隨鉆方位伽馬測井優(yōu)化頁巖油氣探測

頁巖資源的探測、評價和開采是石油工業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。探測中的關(guān)鍵問題之一是找到最佳位置，即該位置的儲層參數(shù)如厚度、孔隙度、滲透率、有機(jī)質(zhì)含量、礦物、脆度、天然裂縫、熱成熟度和氣體含量等最有效。這些參數(shù)在優(yōu)化鉆井、完井和增產(chǎn)作業(yè)設(shè)計中有重要應(yīng)用，對頁巖儲層實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性開發(fā)，正確定井位和優(yōu)化完井。準(zhǔn)確而實(shí)時的LWD數(shù)據(jù)對于識別最佳油氣位置具有重要作用，用于在目的層段井定位和確定壓裂井段，提高產(chǎn)量和開采率。

常規(guī)三組合LWD系統(tǒng)包含伽馬、電阻率、方位密度和中子孔隙度傳感器。用這些傳感器測得的數(shù)據(jù)可以確定儲層巖石物理性質(zhì)，如巖性和孔隙度；實(shí)時井眼成像可以提供地層傾角信息并前瞻性地將井眼定在最佳的位置。LWD與地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)RSS（Rotary－Steerable System）被集成到BHA（Bottomhole Assembly），共同完成地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)。

海恩斯維爾頁巖從東德克薩斯延伸到路易斯安那州，覆蓋了大約23 309km2的區(qū)域，比其他頁巖產(chǎn)層顯示出了更高的儲層壓力，井下溫度高達(dá)149～188℃。為適應(yīng)這些條件，使用了專用的RSS和LWD系統(tǒng)。

利用實(shí)時方位伽馬LWD測井曲線和井眼成像圖確定地層傾角和探測地層界面及井位。作為業(yè)界唯一的能譜方位伽馬LWD傳感器，威德福公司的SAGR（Spectral Azimuthal Gamma Ray Sensor）儀器還可以提供鈾、釷和鉀測量，用于TOC評價、確定黏土含量和類型。用LWD測得的鈾含量與干酪根含量、TOC和儲層氣之間關(guān)系，在生產(chǎn)層中進(jìn)行實(shí)時地地質(zhì)導(dǎo)向水平井鉆井，評價鄰近的頁巖井的產(chǎn)能。利用這種先進(jìn)的巖石物理信息，可以精確地找到井眼軌跡，成功地選擇壓裂層段，減少作業(yè)步驟和成本。

LWD聲波傳感器如ShockWave（Weatherford’s LWD Sonic Tool的商標(biāo)）儀器可以提供實(shí)時地震時間與深度相關(guān)性，以及巖石的力學(xué)特性，包括泊松比和楊氏模量。這些參數(shù)即使在具有聲學(xué)和力學(xué)各向異性的地層中，對于確定壓裂井段和設(shè)計水力壓裂作業(yè)、模擬開采動態(tài)都是非常關(guān)鍵的。

頁巖比其他類型產(chǎn)層更難開采。頁巖產(chǎn)層開發(fā)的經(jīng)濟(jì)有效性要求在降低成本的同時不斷提高鉆井、完井和壓裂作業(yè)的效率。LWD正在成為經(jīng)濟(jì)開發(fā)頁巖油氣的重要技術(shù)。

（信息來源：E ＆P，2011年第6期，唐宇 編譯 王環(huán) 審校）