随钻地质导向技术在钻井中的应用探析

江民盛 熊青山

《钻井地质》一书较全面地总结了钻前、钻进、完井及油气井试油等4个方面地质工作，详述了不同地层岩性及油气田地质构造的识别鉴定方式，系统地分析了随钻地质导向技术在油气钻井作业过程中涉及的技术工艺，结合具体实例深入地解析了随钻导向技术在钻井施工作业中的巧妙应用。本书专业知识理论性强，与实际应用联系紧密，为我国从事油气井地质导向钻井技术方面的工作人员提供良好的技术及理论参考。

随钻地质导向技术通过结合测井、旋转导向及闭环控制系统等完成钻井施工，钻井中应用主要涉及随钻测井技术及地震技术两个方面。该项技术的基本原理是收集分析相关附近井资料信息，计算得出所需钻井参数，结合具体钻进过程中测井数据资料对比计算，确保最终钻进井眼轨迹的最佳走势。实际作业中，旋转导向是用来根据计算结果实时调节修正井眼轨迹的，也就是说随钻地质导向技術是基于实际油藏特性参数确定井眼轨迹的。闭环控制系统中集合了电、核、磁等不同类型传感器，传输相关钻井数据至地面，通过系统分析进行旋转导向的控制，因此随钻地质导向技术在钻井过程中具一定优势。随钻地质导向技术在作业过程中，可有效减少停钻测井非生产时间的耽误，及时发现并避免复杂地层结构，降低井眼垂深起伏，提高储层钻遇率及单井产能上限。

基于电阻率及自然伽马射线技术手段的结合应用，随钻地质导向方式与工程技术联系日渐紧密，最新技术已延伸至油藏储层边界的探测，三维可视化井眼轨迹及地质录井建模等技术的发展进一步推动了随钻地质导向技术的升级，被成功应用于多个复杂油气藏的钻井作业。随钻地质导向技术分为初级、一级、二级及三级等多个服务级别，其中不同服务级别对应不同随钻导向目标及服务价值，技术程度随级别增加逐渐深入，如从初级服务数据采集技术至三级服务复杂岩性流体中的随钻导向。随钻地质导向技术在实际应用过程中始终以三维地质模型进行随钻随调工作，当前建立的三维分层模型中均是简单均质，即随钻导向技术终究遵循几何导向模式。实际地下沉积油藏则是格架、储层、流体及储层压力等多方面耦合的复杂非均质系统，两者间存在较大差异，所建立的三维地质模型真实程度是决定随钻技术精确性的主要因素。以实际地质多层次精确化为思路，随钻地质导向技术较多集中于多层次导向。这里主要总结为4个层次导向，即从第一层次格架模型至第二层次储层分布模型，再至第三层次流体分布模型，最终至第四层次压力分布模型，层层递进，实现三维地质建模与随钻导向技术二者的精准结合。

随钻地质导向技术及配套设备在国外已相当成熟，被13家油气公司广泛应用，其中最先进的旋转导向系统当属斯伦贝谢石油钻探公司的POWERDRIVE、贝克休斯勘探公司的AUTOTRAK及哈里伯顿的GEOPILOT等。国内随钻地质导向技术则迫于技术及相关制造工艺的限制，大多随钻地质导向技术华而不实且存在较大缺陷。唯有中石油自主研发的CGDS-1地质导向系统颇具优势，已在冀东及辽河油田进行了相关试验应用，效果良好。同时，国内相关部门，如中油测井、胜利油田及中海油服等也对国外随钻导向设备进行了大力引进，并投入生产。我国始终未能掌握一套较成熟先进的随钻地质导向技术。

上述内容在《钻井地质》一书得以详细地分析论述。为保障油气钻井施工安全高效进行，我国未来应尽可能加大随钻地质导向关键技术方面研究，尽快由滑动钻进向旋转钻进的转变，深入近钻头地质导向技术的研发，及时实现随钻导向技术中远距离储层边界探测手段的应用等。此外，还需大力创新随钻地质导向技术措施，以求随钻过程中测量、传输控制及地质导向三者的有机结合。