岩气是否高产的重要条件。准确识别“甜点层”,优选确定水平井穿行层位,是页岩气能否获得高产的关键。对涪陵页岩气田焦石坝区块水平井穿行层位优选实例的剖析表明,精细研究是准确优选水平井穿行层位的基础,地质、工程一体化紧密结合是准确优选水平井穿行层位的关键。根据各个地区具体地质条件,将地质、工程结合,优选水平井穿行层位,是页岩气勘探开发最终获得成功的重要保障。     

地质建模在苏丹大位移水平井地质导向中的应用

苏丹3/7 区Palogue 油田构造地质和油水关系复杂,井控程度低,若在该区域实施大位移水平井钻 井,地质风险较高。为解决这一技术难题,将三维地质建模方法与传统地质导向技术相结合,充分利用随 钻数据,从而提高地质导向跟踪的准确性和实效性以及油层的钻遇率。     

水平井现场地质导向方法及其应用

为了降低水平井的钻探工程成本，要尽量不钻或少钻导眼井段。根据水平井在钻前准备、深度预测、稳定井斜、水平导入4个阶段的不同作业特点，依据现场施工经验，归纳提出了利用公式法、小导眼法、曲线指示法、扭矩与dc指数法等方法进行地质导向的成功实践。利用这些方法，可以有效地指导现场钻井人员，将钻井轨迹比较准确地导入目的层中。     

储层界面预测模型在水平井地质导向中的应用

目前地质导向前导模型中储层界面预测方法只适用于较稳定的地层,对于构造变化大的储层预测结果与实际情况存在较大误差,需要对其进行完善。选择适当的邻井,以正北方向为y轴建立直角坐标系,在直角坐标系下计算出待钻水平井的多处水平位移和对应储层界面垂深点,将得到的这些点利用曲线拟合的数学方法建立二维储层界面预测模型,它是水平位移与储层界面垂深的二元函数。利用储层界面预测模型判断储层上下倾、计算储层的视倾角并判断钻头与储层界面的相对位置。应用储层界面预测模型对JL区块的一口水平井进行了现场预测,结果表明最终的储层界面预测模型为拟合效果最好的二次函数,拟合度达到了68%;预测出的储层界面垂深与实际垂深基本相吻合;在横向展布上预测的储层界面起伏变化与实际完全一致。研究表明,选择6口邻井数据得到拟合度为68%储层界面预测模型可以满足着陆和导向需要;预测结果的准确度与选择的邻井数呈正相关。研究结果为水平井地质导向钻进提供指导依据,提高钻遇率。     

页岩气藏水平井井壁稳定性研究

页岩气藏开发采用的井型一般为水平井,在层理发育的页岩地层中钻井一般都存在严重的井壁失稳问题。为此,根据有效应力理论改进了层理地层水平地应力计算模型,并结合川南地区所取岩心进行室内强度实验,选取适当的破坏准则,对比2个地层水平地应力计算模型和水平井眼井周应力状态,得出了页岩气藏水平井坍塌压力随层理面产状的变化规律。研究结果发现：对于页岩地层而言,采用常规的均质地层水平地应力预测模型研究井壁稳定性,低估了水平井的地层坍塌压力;采用改进的水平地应力预测模型计算得出的坍塌压力与实际情况吻合较好;沿最小水平地应力方向钻进的水平井,地层坍塌压力在某一地层倾角处存在极大值,更高的倾角反而有利于井壁稳定。研究结论可以为页岩气井钻井设计提供参考。     

非常规油气水平井地质导向方法探讨

水平井技术在非常规油气勘探开发中发挥着重要的作用,但非常规油气水平井的水平井段长、井网控制程度低、轨迹要求平滑的特点给地质导向带来较大的困难。文章分别论述了地质导向设计编制、入窗前轨迹调整和水平段导向三个阶段的主要研究工作,并在此基础上,探讨了A靶深度的确定、水平段方位伽马和成像导向的技术方法,这些方法在泌页HF1井中取得了较好的应用效果。     

新型水基钻井液在延长油田页岩气水平井的应用

页岩气钻井多采用油基钻井液,以解决井壁垮塌等复杂情况,但油基钻井液存在成本高和污染环境等弊端。随着新环保法公布和环保意识不断提升,研发出适合页岩气钻井的水基钻井液迫在眉睫。延长油田是国内首个国家级陆相页岩气示范区,为此,以延长油田为例,对延长油田延长组页岩矿物组成和微观结构进行了全面分析,揭示了该地区井壁失稳机理及钻井液构建思路。并在此基础上,对钻井液体系关键处理剂进行优选及配方实验,研发出了一套新型水基钻井液体系,其各项性能与油基钻井液相当,HTHP失水仅4.6mL,滚动回收率达到了95%以上,极压润滑系数0.103。现场应用结果表明,新型水基钻井液能够满足延长油田页岩气水平井对钻井液的性能要求,有效保证井下安全。同时,对国内页岩气水基钻井液的研究和发展具有一定的参考价值。     

水平井地质导向技术在周清庄油田薄油层中的应用

周清庄油田存在地层产状陡、砂体厚度薄、油层埋藏深等特征,导致水平井在油层钻进过程中,极易造成井眼轨迹出层,为了解决这一难题,开展了水平井地质导向技术研究。通过分析该地区邻井钻遇储集层的实际情况,结合录井曲线中的钻时、气测以及测井曲线中的自然伽马、电阻率等参数对周清庄地区沙三3储集层的标志层以及储集层内部进行精细划分,在纵向上建立储集层与标志层在岩性、电性上的响应特征模型,并以该模型指导水平井钻进,即首先把钻遇的标志层与模型中的标志层进行分析对比确保着陆于油层,其次运用“蛙泳法”计算地层动态倾角,为确保水平段始终处于目的层内及时调整井眼轨迹,最终达到提高储集层钻遇率的目的。     

长宁-威远页岩气示范区水平井固井技术

四川盆地长宁-威远页岩气示范区油层套管固井时,由于井眼不规则,水平段长,水泥浆与油基钻井液兼容性差,钻井液密度高、黏切大,难以实现高效顶替,而且后期大型改造易造成套管变形、环空气窜等现象。针对以上难点,通过室内与现场试验探索,形成了一套页岩气水平井固井技术,从而提高了页岩气水平井的顶替效率和体积压裂下的井筒密封性,为下一步页岩气水平井固井提供了有益的借鉴。