魏 兵

（中國石化勝利石油工程有限公司 地質(zhì)錄井公司，山東 東營257064）

近年來，隨著勘探開發(fā)的深化，國內(nèi)油田加大了對水平井的部署力度，且應用先進的地質(zhì)導向技術，有效提高了單井原油產(chǎn)量。在水平井鉆探過程中，目前主要使用遠鉆頭隨鉆測井設備，但資料數(shù)據(jù)的延遲性，大大地削弱了其及時性，而氣測錄井資料恰恰可作為其有效補充，通過現(xiàn)場氣測綜合評價快速識別油氣和避開低滲層，二者結合可更好地完成優(yōu)質(zhì)水平井。

1 地質(zhì)導向技術

地質(zhì)導向技術是20世紀90年代發(fā)展起來的前沿鉆井技術，是使用隨鉆測量數(shù)據(jù)和隨鉆地層評價測井數(shù)據(jù)，以人機對話的方式控制井眼軌跡的新興石油技術。近年來，地質(zhì)導向鉆井技術已成為解決低產(chǎn)、低壓、低滲透薄油層和難采儲層等勘探開發(fā)難題的技術突破。

地質(zhì)導向隨鉆測量是在鉆井的同時利用傳感器探測井下信息并實時傳到地面的技術。根據(jù)需求可分為隨鉆測量（MWD）、隨鉆測井（LWD）等，其中MWD一般僅測量井斜、方位和工具面角等工程參數(shù)；LWD主要提供地層參數(shù)，基本的需要配備伽馬和電阻率儀器。

根據(jù)隨鉆測量儀器距鉆頭的距離可將測量設備分為近鉆頭和遠鉆頭地質(zhì)導向測量設備。近鉆頭隨鉆測量儀器距離鉆頭小于1m，基本達到了測量數(shù)據(jù)的實時性；而遠鉆頭隨鉆測量儀器位于動力鉆具之后，距離鉆頭有10m左右的距離（表1），因此導致測量信息滯后，直接影響了井眼軌跡控制的實時性和地質(zhì)導向的準確性。

表1 遠鉆頭地質(zhì)導向測量系統(tǒng)

發(fā)展至今，地質(zhì)導向技術在國外已相當成熟，但由于近鉆頭井下隨鉆測量技術難度大、成本高，國內(nèi)與國外的技術差距較大，目前國內(nèi)僅研發(fā)了兩套具有自主知識產(chǎn)權的近鉆頭地質(zhì)導向系統(tǒng)——CGDS-I［1］和SL-NBGST［2］，并且這近鉆頭地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)，尚處于試驗階段；國內(nèi)普遍使用的隨鉆測井設備基本上是20世紀90年代引進的遠鉆頭隨鉆測井設備（LWD）［3］。

地質(zhì)導向測量儀器距離鉆頭的位置直接決定了所測數(shù)據(jù)的時效性，近鉆頭地質(zhì)導向測量系統(tǒng)基本上滿足了數(shù)據(jù)實時性的要求，因此僅對目前廣泛使用的遠鉆頭地質(zhì)導向測量系統(tǒng)和綜合錄井的時效性進行對比（表2）。

表2 常規(guī)地質(zhì)錄井和遠鉆頭地質(zhì)導向測量系統(tǒng)時效性對比

在水平井的實際鉆探過程中，復合鉆進和定向鉆進交叉進行，導致平均鉆時較大，從而造成10m的鉆進時間通常要比一個巖屑遲到時間大，從表2可以看出，地質(zhì)錄井資料相比遠鉆頭地質(zhì)導向測量數(shù)據(jù)更具時效性。而地質(zhì)錄井資料的滯后性可通過循環(huán)的方式完整獲得，而遠鉆頭地質(zhì)導向測量數(shù)據(jù)無法通過循環(huán)獲得井底數(shù)據(jù)。

2 氣測評價技術在地質(zhì)導向中的應用

2.1 原理方法

在水平井的鉆探過程中，通常會混入一定量的原油或成品油，以此保證井眼的潤滑性及鉆井的安全性。這樣就會對常規(guī)地質(zhì)錄井項目造成影響，但分析氣測資料，結合巖屑和熒光錄井就能準確的識別油氣層。通過分析混油前后甲烷和全烴的變化，可以得出：混油后全烴會驟然增加，而甲烷則增加不明顯，則甲烷相對含量就會相對混油前發(fā)生突變。

現(xiàn)場錄井過程中可綜合運用氣測解釋方法，經(jīng)實踐證實3H輕質(zhì)烷烴比值法［4］（包括烴特征值（CH）、烴平衡值（BH）和烴濕度值（WH））可有效識別是否進入油氣層及是否鉆出油氣層或鉆遇低滲層。將WH、BH和CH值對數(shù)曲線和隨鉆錄井剖面放置于同一張圖表中，根據(jù)3條曲線的對應關系和趨勢可判斷是否鉆入或鉆出油氣層。

式中，C1～C5為氣測資料中各烷烴所測含量，C4與C5包括所有的同分異構體。

2.2 混油情況下油氣層的識別

根據(jù)混入油品在氣測上的響應特征，可進一步區(qū)分真假油氣顯示?，F(xiàn)以國內(nèi)某油田一水平井為例，分析如何識別混油情況下的油氣層特征。

圖1中，從B區(qū)開始混入柴油。柴油屬成品油，其甲烷含量相對較低，在氣測曲線的響應特征是全烴大幅度增大，而甲烷變化不大，換言之，甲烷相對含量從混入柴油后開始驟然下降。

圖1 某油田某水平井綜合解釋成果

現(xiàn)將混油前后油氣層的變化分析如下：

（1）A區(qū)中全烴和甲烷處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，且甲烷相對含量接近100%；

（2）進入B區(qū)后，隨著混入柴油的數(shù)量增加，甲烷相對含量隨之降低；

（3）進入C區(qū)后，甲烷相對含量繼續(xù)走低，其相對含量突變點即是油氣層活躍區(qū)；

（4）進入D區(qū)前，甲烷相對含量趨于最低值，隨著新鉆開油氣層中釋放出來的甲烷進入鉆井液，甲烷相對含量隨即增加，且表現(xiàn)為較穩(wěn)定的高值，說明此時已進入油氣層段；從隨鉆測井響應特征來看，甲烷相對含量曲線和電阻率曲線相似性較高；

（5）在E區(qū)，氣測值有了轉(zhuǎn)折，甲烷相對含量降低；電阻率曲線也有相應的響應特征；

（6）在F區(qū)，氣測值基值降低，但甲烷相對含量比E區(qū)陡然升高且保持比D區(qū)稍低的高值；電阻率曲線也較E區(qū)電阻率高，但低于D區(qū)電阻率。

水平井施工過程中，結合混入油品的性質(zhì)，根據(jù)其在氣測曲線上的響應特征，并結合現(xiàn)場鉆時、巖屑和熒光錄井，來綜合判斷分析是否進入油氣層。通過分析甲烷相對含量的變化趨勢，即使是氣測值相對較低的情況下也能快速準確的判斷真假油氣層。

2.3 識別儲層提高油層鉆遇率

水平井鉆井施工過程中，進入水平段后有效快速識別儲層至關重要。由于鉆具和井壁間的摩擦作用最終形成巖屑床，使巖屑顆粒較小，油氣攜帶能力也隨之降低，清洗后的巖屑顆粒較小不易觀察，熒光滴照后含油顆粒小而分散，從肉眼感覺熒光含量較多。但可通過對氣測資料的分析把握地層的變化規(guī)律，通過分析甲烷相對含量和3H曲線的變化趨勢，識別儲層和非儲層。

在水平段的鉆進過程中，氣測值的低值區(qū)有時會被誤認為鉆遇了非儲層，但通過隨后的隨鉆測井數(shù)據(jù)得知鉆遇的依然是儲層（圖1）；進入E區(qū)后氣測值雖稍有降幅，但其甲烷相對含量驟然下降，可初步判斷鉆遇非儲層或鉆出油氣層，再結合巖性上的變化綜合判斷。

綜合分析有無油氣顯示的3H曲線特征，根據(jù)3H曲線的布局對是否進入油氣層進一步綜合評價分析。

（1）識別是否進入油氣層。圖1中進入D區(qū)前3H曲線狀態(tài)為WH為高值且較穩(wěn)定，CH和BH值較接近，偶爾交叉重合；進入D區(qū)后3H曲線變化較大，CH曲線和BH曲線突然交叉，CH值減小，BH值增大，WH值也緩慢增大，最終形成WH＞BH＞CH的格局，且在D區(qū)內(nèi)趨勢較穩(wěn)定。進入D區(qū)后，甲烷相對含量驟然增大，雖然D區(qū)下部氣測值有較大降幅，但其甲烷相對含量依然保持較穩(wěn)定的狀態(tài)。從圖1還可看出，CH曲線和BH曲線的交叉點及甲烷相對含量突變點正好與電阻率高值半幅點基本吻合，再結合現(xiàn)場巖屑和熒光錄井資料，可判斷D區(qū)進入了油氣層。

（2）識別是否鉆出油氣層。進入E區(qū)后，氣測值較D區(qū)略有降幅，甲烷相對含量及3H曲線均發(fā)生了較大變化，3H曲線變化尤為明顯。進入E區(qū)后，CH曲線和BH曲線突然交叉，CH值增大，BH值減小，WH增大，形成WH＞CH＞BH的格局；甲烷相對含量曲線也突然發(fā)生變化，其值突然減小。此時CH和BH的交叉點及甲烷相對含量突變點恰好和電阻率變化的半幅點相吻合。

3 應用效果

海拉爾盆地某水平井自斜深2 550m進入水平段，水平段全長為500m，全井綜合解釋411m／24層，含油井段占水平段的82.2%。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)錄井資料，兩次提出有可能鉆遇非儲層或鉆出油氣層的提示，并建議調(diào)整相應的鉆井軌跡。

4 結束語

在水平井的地質(zhì)導向過程中，地質(zhì)錄井起到了關鍵的作用。通過研究和分析氣測資料，并結合其他錄井手段準確識別油氣層和儲層，為地質(zhì)導向提供有力的數(shù)據(jù)支撐，彌補現(xiàn)有的隨鉆測井測量的盲區(qū)。隨著石油技術快速發(fā)展，近鉆頭地質(zhì)導向系統(tǒng)勢必成為未來水平井鉆井的主流技術，因此發(fā)展近鉆頭氣測儀器將是地質(zhì)錄井的努力方向。

［1］我國研制成功EILog測井裝備和CGDS—I近鉆頭地質(zhì)導向系統(tǒng)［J］.石油鉆探技術，2007，6（1）：34.

［2］趙士振.勝利油田近鉆頭地質(zhì)導向技術達國際水平［N］.中國石化報，2010-10-27（1）.

［3］張春華，劉廣華.隨鉆測量系統(tǒng)技術發(fā)展現(xiàn)狀及建議［J］.鉆采工藝，2010，33（1）：31-35.

［4］張殿強，李聯(lián)緯.地質(zhì)錄井方法與技術［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001：131-133.