地质导向技术在薄层油藏中的应用

张官利

（大庆钻探工程公司地质录井一公司，黑龙江大庆163000）

1 概述

薄层油藏，多属于底水构造油藏，这类油藏具有油层厚度薄、底水能量充足的特征，开发难度较大，为了提升薄层油藏开发的效果，多运用水平井进行开发。水平井井身结构复杂，由于储层厚度较薄，在水平段钻进过程中，井眼轨迹控制难度较大。为了提升水平井钻井质量，在研究地质资料的基础之上，充分运用水平井地质导向技术，结合测井曲线、实际录井的岩屑情况、所需要的钻井时长、相关气测资料等，对井眼轨迹进行实时分析与判断，有效控制水平井井眼轨迹[1-2]。在对整个薄层油藏进行实际钻井过程中，若想让水平井最大限度地穿越油层，就要充分利用钻井技术和地质特征对实际目标层位变化进行准确预测，并在上述基础上对井眼轨迹进行相应调整。

2 薄层油藏在开发中面临的问题

（1）地层埋深较浅，岩石胶结疏松。具体说来，薄层油藏通常具有埋深较浅且角质疏松等问题。比如，某些油层的最浅埋深竟然达到负一千七百多米，而最大埋深也只有负一千九百多米，因此需要更多功能且更先进的钻头，同时还要求LWD造斜能力也比较高。

（2）油层薄，底水油藏特征显著。薄层油藏的最大油层厚度基本上都没有超过10m，最小油层的厚度也只有3m左右，平均油层厚度也不够理想。同时，这种油藏大多为底水油藏，只有距离保持与沙层顶部在合理范围，才能让整个水平段尽量与油水界面保持安全距离。

（3）油层构造起伏较大。薄层油藏呈现出比较强的纵向上非均质性特征，而且油层构造起伏比较大。油层纵向面上，存在些许泥质或具有钙质夹层，致使局部绵延起伏。因此，为了保证储存钻遇率较高，就要求开展距离沙层顶部较近的地质导向，相应加大了难度。

3 地质导向工具

（1）传统工具。马达等钻具在常规水平井地质导向中运用的比较广泛，马达钻进导向主要包括滑动与旋转这两个过程，也是钻进过程与导向过程的具体表现。其中，所使用的地质导向工具还包括对自然伽马与电阻率进行具体测量ARC，对水平井方位、实际井斜度、工具面进行测量的MWD，MWD具备在地面实时接收测量数据的功能。对水平井壁密度、超声波井径、光电指数等进行测量的主要工具为ADN。

（2）新型工具。新型水平导向工具对于常规水平井进行测量时，使用的工具种类与传统的比较相似，比如ADN、MWD、ARC三种专用工具与传统的完全相同，最大的不同在于对powerdrive这种旋转导向系统的引进，这种导向系统完全代替了马达的功能。在实际工作中，在该系统的作用下，不但使机械转速得以显著提高，而且还使卡钻风险降到最低。

4 在薄层油藏中运用地质导向技术的主要策略

在实际水平井钻井过程中，水平井的成败由着陆情况而决定，水平井钻井要将着陆靶点的地质导向作为关键。

4.1 依据水平井着陆导向原则

薄层油藏中，普遍存在着油层厚度较薄的特征，因此主要属于底水油藏。在实际设计水平方案中，不仅要充分保证水平井的产能，而且要保证油层顶部为主要着陆位置。如果在钻井过程中发现水平井内存在硬夹层，那么为了避免钻头发生反弹现象就不能保持太大的着陆角。假如硬夹层非常厚，钻头就会因为过大的角度，在长时间的钻进过程中出现钻头磨损现象。在整个钻井过程中，工作人员不仅要充分掌握地质地貌的特征，还要做好充分的勘察工作，在此基础上规划好整个钻井工程，才能有效预防问题的发生[3]。因此，地质导向技术人员在进行钻井过程中一定要确保着陆角度适宜，并对钻压与机械转速进行有效控制。

比如，很多薄层底水油藏中的目的层上覆泥岩会因为沉积环境的变化表现出一定规律性，因此技术人员可以充分遵循泥岩韵律变化进行实地跟踪，在对着陆深度进行预测时，还要充分结合邻井的资料。在目的层之前先划分出清晰的标志层，当钻遇标志层后，就要对比实际钻遇的角度、深度，在此基础上对地质导向模型进行合理调整，将此作为重要依据对着陆深度进行正确预测。例如，某水平井内局部因为沉积构造出现一定变化，如果钻进到一定深度之后并没有发现第一个标志层，接下来要保持继续钻进的动作，假如在一定深度时发现了另外一个标志层，那么就可判定基本符合设计。如果在对这个标志层进行钻进之后，就要对目的层着陆深度进行预测，同时还要根据现有实际情况对最后一个标志层进行重新预测。

4.2 对水平段钻进进行有效指导

对于薄层油藏而言，为了提升开发效益，通常使用较长水平段的水平井，水平段的距离很难缩短。如果要测量近钻头的实际井斜、具体方位、伽马，就要保证Powerdrive与钻头的距离保持在2m左右，以便于对钻头的实际位置和走向进行及时测量，在此基础上对钻开地层的岩性进行准确判断。在对水平段进行钻进时，犹如在钻头上开了一个能够对钻井井身轨迹与地层岩性实时观察的窗口，在钻井时可以依据地层情况变化，对井眼轨迹的走向进行合理设计并做出有效控制，还可以将原钻井设计中不合理的地方进行调整。

4.3 严格遵循地质导向原则

因为在薄层底水油藏中有比较充足的底水能量。所以要在上覆泥岩或者硬夹层下保持井眼轨迹的水平段与油水边界在一定距离，尽量在油层的中上部位进行纵向钻进，这样才能确保水平井的较多产能。钻头如果在钻进过程中遇到含有钙质夹层的油层，那么必然穿不过该夹层。技术人员在水平段钻进过程中，不仅要依据电阻率、密度、伽马等特征对LWD曲线进行密切跟踪，还要对井眼轨迹依据实际钻井参数进行正确判断。比如，某个油层的水平段油层厚度在4m左右，属于典型的薄砂岩储集层，而且还有一个大约1m左右的泥质夹层存在于油层中上部。技术人员在进行导向时应在泥质夹层与油层顶部之间1m左右处控制水平段井眼轨迹。技术人员还要对油藏特征与具体构造进行综合研究之后，归纳出这个水平段导向存在的具体风险因素。同时，因为处于水平段的砂岩都比较疏松且控制井斜难度较大，为了保证稳斜钻进就要通过不断发指令使井斜增加或降低。假如整个水平段长度保持在850m左右，有效水平段在810m左右，那么钻遇率基本上在90%上下浮动。如果控制垂深深度在1m之内并较好地对井眼轨迹进行有效控制，就要做好地质导向工作。

4.4 综合各种信息判断地质导向效果

薄层油藏主要通过水平井井网进行开发，而且需要评价的井数量比较少，同时因为测井资料比较少，只能以地震解释和反演效果作为主要依靠，在此基础上对储集层及具体构造进行认识，由于资料相对较少，使得水平井地质导向的难度大大提升。在进行着陆时，要通过制定完善的水平段控制策略，保持水平段钻头在储层中穿行，虽然不可避免个别井在钻井过程中可能会触及到油层顶部的泥岩，但完全可以依靠地质导向的引导顺利返回目的层，最终达到钻井目的。

5 结束语

目前我国大多数油田已进入开发中后期，勘探目标不断向薄互层砂岩储层转变，为了提升开发效益，水平井应用越来越普遍。水平井在薄层中井眼轨迹控制的难度较大，若想成功实现水平井钻井，就要充分利用地质导向技术，控制水平井钻井顺利着陆，并对水平段的轨迹进行有效控制，从而实现钻井目的。根据大多数薄层油藏的具体特征，可以充分利用新的地质导向工具并结合地质导向软件，在此基础上实时对比LWD测井曲线与邻井测井资料，合理调整水平井井眼的轨迹，才能确保一次成功着陆，既有效节省了钻井时间，也缩减了钻井费用。因此，充分运用导向理论研究和技术应用，可以在大量水平井导向作业实践过程中形成一套非常有效且成熟的方法，更好地在薄层油藏中进行全面应用。