編譯:馬向陽(yáng) (塔里木油田分公司油氣田產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目部)

審校:趙平 (大慶鉆探工程公司測(cè)井一公司)

降低橫向井測(cè)井風(fēng)險(xiǎn)

編譯:馬向陽(yáng) (塔里木油田分公司油氣田產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目部)

審校:趙平 (大慶鉆探工程公司測(cè)井一公司)

盡管隨鉆測(cè)井 (LWD)/隨鉆測(cè)量 (MWD)在鉆井過(guò)程中提供了大量數(shù)據(jù),但是對(duì)于水平泥巖橫向井段來(lái)說(shuō),由于成本高、風(fēng)險(xiǎn)較大,LWD/MWD的應(yīng)用受到了限制。一種新型基于存儲(chǔ)的儀器可以到達(dá)鉆頭所到達(dá)的任何位置,并可為水平橫向井段提供豐富的鉆井信息。

橫向測(cè)井 泥巖 隨鉆測(cè)井隨鉆測(cè)量 成本 風(fēng)險(xiǎn)

考慮井下環(huán)境時(shí),有一個(gè)問(wèn)題必須考慮,那就是獲取盡可能多的數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的層需要對(duì)源巖進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí),LWD/MWD系統(tǒng)常常派不上用場(chǎng)。盡管在當(dāng)今市場(chǎng)上這些儀器的價(jià)值是顯而易見(jiàn)的,而在特定鉆井環(huán)境下它們所表現(xiàn)出的高成本和高風(fēng)險(xiǎn)使其在一些地區(qū)的使用受到了限制。在北美,主要采用水平橫向井開(kāi)采泥巖 (層),LWD/ MWD便失去了其優(yōu)越性。

已經(jīng)證明,分階段壓裂完井是泥巖開(kāi)采的一個(gè)有效方法,幾乎不需要什么數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上,如果在一或兩口井里可以測(cè)井,那么就可以在一個(gè)均勻剖面上進(jìn)行壓裂作業(yè),從而開(kāi)發(fā)整個(gè)油田。這種方法已在Fayetteville、Haynesville和Eagle Ford的作業(yè)中獲得了成功,同時(shí)也面臨著新的挑戰(zhàn)——優(yōu)化完井。

1 成本與風(fēng)險(xiǎn)

泥巖成功開(kāi)發(fā)的一個(gè)主要因素是降低單井鉆井和完井成本。在泥巖開(kāi)發(fā)中,鉆水平橫向井是油井生產(chǎn)最有效的鉆井方式。按目前標(biāo)準(zhǔn),采用LWD/ MWD測(cè)量橫向井段涉及高成本和高風(fēng)險(xiǎn)。LWD/ MWD儀器是井下鉆柱總成的一部分,如果鉆柱遇卡,或者出現(xiàn)什么問(wèn)題或儀器發(fā)生故障,可能要花費(fèi)上百萬(wàn)美元。

在一個(gè)新的區(qū)域,開(kāi)發(fā)商常常在頭幾口井中使用測(cè)井技術(shù),獲得的信息用于其后的許多新井中?，F(xiàn)代壓裂作業(yè)的優(yōu)勢(shì)是開(kāi)發(fā)商可以用有限的實(shí)際井眼信息完成多數(shù)井的壓裂作業(yè)。結(jié)果,為了減少開(kāi)支,許多開(kāi)發(fā)商都取消了數(shù)據(jù)采集這一環(huán)節(jié)。通過(guò)減少油田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中的測(cè)井作業(yè),開(kāi)發(fā)商正在降低成本和風(fēng)險(xiǎn)。在節(jié)省作業(yè)時(shí)間和成本的同時(shí),也大大減少了特定井下環(huán)境的有價(jià)值信息量,限制了開(kāi)發(fā)商通過(guò)優(yōu)化完井來(lái)增加產(chǎn)量的能力。

2 低風(fēng)險(xiǎn)、高質(zhì)量數(shù)據(jù)

2009年1月推出的第一支商用 ThruBit LL G過(guò)鉆頭測(cè)井 (TBL)儀是一支耐用的三組合 (伽馬、電阻率、中子和密度/Pe)儀器。已經(jīng)證明,該儀器是可以獲得更多數(shù)據(jù)的有效、經(jīng)濟(jì)的方法。該方法通過(guò)鉆柱傳輸儀器并通過(guò)鉆頭,降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。該儀器可在很寬范的條件下 (包括惡劣環(huán)境)采集測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),因?yàn)殂@頭鉆到哪里,它就能測(cè)量到哪里。

Haynesville的實(shí)例如圖 1所示,已給出了Haynesville的主要鉆井區(qū)域,以及鉆出點(diǎn) (中子與密度曲線(xiàn)進(jìn)一步分離處)。伽馬射線(xiàn)顯示幾乎沒(méi)有什么差別,所以隨鉆測(cè)量伽馬射線(xiàn) (MWDGr)對(duì)確定何處完井最優(yōu)不會(huì)有幫助。TBL三組合指出了鉆入和鉆出區(qū)域以及有效完井的位置。

TBL儀器與一特殊設(shè)計(jì)的 Portal Bit聯(lián)合使用,可以解鎖使測(cè)井儀器穿過(guò)鉆柱來(lái)測(cè)井。一旦井眼循環(huán)干凈,鉆柱即“通管器”,提供了一個(gè)最小

2.5 in(1 in=25.4 mm)的偏移,測(cè)井裝置靠電纜穿過(guò)鉆柱,與測(cè)井儀保持連接。儀器懸掛在鉆頭的上方,可使“三組合”延伸至鉆頭下方。隨著電纜的移動(dòng),當(dāng)在地面上卸掉 (鉆桿)時(shí),儀器以存儲(chǔ)測(cè)井模式采集井眼信息。

對(duì)于水平 (或垂直)井來(lái)說(shuō),儀器可以在鉆桿完全取出前收回,這有助于完井作業(yè)計(jì)劃的迅速實(shí)施。萬(wàn)一鉆桿遇卡,在鉆工處理鉆柱直至解卡的時(shí)候,儀器可較容易地被收回至地面。隨著儀器安全地放置在工作腳手臺(tái)上,發(fā)生損壞的風(fēng)險(xiǎn)全部解除。

除了降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)外,TBL還提供了完井過(guò)程中用于優(yōu)化井特性的信息。巖石物理學(xué)家Bruce Noblett認(rèn)為,過(guò)鉆頭MWDGr的一致性較好。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的伽馬儀器的偏移加上或減去表格刻度,儲(chǔ)層質(zhì)量中重要的細(xì)小變化較容易被忽略掉。

圖1 Haynesville測(cè)井實(shí)例

當(dāng)MWDGr在水平橫向?qū)佣未┻^(guò)時(shí),不同層段的粗略讀數(shù)基本相同。利用 TBL的高采樣率伽馬射線(xiàn) (不是MWD)和其他所有的“三組合”數(shù)據(jù)可以估算儲(chǔ)層的孔隙度和電阻率,完井也將得到優(yōu)化。

基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)表明,多數(shù)油藏都不是均質(zhì)的,如粒徑改變,孔隙度、滲透率變化,流體也會(huì)改變。在一些碳酸鹽巖儲(chǔ)層,孔隙度因?qū)佣尾煌兓Ｒ虼?儲(chǔ)層巖石是可以改變的,盡管伽馬射線(xiàn)表明巖性基本是相同的,但增產(chǎn)效果是不同的。

伽馬測(cè)井表明一個(gè)區(qū)域是水平儲(chǔ)層,這常常導(dǎo)致整個(gè)層段以水平段完井。觀察到儲(chǔ)層巖石中眾多變化的可能性會(huì)導(dǎo)致完井大不相同。一般地來(lái)講,孔隙多的層段正是油氣儲(chǔ)存的位置?？紫抖仍礁?儲(chǔ)量越大。據(jù)此優(yōu)化完井可證明井眼產(chǎn)量較高。MWDGr對(duì)許多作業(yè)都十分有效。然而,這可能導(dǎo)致盲目增加水平井。借助更多信息,開(kāi)發(fā)商可以利用巖石結(jié)構(gòu)上的細(xì)微變化來(lái)優(yōu)化完井過(guò)程。

左邊Eagle Ford實(shí)例表明 (圖2),紅色和藍(lán)色曲線(xiàn)正好相遇并交叉的地方孔隙度良好。同時(shí),井下泥漿氣體測(cè)井曲線(xiàn)顯示潛在氣藏峰值較小。右邊Eagle Ford實(shí)例表明了類(lèi)似的良好孔隙度層,但顯示出氣體較多。伽馬射線(xiàn)在這兩個(gè)層讀值相似。僅用MWDGr和氣體曲線(xiàn)來(lái)解釋該層將會(huì)漏掉通過(guò)以前Eagle Ford測(cè)井曲線(xiàn)解釋的產(chǎn)層。

圖2 Eagle Ford測(cè)井實(shí)例

3 結(jié)束語(yǔ)

大多數(shù)公司都想獲得更多的數(shù)據(jù)。至今,TBL的“三組合”服務(wù)已經(jīng)測(cè)井19 500 ft(5 944 m),目前橫向井最深的是5 500 ft(1 676 m)。通過(guò)較好地理解產(chǎn)油層位置,開(kāi)發(fā)商可以通過(guò)優(yōu)化其模擬計(jì)劃進(jìn)一步降低成本、提高產(chǎn)量。Noblett認(rèn)為,“數(shù)據(jù)很重要,數(shù)據(jù)有助于決策;數(shù)據(jù)還有助于開(kāi)發(fā)商提高工程效率”。

資料來(lái)源于美國(guó)《E&P》2010年6月

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.015

2010-08-21)