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        水平井井軌跡精準(zhǔn)控制技術(shù)分析

        2021-01-29 09:24:12李鵬飛么春雨陳川中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司天津300452
        化工管理 2021年3期
        關(guān)鍵詞:盲區(qū)含油巖性

        李鵬飛,么春雨,陳川(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司,天津 300452)

        1 水平井著陸過程中存在的問題

        渤海地區(qū)斷層發(fā)育,深切生油巖的大斷層是油氣運(yùn)移至中淺層通道,在形成圈閉時(shí),斷層與儲(chǔ)層的耦合關(guān)系決定著油氣聚集成藏,故油藏油氣水系統(tǒng)復(fù)雜。目的層中淺層明化鎮(zhèn)組沉積相上屬于極淺水三角洲沉積,儲(chǔ)蓋組合條件好,泥巖較發(fā)育,砂體厚度一般為5~15m,呈“泥包砂”特征。基于儲(chǔ)層特點(diǎn),海上高效開發(fā)此類油氣藏,必須以水平井為主,相比于定向井,水平井能有效擴(kuò)大泄油面積,降低生產(chǎn)壓差,提高單井產(chǎn)量和最終采收率,真正做到少井高產(chǎn)。

        (1)水平井著陸目的層預(yù)測(cè)精度有限。首先,中淺層明化鎮(zhèn)組儲(chǔ)層特征上看,受河控作用影響強(qiáng),分流河道分叉,改道頻繁,橫向和垂向上變化快,儲(chǔ)層夾層泥巖發(fā)育,儲(chǔ)層厚度薄等特點(diǎn),這使得傳統(tǒng)標(biāo)志對(duì)比與預(yù)測(cè)效果差。其次,基于該類油藏成藏規(guī)律,斷層發(fā)育,使得原有斷續(xù)分布儲(chǔ)層變得更加復(fù)雜,對(duì)比預(yù)測(cè)及地震跟蹤難度大。最后,目前該類油氣藏儲(chǔ)層地質(zhì)信息預(yù)測(cè),主要技術(shù)手段為地震反演解釋,但受其自身技術(shù)局限,分辨率達(dá)不到精細(xì)油藏描述對(duì)單砂體的要求,故預(yù)測(cè)精度有限,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制水平井成功著陸帶來極大困難和隱患。

        (2)著陸時(shí)帶隨鉆測(cè)井曲線在井底處存在盲區(qū)。受隨鉆測(cè)井儀器工藝決定,井底大約15m井段存在盲區(qū),無法依據(jù)測(cè)井對(duì)其含油性及物性進(jìn)行判別,故對(duì)于薄層油層水平井著陸影響較大。國外有比較先進(jìn)儀器改善盲區(qū)問題,如斯倫貝謝的PeriScope工具,儀器零長為1~3m,但費(fèi)用高昂。

        (3)井眼軌跡調(diào)整變化急?;趦?chǔ)層薄且變化超出預(yù)期,井眼軌跡調(diào)整變化被動(dòng)、緊急。如發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層加深,需立即降斜找油,易造成“板凳型”井眼軌跡?;蚴侨绨l(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層提前,需立即增斜至儲(chǔ)層合理位置,易造成局部狗腿度較大。

        以上三方面問題對(duì)水平井著陸、軌跡控制影響較大。

        2 現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比及預(yù)測(cè)技術(shù)

        針對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度有限及優(yōu)快鉆井的客觀情況,建立了現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比方法,提高預(yù)測(cè)精度,同時(shí)適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)快速作業(yè)節(jié)奏。該方法主要分為兩個(gè)部分。

        (1)在渤海首次提出建立著陸目的層精細(xì)劃分及認(rèn)識(shí)模型。在水平井著陸時(shí),井斜較大,一般在85°左右,按電阻率曲線形態(tài)可以清晰劃分出四種類型:陡升型、臺(tái)階型、緩升型及夾層型(圖1),這四種類型與測(cè)井相箱型、鐘型、指型及組合型的頂部具有相同地質(zhì)意義。而且現(xiàn)場(chǎng)對(duì)這四種模型形態(tài)有進(jìn)行了精細(xì)化剖析,找出每種模型與巖性組合的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如陡升型對(duì)應(yīng)的巖性組合為泥巖+細(xì)砂巖組合、臺(tái)階型對(duì)應(yīng)巖性組合為泥巖+粉砂巖+細(xì)砂巖組合、緩升型對(duì)應(yīng)的巖性組合為泥巖+泥質(zhì)粉砂巖+粉砂巖+細(xì)砂巖組合及夾層對(duì)應(yīng)的巖性組合為泥巖+粉砂巖(夾層)+泥巖+細(xì)砂巖組合。

        圖1 水平井著陸目的層精細(xì)劃分及認(rèn)識(shí)模型圖

        (2)在渤海首次提出建立現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比方法及預(yù)測(cè)技術(shù)。以現(xiàn)場(chǎng)巖性識(shí)別為手段及優(yōu)勢(shì),快速建立目的層巖性組合,然后與鄰井目的層巖性組合及模型形態(tài)進(jìn)行精細(xì)對(duì)比(圖2),提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度,該方法與傳統(tǒng)標(biāo)志層對(duì)比相比,距目的層更接近,預(yù)測(cè)控制精度高。同時(shí)豐富了現(xiàn)場(chǎng)地層對(duì)比手段及方法。

        圖2 現(xiàn)場(chǎng)快速精細(xì)對(duì)比及預(yù)測(cè)

        3 測(cè)井盲區(qū)中“綜合錄井”先鋒導(dǎo)向技術(shù)

        針對(duì)測(cè)井盲區(qū)問題,必須充分發(fā)揮綜合錄井先鋒導(dǎo)向作用,對(duì)盲區(qū)儲(chǔ)層物性及含油性進(jìn)行定性判斷。該套技術(shù)方法也主要分為兩個(gè)部分。

        (1)在渤海首次提出通過近鉆頭綜合錄井技術(shù)識(shí)別儲(chǔ)層物性。通過研究區(qū)塊大量測(cè)井與鉆井參數(shù)及氣測(cè)曲線進(jìn)行比對(duì)分析,得出鉆井參數(shù)ROP(鉆時(shí))與隨鉆測(cè)井GR、氣測(cè)曲線C1與隨鉆測(cè)井電阻率曲線具有很好的擬合性,故調(diào)整ROP刻度范圍為0.1-10(min/m),氣測(cè)曲線C1的刻度范圍為0.1-10(%),并同時(shí)采用對(duì)數(shù)刻度,得出交會(huì)圖可以很好的識(shí)別盲區(qū)儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),儲(chǔ)層物性越好及含油飽和度越高,鉆時(shí)ROP越低,氣測(cè)值越高的規(guī)律,通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析得到“甜心區(qū)”識(shí)別指數(shù):

        式中n取1~2之間,根據(jù)不同區(qū)塊取不同經(jīng)驗(yàn)值,在某井中做出的成果圖甜心區(qū)即好儲(chǔ)層界面與測(cè)井解釋一致(圖3)。

        圖3 交會(huì)圖及“甜心區(qū)”識(shí)別成果圖

        (2)提出通過近鉆頭綜合錄井技術(shù)識(shí)別儲(chǔ)層含油性。通過氣測(cè)解釋方法,如氣體比率法、“3H”比值法等識(shí)別出的油氣水界面與測(cè)井解釋一致。

        4 科學(xué)、平滑軌跡控制技術(shù)

        針對(duì)軌跡調(diào)整變化急,本項(xiàng)目通過引進(jìn)成熟技術(shù),提出科學(xué)、平滑化軌跡控制著陸技術(shù),以降低現(xiàn)場(chǎng)施工難度及風(fēng)險(xiǎn)。該套技術(shù)方法也主要分為兩個(gè)部分:

        (1)科學(xué)找油模式。在前面精細(xì)化對(duì)比預(yù)測(cè)及盲區(qū)綜合錄井導(dǎo)向下,引進(jìn)科學(xué)成熟的穩(wěn)斜找油模式。該模式主要分為兩個(gè)階段,A.穩(wěn)斜找油階段;B.進(jìn)儲(chǔ)層增斜階段。

        在A階段得出井眼軌跡控制公式:

        B階段得出公式:

        式中:k為造斜率;α為找油角度;β為水平段預(yù)留角度;h為進(jìn)儲(chǔ)層垂深;Δh為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)誤差值;Δx為水平段損失長度。

        根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)井位建議書,可以查出β及h值,進(jìn)而可以找出k與α變化關(guān)系,以某井為例,水平段預(yù)留角度β=90°,進(jìn)儲(chǔ)層垂深h為2m,代入公式可以得出造斜率

        得到造斜率k與找油角度α的變化規(guī)律曲線(圖4)。

        圖4 造斜率k與找油角度α變化曲線圖

        依據(jù)上面曲線變化關(guān)系,在現(xiàn)場(chǎng)可控造斜率k=3.27下,選擇合理找油角度α=85°,可以使井眼軌跡平滑。

        (2)非常規(guī)著陸補(bǔ)救措施。如果發(fā)生儲(chǔ)層變化不可控,在渤海首次提出非常規(guī)著陸的補(bǔ)救措施。①儲(chǔ)層提前較多,且含油有效厚度較厚,軌跡控制在現(xiàn)場(chǎng)可控制造斜率下,直接增斜至儲(chǔ)層合理位置;②儲(chǔ)層提前較多,且含油有效厚度較??;或是儲(chǔ)層變差,含油有效厚度較薄,軌跡調(diào)整無法滿足油藏需求,轉(zhuǎn)變思路在保證產(chǎn)能的情況下,改井型、井別及完井方式,如改水平井為大斜度井。

        5 結(jié)語

        本水平井著陸技術(shù)組合在渤海多個(gè)區(qū)塊成功應(yīng)用,取得了良好應(yīng)用效果,對(duì)周邊具有相似構(gòu)造背景的復(fù)雜斷塊油田具有一定推廣意義。隨著渤海油田開發(fā)進(jìn)入中后期,將進(jìn)入精細(xì)開發(fā)階段,大的開發(fā)項(xiàng)目越來越少,“邊、老、碎、深”開發(fā)項(xiàng)目會(huì)越來越多,該項(xiàng)技術(shù)將發(fā)揮更加重要的作用。

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