陕甘宁盆地古生界水平井录井方式探讨.docx

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陕甘宁盆地古生界水平井录井方式探讨

陕甘宁盆地古生界水平井录井方式探讨

水平井是沿油层走向形成进入油气层井眼的井斜角不低于86°的水平位移的特殊定向井,它可有效地增加油气层的泄露面积，提高油气采收率，利用水平井勘探开发油气藏的规模在不断扩大，是增加产量的有效手腕之一，为油田不断提高产气量找到了一条增产的有效之路。

随着对提高油气资源开发的综合经济效益的日趋重视和钻井工艺技术的不断提高，将面临更多的水平井录井，而且不同区块地层特点不同较大，水平井录井技术难度愈来愈大。

目前，我只进行了2口井古生界水平井录井，现将录井进程中总结出的方式进行探讨，以便在尔后工作中应用，圆满完成水平井录井任务。

1水平井钻进钻具组合及仪器

钻具组合：

钻头+螺杆+无磁钻铤+加重钻杆

LWD在无磁钻铤内，钻铤下端装无磁短节，内有节流环，和LWD产生2MP压力脉冲，在立管上装有压力检测装置，将压力信号转成电信号，用说明软件分解出井斜、方位数据。

LWD应用

为了适应突飞猛进的水平井钻井工艺的需要，在国外新的录井方式和录井技术不断涌现。

如MWD和LWD技术，目前咱们在水平井钻井中所用的要紧技术LWD（地层评判随钻测量系统）。

随钻测量系统由井下传感器组件、数据传输或井下记录装置与地面检测处置设备组成。

所有随钻系统应用紧靠钻头上部的传感器来测量钻井参数与地层参数。

钻井期间测量的数据实时传输导地面。

LWD一样能测量井斜、方位及工具面方向。

测量电阻率，自然咖玛，岩性密度、中子、声波等地层参数。

另外，还可用钻具振动分析技术来进行地质导向。

LWD工具内部组成份为三部份：

电源（干电池或钻井液流驱动的涡沦发电机）、探测系统及数据存储传输系统。

LWD工具的长度大约为9.50米左右，LWD的中心距钻头大约为12~16米，在钻头和LWD工具之间还可能加接其它钻具，那个距离一样能够变更。

LWD信息由于那个距离的存在要滞后钻头位置，滞后的距离是钻头与LWD探测点间的距离。

也确实是说，咱们实时取得的LWD数据的深度总要比实际井深浅12~16米左右。

2水平井录井的要紧工作

钻前预备

开钻前，地质人员要认真学习设计，对设计的各项内容和要求要反复讨论。

同时普遍搜集资料，把握区域地层、岩性特点，作到心中有数。

地质预报图

通过对该区构造和以上搜集的各类资料进心进行整理归纳和综合分析，使咱们把握了地层转变特点及砂体散布和气层转变规律等，在此基础上编制了地层对照、地质预报图、井身结构及地层的随钻分析图等，以指导以后的钻井工作。

临井资料的预备

水平井临井资料本着就近原那么至少应预备4口以上，而且在上古界为目的层的井，偏重预备南北向的资料，因为砂体大多为南北向展布。

本井应做图件预备

录井段1：

500随钻斜深、垂深手剖面图；录井段1：

200随钻垂深剖面图

钻具治理

不可轻忽的是钻具治理问题。

由于水平井要求井深精度极高，为了保证工程质量，咱们教育大伙儿要尽力排除一切可能的人为因素造成的数据误差，如：

钻具丈量、计算等。

3入窗点的地质预报：

卡好入口点代表水平井成功了一半，关于入口点的确信必需超级精准，要尽可能排除一切可能显现的误差。

误差要紧来源于以下几个方面

熟悉设计

由于邻井资料不正确，如电测深度误差而引发的本井设计的井深误差，由于邻井井斜大，井深未校正而造成的深度误差。

在设计本井之前，对井下构造熟悉不太清楚，从而造成实钻地层与设计地层完全不符。

这种情形往往将会是咱们无法找到入口点，并预示着水平井的失败。

卡准层位

上古生界的地层预报要点，卡准刘家沟组底界是关键。

将临井刘家沟组底界与本井的刘家沟组底界对齐，下拉对照石盒子组底界、山22底界厚煤层，误差只有5~15米，如此对估量显现的岩性大体能够操纵，来确信本井是不是存在不正常的地层层序或厚度，以便提早给钻井施工预报，进行井眼轨迹是不是调整。

若是与设计误差较大，有可能会更改地质、钻井设计。

山22的底界煤层是预报山23砂体的最后一道关键层位。

在米脂~子洲区块，山23煤层横向展布、厚度都很稳固，这是最靠得住的预报标志层，该曾厚度一样在4~5米左右。

及时绘制“地质轨迹跟踪图”。

依照地层对照结果，结合实际轨迹，及时绘制轨迹运行图与设计轨迹进行对照。

在岩性描述及挑样上做到去伪存真，提高所描述岩屑的代表性、正确性。

结合与邻井中目的层的岩性、物性、含油性及分析和化验资料的分析和对照判定着陆点的位置。

熟悉构造说明

另外：

在水平井钻井中，地质人员必需熟悉当前目标层的合理的地质构造说明。

必需了解构造说明的三维特点。

同时应擅长通过度析井身的几何结构来指导下步的井身轨迹，通过对构造的分析并结合井身轨迹，随时了解钻头所处的断块、地层，分析与设计是不是一致。

利用邻井资料，结合气测、定量荧光分析技术解决油气层的归属问题，为地层对照提供依据。

4、如何实现水平段的地质导向

水平段的地质导向工作要紧包括两大方面的内容：

其一主若是检测油层内部岩性、物性及含油性的转变，一旦在水平段显现明显水砂应能及时发觉并提出下部方法。

其二是将钻头操纵在油层内部，使钻井轨迹与油层顶面平行顺层面钻进，避免钻穿油层顶和底面、进入盖层或油层底部泥岩层。

钻时录井：

具有较好的实时性，能及时反映地下岩石的可钻性，进而推测其岩性及钻头位置。

气测录井：

油气层最直接、最有效的信息之一为气体组分，在油气层中水平钻进时，气测（专门是快速色谱）录井曲线和数据大体维持不变，一旦井眼轨迹离开油气层或进入水层段，气测曲线及数据特点将发生转变（图2）。

岩屑及常规荧光录井：

岩屑为实物，以闻油气味、看颜色、荧光滴照、浸泡、系列对照等手腕快速判定油气显示。

在水平井录井中可通过持续观看、描述含油岩屑及其百分含量的转变来判定井眼轨迹是不是在油层中延伸。

定量荧光录井：

定量荧光录井技术能定量识别肉眼看不见的荧光显示。

在纵向上，该技术具有对油层、气层、含油水层（残余油）、水层的识别能力；在横向上，该技术能够进行油源追踪及地层对照；若是流体性质相同、油质相同，那么定量荧光谱图形状相同、荧光强度相同、荧光级别相同。

气相色谱录井：

流体性质不同，气相色谱流出曲线不同。

在水平段钻进中，井下地层及油气显示在录井资料上的表现特点：

由于钻井工艺及技术手腕的局限，水平井井眼轨迹不可能呈直线延伸，又因为井下油气层的产状和走向的不确信性，有时井眼轨迹会偏离油层进入上下围岩层。

整体上，在综合录井图上有6种表现特点，如（图3）所示：

4.6.1从上泥岩进入油层：

钻时下降；岩屑百分含量：

泥岩岩屑减少，砂岩岩屑增加，含油岩屑比例增加；气测值表现为总烃、组分由低值快速上升（尤其是C一、C2）；随钻测量井斜增加，垂深增加，自然伽玛由高值变成低值，电阻率曲线由低值变成高值。

4.6.2从油气层进入下泥岩：

钻时上升；岩屑百分含量：

泥岩岩屑增加，砂岩岩屑减少，含油岩屑比例减少；气测值表现为总烃、组分由高值缓慢下降（尤其是C一、C2）；随钻测量井斜、垂深增加，自然伽玛曲线由低值变成高值，电阻率曲线由高值变成低值。

4.6.3从下泥岩进入油气层：

钻时下降；岩屑百分含量：

泥岩岩屑减少，砂岩岩屑增加，含油岩屑比例增加；气测值表现为总烃、组分由低值快速上升（尤其是C一、C2）；随钻测量井斜增加，垂深减少，自然伽玛由高值变成低值，电阻率曲线由低值变成高值。

4.6.4从油气层进入上泥岩：

钻时上升；岩屑百分含量：

泥岩岩屑增加，砂岩岩屑减少，含油岩屑比例减少；气测值表现为总烃、组分由高值缓慢下降（尤其是C一、C2）；随钻测量垂深减少，自然伽玛曲线由低值变成高值，电阻率曲线由高值变成低值。

4.6.5在泥岩中钻进：

钻时持续相对高值，岩性为单一泥岩，含油岩屑含量少，气测总烃曲线慢慢降低，组分明显下降（尤其是C一、C2）；自然伽玛曲线持续高值，电阻率曲线呈持续低值。

4.6.6在油层中钻进：

钻时持续相对低值，岩性为单一砂岩，含油岩屑含量高且较稳固，气测总烃曲线升为高值平台曲线，组分明显增为最大（尤其是C一、C2）；自然伽玛曲线持续低值，电阻率曲线呈持续高值。

如油层存在物性不同，气测全烃曲线表现为锯齿形，组分时高时低。

自然伽玛曲线呈低值锯齿形，电阻率曲线呈持续高值锯齿形。

钻时：

钻时具有较好的实时性，能及时反映地下岩石的可钻性，进而推测其岩性。

但由于其阻碍因素较多，因此在利用它作地质导向时，必然得考虑钻压、转盘转速、单驱或双驱等等因素的阻碍。

气体组分在水平井中的导向作用

油气储层最直接、最有效的信息为气体组分。

最多见的储层结构是气顶、中油、下水，它们的组分值会有明显的不同。

据他人的体会：

气体组分的比值能有效反映钻头是不是偏离了油层，至于用什么样的组分比值导引钻进，取决于该层上下在气体组分的不同，什么样的组分比值转变更能说明是不是偏离目标层而定，这要紧靠咱们对目的层的油、气、水性质及储层物性的了解程度。

五、水平井录井中存在的几个问题

钻井液的混油问题：

由于水平井井斜较大，井内磨阻也大，因此井内混油在所不免。

如何才能在钻井液混油的情形下提高咱们的气测录井对油气层的发觉率，成了咱们钻水平井的一个难题。

依照他人的体会：

若是把综合录井仪中的气体检测设备改成两套，其中一套用来检测钻井液入口脱出的样气流，用以排除再循环气和背景气的干扰，可大大提高气体检测信息变量在以油气层为目标层的地质导向中的应用成效。

目前最新的录井系统已设置了循环钻井液入口气体搜集和一套气体检测分析装置，在这种录井系统中，变量值循环链模块软件许诺搭载气体迟到变量信息。

在处置中，将实时出口气体各变量与相应气体迟到变量相减，能够取得剔除再循环气阻碍的信息，大大提高了气体检测信息说明的靠得住性。

如何才能更好地利用定量荧光技术、地化分析技术和PK分析技术，解决油气显示层的归位问题，并为水平段的地质导向提供参数，也是咱们尔后需要研究的一个重要课题。

水平段井下井壁易沉砂，加上采纳PDC钻头钻进，研磨性极强如何才能正确描述并挑选这种粉末状岩样，将是咱们尔后需要解决的难题。

6、水平井录井技术难点及解决方式

依照综合录井钻时、岩屑、定量荧光及气测快速色谱录井情形，结合特点曲线综合分析，能够判定井下钻头是不是在油气层中钻进。

但在水平井钻井进程中，为保证快速钻进及钻井施工平安，工程需要利用PDC钻头、钻井液中需要加入原油、润滑油、磺化沥青等有机物质，而且，水平井岩屑运移方式与直井不同，这给岩屑、荧光及气测录井带来了必然的难度。

如何利用先进的录井新技术真实地反映地层信息是指导水平井钻进的关键。

岩屑录井

岩屑录井是发觉油气显示最直接、最有效的方式，但水平井钻井通常采纳“PDC钻头和螺杆钻具结构”新钻井工艺来提高钻井速度，岩屑细，乃至呈粉末状，混杂，为了防漏加随钻堵漏剂不开振动筛的时候多，因此，可否捞到反映地层真实信息的岩屑成为关键。

捞砂方式改良：

捞取真实地层细小岩屑时采纳。

要紧工具：

做一个0.5m2大小的接砂盒，摆放于两台振动筛之间，在架空槽后振动筛前引进钻井液和岩屑（入口位置越低越好），按时加密捞砂。

砂样清洗和烘晒：

在小水压下搅洗，不宜利用高压冲洗，尽可能地保留细小颗粒岩屑。

砂样在烘晒进程中岩屑颗粒表面水分未干前不能搅动砂样，避免颗粒表面污染和彼此粘结，给岩屑描述带来困难。

岩性定名和描述：

由于水平井自身的特点，在水平段和斜井段，岩屑的搬运方式比直井加倍复杂，岩屑实际返出井口时刻往往滞后于迟到时刻，岩性定名极为困难，必需结合钻时和气测值综合考虑，充分利用放大镜，在镜下认真观看岩屑状况。

必要时可利用“岩屑图象高分辨率搜集仪”，实行岩屑图象自动化搜集、编辑、处置和分析，并进行岩屑图象对照、多块岩屑图象持续显示，从而确信岩性并进行精细描述。

荧光录井方面

油基钻井液对岩屑，专门对PDC钻头细岩屑污染严峻，给常规荧光录井带来专门大困难。

需要利用柴油、洗涤剂、清水别离进行清洗。

在现场通过实验，发觉提高洗涤剂和清水的温度，能够最大限度降低油基钻井液对岩屑的污染，大体解决了解决了钻井液造成的荧光干扰问题，排除PDC钻头对岩屑荧光录井的阻碍。

气测录井

气测录井是通过检测分析钻井液从井底返至井口所携带的气体组分进行录井的方式。

钻井液中加入原油、润滑剂、磺化沥青等有机物对气测录井产生严峻阻碍，但通过度析真假气测显示的不同特点可准确评判油气层。

水平井钻井中加入大量原油，气测全烃曲线基线升高，掩盖了地层中的油气显示，全烃曲线也将失去持续测量地层油气显示的优势，同时重组分呈现高值，掩盖了油气层重组分显示。

但钻井液中不管加入何种有机物在充分循环均匀后，组分中的甲烷、乙烷等轻组分将降低至大体消失。

在水平钻进中，一旦甲烷、乙烷等轻组分显现或升高，那么可判定钻头进入油气层。

为提高气测录井地质导向的准确性，还可在气测仪上配套快速色谱仪，3Q04快速色谱分析周期为30s，测量的甲烷值能够看做一条近似的持续曲线，可替代全烃曲线，卡准油层的靠得住性更强。

通过快速色谱中3H曲线的转变，能够判定钻井中的误差，当钻开油气层后，表现为3H曲线中的湿度比，平稳比和组分值发生明显转变，在同一油气层中钻进，3H曲线相对稳固。

若是钻头偏出油气层，3H曲线也随之发生转变，且这一转变反映在仪器上仅滞后于钻头位置一个迟到时刻，因此快速色谱能够较快发觉井眼轨迹的偏移，更有利于钻井及时调整井眼轨迹。

另外，录井可利用色谱气体比值法（依据Wh和Bh曲线的关系（图9））判定储集层流体性质转变和油、气、水界面（Wh和Bh交叉：

油气界面；Wh和Bh分离：

油水界面），从而指导水平井钻进。

气体组分的比值能有效反映钻井是不是偏离了油层，至于用哪一种组分比值引导钻进，取决于该层上下气体组分的不同，即哪一种组分比值转变更能说明钻头是不是偏离目的层。

井眼轨迹监控方面监控钻头位置，确保在目的层内钻进，是水平井的目的所在。

利用综合录井仪实时井斜监控软件，输入设计的轨道数据及依照区域邻井地质资料预测地层数据，能够绘出设计井眼轨迹和预测地层剖面。

实钻进程中，通过及时输入或提取LWD测量的井斜数据，绘出实时井眼轨迹的同时，能够预测钻头实际位置。

结合岩性实际转变情形，及时调整地层数据以取得真实的地层剖面。

结合其他参数转变情形，能够较为直观的提供实际井眼轨迹走向。

7、问题讨论与保障方法

通过几口水平井录井效劳，咱们总结出，要保证综合录井地质导向的成功率，除改良上述各类录井方式外，还须采取以下保障方法：

钻前准备

掌握区域地质情况，在分析邻井资料的基础上，根据井斜对标志层视厚度及深度逐个进行校正，确保水平井地层对比的准确性。

卡好着陆点

7.2.1从开始造斜起，要绘制1:

200的“深度校正录井图”与邻井进行对照。

在对地层及砂层组进行大段对照的基础上，要坚持小层对照。

及时绘制“地质轨迹跟踪图”。

在岩性描述及挑样上做到去伪存真,提高岩屑的代表性、准确性。

结合邻井目的层的岩性、物性、含油性及分析化验资料，对比判断着陆点的位置。

结合邻井资料，利用快速色谱、定量荧光、气相色谱分析技术进行油气层归位，为地层对照提供依据。

加强综合录井对工程异常的预报

综合录井系统不仅能及时发现与评价油气显示，采集处理工程参数与钻井液参数，提供异常预报信息，而且还能进行各种异常的分析判断。

与直井相比，水平井钻井工艺更加复杂，如：

A、开转盘钻进时钻具与井壁摩阻大，钻具负荷大，易发生扭断；B、用螺杆钻进时钻具相对静止，易发生卡钻；C、井壁易垮塌而发生卡、阻；D、钻遇大面积裂缝发育带容易发生严重井漏、井喷等等。

所以，综合录井现场服务应密切观察各项参数的异常变化，尤其是立管压力、套管压力、扭矩、悬重和钻井液量等变化，及时通知相关技术人员，以便迅速采取处置方法，确保施工平安，爱惜油气层，提高钻井时效，降低钻井本钱.

8、结论

一口水平井的产量能够代替3-5口井的产量，在钻井本钱有效降低的条件下，经济风险较小，因此，愈来愈受到采油厂的青睐。

在水平井作业进程中，MWD和LWD随钻测井技术具有有效的地质导向作用。

但是，在实际钻井作业中，随钻测井仪器存在一个滞后井底8米多的测量盲区，仪器无法及时测量井底地质资料，因此仅仅依托随钻测井资料还不能准确了解井底的岩性特点及其含油气性。

若是油层很薄，当随钻测井资料显示井眼轨迹偏离油层时，钻头已进入非油层8m，假设要把井眼从头调整到油层中，要钻相当长度的非油层地层，这种测量信息滞后现象将大大地阻碍其导向成效。

而且，MWD和LWD随钻测井仪器本钱相当昂贵。

通过实际工作对照，综合录井钻时、岩屑、荧光、气测录井等资料的反映速度都快于随钻测井资料，能及时有效地反映随钻仪器测量盲区的地层岩性及其含油气性情形。

依照所钻目的层（油层）钻时、岩屑、荧光、气测录井等综合录井参数的表现特点，充分利用各类标志信息（如岩性、非烃组分）的转变，为判定是不是偏离靶区和是不是在同一油层提供有效依据。

同时利用实时井斜监控软件，实时监测井眼轨迹转变，预测钻头位置，再结合区域地质资料和随钻测井资料，综合录井资料在水平井钻进中能真正起到地质导向作用，指导井眼轨迹的正确导向。

同时，在本钱消耗上综合录井仪相对随钻测井仪器而言要低得多，具有必然的价钱优势。

综上所述，在水平井作业进程中，综合利用各方资料和数据进行井眼轨迹的准确导向、定位超级重要，除MWD（随钻测量）和LWD（随钻测井）外，尤其综合录井资料更为及时、直观、快捷。

固然，由于井下地质情形的复杂性，此刻的科学技术还远远不能知足实际生产的需要，单单靠任何一种单一的技术永久都不能平安、有效、准确地进行水平井生产，只有综合利用各方资料和数据，结合临井区域资料和实际体会，各自发挥自己的优势，才能真正达到目的，更有力地进行水平井作业。