毛英雄　楊小兵　陽(yáng)大祥（中國(guó)石油川慶鉆探工程公司測(cè)井公司）

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存儲(chǔ)式測(cè)井在四川盆地頁(yè)巖地層中的應(yīng)用

毛英雄楊小兵陽(yáng)大祥
（中國(guó)石油川慶鉆探工程公司測(cè)井公司）

摘要通過(guò)分析川慶測(cè)井自主研發(fā)的存儲(chǔ)式測(cè)井儀器在頁(yè)巖地層中的作業(yè)情況，對(duì)比了電纜及隨鉆測(cè)井資料，對(duì)該儀器測(cè)井資料的測(cè)井質(zhì)量和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究，表明該測(cè)井儀器適用于頁(yè)巖復(fù)雜地層，其自然伽馬、電阻率及聲波測(cè)井資料質(zhì)量較好，能夠滿(mǎn)足儲(chǔ)層評(píng)價(jià)需要。并利用存儲(chǔ)式測(cè)井資料進(jìn)行了頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，優(yōu)選了測(cè)試層段，試油結(jié)果驗(yàn)證了測(cè)井資料的可靠性。圖5表2參5

關(guān)鍵詞頁(yè)巖存儲(chǔ)式測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)測(cè)井時(shí)效

0　前言

四川盆地頁(yè)巖地層目前的測(cè)井方式主要包括電纜測(cè)井、隨鉆測(cè)井和鉆桿傳輸測(cè)井三種，三種測(cè)井方式滿(mǎn)足不同的測(cè)井條件和需要[1-2]。隨著頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)力度的加大，大斜度井及水平井的部署比例越來(lái)越大，電纜測(cè)井使用條件有限；頁(yè)巖儲(chǔ)層易卡易漏，傳輸測(cè)井井控風(fēng)險(xiǎn)大，時(shí)效性低，成功率低；隨鉆LWD費(fèi)用較高，實(shí)際應(yīng)用較少，僅在部分井測(cè)量了隨鉆自然伽馬。同時(shí)頁(yè)巖氣水平井水平井段長(zhǎng)，鉆桿傳輸測(cè)井作業(yè)具有鉆具遇阻遇卡嚴(yán)重、濕接頭對(duì)接困難等一系列的安全和技術(shù)難題[3-4]。在電纜、隨鉆及鉆桿傳輸不能安全取全、取準(zhǔn)資料的背景下，為滿(mǎn)足復(fù)雜井、大斜度井、水平井和欠平衡井測(cè)井的需求，鉆桿輸送無(wú)電纜測(cè)井系統(tǒng)存儲(chǔ)式測(cè)井應(yīng)運(yùn)而生［5］，大大提高了水平井測(cè)井的成功率和測(cè)井時(shí)效，很好地解決了頁(yè)巖氣水平井長(zhǎng)水平段測(cè)井資料的采集難題。

1　存儲(chǔ)式測(cè)井原理及工藝技術(shù)

存儲(chǔ)式測(cè)井，是一種新的無(wú)電纜測(cè)井工藝技術(shù)，在不用電纜的情況下提供與電纜測(cè)井相同的裸眼井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。主要應(yīng)用在常規(guī)電纜測(cè)井難以完成或施工風(fēng)險(xiǎn)較大的大斜度井、水平井等復(fù)雜井況中，也可以在小井眼井中采用電纜輸送方式進(jìn)行測(cè)井。該測(cè)井系統(tǒng)由下井儀器、懸掛釋放裝置、地面系統(tǒng)、深度系統(tǒng)及鉆桿構(gòu)成。井下儀器包括井徑、補(bǔ)償中子、巖性密度、補(bǔ)償聲波、井斜、方位、自然伽瑪、雙側(cè)向、陣列感應(yīng)。

測(cè)井時(shí)，測(cè)井儀器放在保護(hù)套內(nèi),由鉆桿傳輸?shù)綔y(cè)量地層，上提鉆桿帶動(dòng)儀器上提測(cè)井，采集到的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)存放在儀器的存儲(chǔ)器中。測(cè)井儀器提出井口后，在地面上讀取儀器存儲(chǔ)器中的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，結(jié)合時(shí)間深度數(shù)據(jù)完成時(shí)間、深度、測(cè)量數(shù)據(jù)的匹配，最后由地面系統(tǒng)對(duì)“深度-測(cè)量數(shù)據(jù)”進(jìn)行處理，得到隨深度變化的各種測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。

存儲(chǔ)式測(cè)井由于儀器在下井過(guò)程中保護(hù)在鉆具的內(nèi)部，鉆具可以將測(cè)井儀器直接輸送到井底。儀器下放的過(guò)程中可以上下活動(dòng)鉆具、旋轉(zhuǎn)鉆桿、可以承受較大的拉力和壓力從而降低測(cè)井施工安全風(fēng)險(xiǎn)，克服了傳統(tǒng)鉆桿傳輸水平井測(cè)井方法濕接頭對(duì)接不成功等一系列缺點(diǎn)。

2　存儲(chǔ)式測(cè)井資料采集

目前川慶測(cè)井的存儲(chǔ)式測(cè)井儀器主要測(cè)量項(xiàng)目有自然伽馬、井斜方位、雙側(cè)向、陣列感應(yīng)、補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償中子、巖性密度。通過(guò)與電纜等傳統(tǒng)測(cè)井資料的對(duì)比分析，對(duì)存儲(chǔ)式測(cè)井采集資料的時(shí)效性及資料質(zhì)量進(jìn)行了系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。

2.1時(shí)效性與安全性

針對(duì)存儲(chǔ)式測(cè)井應(yīng)用初期在施工過(guò)程中出現(xiàn)的感應(yīng)測(cè)井返工、密度資料未取全、5ft波形衰減嚴(yán)重、無(wú)法有效提取聲波時(shí)差、感應(yīng)測(cè)井值對(duì)比鄰井測(cè)井值偏高及部分高阻井段限幅等實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行原因分析，制定了改進(jìn)電池短節(jié)布線(xiàn)方式、提高存儲(chǔ)式聲波接收增益等技術(shù)措施，以及不斷完善存儲(chǔ)式測(cè)井施工工藝技術(shù)，使得平均作業(yè)時(shí)效比正常情況下的傳統(tǒng)鉆具傳輸測(cè)井提高1/3左右。水平段長(zhǎng)約1000 m左右時(shí)，常規(guī)鉆具傳輸測(cè)井約需35 h，而存儲(chǔ)式測(cè)井只需25 h左右，節(jié)約10 h（圖1）。

圖1　存儲(chǔ)式測(cè)井時(shí)效統(tǒng)計(jì)圖

長(zhǎng)寧A井是目的層為龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖的一口超長(zhǎng)水平井，裸眼井段長(zhǎng)約1500 m，該井完井時(shí)進(jìn)行了常規(guī)鉆桿傳輸測(cè)井，在長(zhǎng)達(dá)15 d的時(shí)間里，僅測(cè)到非目的層不到500 m的測(cè)井資料，無(wú)法滿(mǎn)足地質(zhì)研究與工程需要，隨后采用存儲(chǔ)式測(cè)井安全高效地完成了水平段測(cè)井(表1)，取到了水平井全井段測(cè)井資料,其測(cè)井值可靠，反映巖性清楚，符合地層實(shí)際情況，滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需要。

2.2測(cè)井資料質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）陣列感應(yīng)、密度、補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償中子在實(shí)驗(yàn)井與5700所測(cè)資料對(duì)比分析

A井是一口頁(yè)巖氣井，該井依次進(jìn)行了存儲(chǔ)式測(cè)井和5700測(cè)井。通過(guò)對(duì)比資料分析，存儲(chǔ)式測(cè)井同趟次電阻率、密度、補(bǔ)償中子、補(bǔ)償聲波一致性較好，與ECLIPS 5700測(cè)井趨勢(shì)一致。兩趟感應(yīng)電阻率測(cè)井整體一致性較好，感應(yīng)測(cè)井值幅度和變化趨勢(shì)符合頁(yè)巖氣水平井層狀地層的響應(yīng)，尖刺狀為受井眼擴(kuò)徑和儀器鄰近層界面的響應(yīng)特征；補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償中子測(cè)井兩趟所測(cè)資料一致性好；巖性密度由于受井眼等因素的影響其數(shù)值局部有一定差別，但均與地層實(shí)際特征吻合（圖2）。

表1　長(zhǎng)寧A井存儲(chǔ)式井測(cè)井施工時(shí)間表

圖2　A井陣列感應(yīng)、密度、補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償中子對(duì)比圖

（2）水平井存儲(chǔ)式測(cè)井的自然伽馬、補(bǔ)償中子、密度和聲波與直井電纜測(cè)井資料對(duì)比分析

圖3中左圖為一口頁(yè)巖氣直井，右圖為一口頁(yè)巖氣水平井，從圖中可以看出在標(biāo)志層寶塔灰?guī)r，直井和水平井所測(cè)自然伽馬、補(bǔ)償中子、密度和聲波時(shí)差兩者數(shù)值基本一致，趨勢(shì)也基本相同（圖3）。

圖3　水平井測(cè)井資料與直井對(duì)比圖

（3）水平井存儲(chǔ)式測(cè)井的自然伽馬、井斜、方位與隨鉆測(cè)井資料對(duì)比分析

B井為一口頁(yè)巖氣水平井，該井進(jìn)行了存儲(chǔ)式和隨鉆測(cè)井，測(cè)井項(xiàng)目為自然伽馬、井斜和方位，通過(guò)對(duì)比可知，兩者井斜和方位基本重合，自然伽馬趨勢(shì)完全一致，其數(shù)值雖存在一定差別，但均能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)實(shí)際要求（圖4）。

綜上所述，存儲(chǔ)式測(cè)井自然伽馬、中子、聲波、陣列感應(yīng)等資料與電纜測(cè)井基本吻合，能夠滿(mǎn)足頁(yè)巖氣儲(chǔ)層解釋評(píng)價(jià)要求。

2.3測(cè)井資料應(yīng)用分析

自2014年以來(lái)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，存儲(chǔ)式測(cè)井在川渝地區(qū)頁(yè)巖氣水平井中累計(jì)作業(yè)50多井次，表2羅列其中部分井，均取到了測(cè)井資料，應(yīng)用效果較好，多數(shù)情況下進(jìn)行了綜合加感應(yīng)的測(cè)井資料采集，基本滿(mǎn)足頁(yè)巖氣水平井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需求，在頁(yè)巖氣水平井具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖4　B井存儲(chǔ)式測(cè)井與隨鉆測(cè)井資料對(duì)比圖

表2　頁(yè)巖氣裸眼存儲(chǔ)式測(cè)井詳表

3　存儲(chǔ)式水平井測(cè)井應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

A2井為四川頁(yè)巖氣區(qū)塊的一口水平井，目的層為龍馬溪組，水平段長(zhǎng)1500 m，利用存儲(chǔ)式測(cè)井采集測(cè)井資料，采集項(xiàng)目為自然伽馬、井徑、補(bǔ)償聲波、補(bǔ)償密度和補(bǔ)償中子，運(yùn)用頁(yè)巖氣測(cè)井解釋模型，計(jì)算頁(yè)巖氣測(cè)井評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)，如有機(jī)碳含量，孔隙度，含氣量，礦物組分，脆性指數(shù)等（圖5）。然后進(jìn)行優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，在龍馬溪水平段2873～4440 m共解釋七個(gè)頁(yè)巖氣層，并且經(jīng)過(guò)后續(xù)分20段進(jìn)行壓裂改造，主壓裂用液量3.7×104m3，加砂量1582 t，施工排量10～14.7 m3/min,后經(jīng)試油結(jié)論證實(shí)該井獲氣26.65× 104m3/d，與測(cè)井認(rèn)識(shí)相符，也驗(yàn)證了測(cè)井解釋與測(cè)井采集的存儲(chǔ)式測(cè)井資料的可靠性。

圖5　A2井存儲(chǔ)式測(cè)井處理成果圖

4　結(jié)論

相對(duì)于常用的鉆桿傳送濕接頭測(cè)井和普通電纜測(cè)井，存儲(chǔ)式測(cè)井能提供更快、更安全和更可靠的測(cè)井施工，其具有以下優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)：

（1）存儲(chǔ)式測(cè)井技術(shù)具有不用電纜、易操作、成功率高、事故率低、能滿(mǎn)足井控安全要求等特性，其

技術(shù)優(yōu)勢(shì)在水平井、大斜度井及易噴、易漏井控風(fēng)險(xiǎn)較高的井況復(fù)雜井中得到了充分體現(xiàn)。

（2）通過(guò)質(zhì)量評(píng)價(jià)及對(duì)比分析，存儲(chǔ)式測(cè)井自然伽馬、雙側(cè)向、聲波資料可靠；密度測(cè)井受井眼影響較為嚴(yán)重，部分井資料失真；陣列感應(yīng)、補(bǔ)償中子與電纜測(cè)井基本一致，可以達(dá)到應(yīng)用要求。

（3）存儲(chǔ)式測(cè)井比鉆具傳輸測(cè)井安全性、時(shí)效性及成功率更高，其在頁(yè)巖氣水平井測(cè)井中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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（修改回稿日期2015-10-20編輯陳玲）

作者簡(jiǎn)介毛英雄，男，1981年出生，工程師；地址：（404000）重慶市江北區(qū)大慶村400號(hào)。電話(huà)：13452499993。Email：maoyx-cj@cnpc.com.cn