方位伽马及成像技术在Sacha-373H的应用

白 璟, 陈 平 , 江 川

(1西南石油大学石油与天然气工程学院 2中国石油集团川庆钻探钻采工程技术研究院 3中国石油集团川庆钻探国际工程公司)

Sacha-373H井设计目的油层位于Napo组的Lower U层，Lower U层以辨状河沉积为主，砂体沉积厚度不大(9～18 m)，部分发育有页岩、粉砂岩互层，但平面分布不连续，油水关系较为简单。该井在水平井钻井过程中，综合利用钻井、地质、LWD测井、综合录井等多项技术，主要采用了HAGR技术，结合综合录井和气测录井技术对着陆点和水平段进行了地质导向施工，准确预测目的层变化，及时调整井眼轨迹，使该水平井在薄油层中最大限度地穿越储集层，缩短钻井周期，提高了钻井成功率。

一、钻前准备阶段

1. 目的层段主要地质特征

设计目的层构造形态为东西向微幅背斜，具有低幅构造的特征，构造幅度比较平缓，埋深约2 700 m，Lower U砂岩组为河口-沿岸环境下的沉积，净砂岩厚度一般9～18 m。平均孔隙度19%～22%，渗透率100～10 000 mD，岩性为粉-细砂岩，上下各有一套稳定分布的页岩。根据邻井资料显示目的层砂体上覆一面积不大的小砂体，趋势可能与目的砂体连通，但该砂体邻井气测录井全烃含量不明显，因此，不会影响探油顶和着陆靶的地质导向，可以认为目的层上下标志层发育良好。

2. 地质导向模型建立

根据对区块地质特征的总体认识，应用邻井资料进行地层对比，宏观把握钻遇各个砂体的可能性。

Sacha-370井场前期钻探了2口定向井Sacha-370D和Sacha-371D。因此，基于Sacha-370D和Sacha-371D地质和测井资料对比分析，对Sacha-373H井进行了小层对比分析，对该水平井目的产层的垂深和厚度进行了预测。

从邻井测井资料可以看到，Sacha-370D和Sacha-371D油层垂深及厚度差别不大，根据三维地震反演体预测，设计目的层顶部可能比邻井Sacha-370D和Sacha-371D同层位顶部垂深提前2 m左右，因此，在实施导向探油顶，着陆过程中需要加强对油层顶部的辨识，及时调整井眼轨迹姿态和着陆位置。

根据Sacha-370D和Sacha-371D进入目的层的测井响应，分别为Sacha-373H井建立了相应的钻前导向模型，模拟设计了该井的测井响应以及LWD测井曲线钻前导向模型。

二、钻进过程中的地质导向

1. 水平井着陆的导向实践

该井目的层属于辨状河沉积，砂体沉积厚度相对较薄，油藏类型为层状边水油藏，设计井位距离油水边界较远，因而水平井着陆位置应集中在砂层中上部。位于该井目的层之上的页岩为一标志层，在钻井过程中分析LWD测井曲线发现，B Caliza A层垂深2 877 m比预测模型提前2 m ，由于地层存在自然造斜，垂深2 898 m增斜到井斜83°，由于考虑到，T Arena U Sup增厚的可能性很大，不宜过早调整轨迹，因此，继续按原设计钻进探油顶。到井深3 356 m(仪器位置3 341 m)，电阻率接近7 Ω·m，并且有增加趋势，而伽马值呈现高值，大约156 API(仪器位置3 344 m)(图1)，LWD测井曲线与SACHA370D预测模型的油层顶界完全吻合。结合综合录井及气测录井解释，可以判定已经达到目的层顶部。钻到目的层T Arena Inf顶后，发现实钻顶深2 899 m比预测顶深提前1 m，井斜83.3°，方位76.7°，地质录井90%砂岩。

图1 实钻LWD测井特征响应图

探油顶成功后，根据设计下Ø177.8 mm尾管封隔油层上部不稳定层位，下入Ø155.6 mm钻头进行水平段着陆，考虑到油层顶部提前，并且根据预测模型和实际地质情况，地层倾角呈轻微上倾趋势，预测目的层T Arena Inf底部也存在提前的趋势，因此，从井深3 371 m开始提高造斜率到2°/30 m，当钻至井深3 477 m，垂深2 900 m，发现伽马曲线有上升趋势，结合地质录井解释，砂岩体中存在一套页岩薄层，而邻井资料并无此岩性描述。

导向钻进至井深3 485 m，根据方位伽马成像解释，地层视倾角显示为下倾0.5°～1°，为降低着陆点控制难度，调整造斜率微增斜，控制井斜85°～86°稳斜探油顶。导向钻进至井深3 490 m，垂深2 905 m，伽马值降到20～40 API，深浅双侧向开始出现正异常，并且电阻率从100 Ω·m上升到180 Ω·m，可以判定钻头已进入砂岩体。

进入砂岩体后，根据伽马方位成像解释，伽马值保持在20～40 API之间，深浅电阻率接近重合，特征值保持在160～170 Ω·m之间。井深3 505 m地层视倾角仍然保持在0.5°～1°之间，井斜87°，方位83.7°，方位一直存在右漂，由于方位漂移幅度不大，不影响着陆中靶，并未调整工具面纠方位。继续导向钻进至井深3 545 m，经过微调靶点深度后着陆中靶，但由于地层自然造斜原因，入靶点井斜增斜到90°，方位85.7°(图2)。

2. 水平段导向实践

Sacha-373H井Napo组Lower U层砂岩厚度较薄，同时砂岩体横向上又出现页岩夹层分隔，造成实际产油砂岩层更薄，因此，在该段砂体中钻进时极易从其顶或底部穿出，对该井水平段的地质导向精度提出了更高的要求。

但在Sacha-373H井水平段的实际钻进过程中，在地层存在倾角，着陆点井斜偏高，并且地层自然造斜严重的前提下，依然保持稳斜钻进，虽然，从井深3 574 m(井斜90.2°)开始微降斜钻进，但由于轨迹惯性和地层倾角的影响，钻进至井深3 584 m发现深浅双侧向开始分离，井深3 619 m处，深浅电阻率和伽马特征值均出现极值，能够判断已钻至砂岩顶部。准备调整轨迹进行降斜，但由于地层和导向工具等多方面原因，造成井眼轨迹控制困难，最终钻进至井深3 635 m，垂深2 907 m完钻，结束该井钻井作业(图3)。

图2 Sacha-373H井方位伽马测井特征响应(E)

图3 Sacha-373H井方位伽马测井特征响应(F)

三、结论

(1)Sacha-373H水平井地质导向主要采用威德福方位伽马及成像技术(HAGR)，结合综合录井和气测录井技术对着陆点和水平段进行了地质导向施工，地质解释成果与实际符合度很高，成功完成了该井的地质导向任务。

(2)钻前导向模型的测井特征响应都在实际钻井过程中得到了验证，虽然在层位顶部的预测与实际有所偏差，没有描述到砂岩体中的页岩薄层，但总体上预测模型基本完善地描述了Sacha-373H井的测井特征。

(3)本井目的层上下层位都存在地层自然造斜，在砂岩体中也存在方位右漂现象，但是定向施工过程中，没有全面把握地质规律，同时，对轨迹惯性和地层倾角把握欠缺，造成水平段继续钻进将钻穿油层顶部，无法调整轨迹，提前完钻。

(4)地质导向仪器仍存在测斜零长偏长的问题，对于钻头所在位置描述存在一定滞后。今后可采用更先进的近钻头测斜仪器，避免因轨迹预测误差而进行调整造成大的狗腿度。