李忠明

（大慶鉆探工程公司地質(zhì)錄井二公司錄井分公司，吉林松原 138000）

D油田一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)最大的石油生產(chǎn)基地，但是隨著油氣資源開(kāi)采的不斷深入，常規(guī)油氣資源愈發(fā)匱乏，為了油田的可持續(xù)發(fā)展，D油田加大了對(duì)非常規(guī)油氣資源的勘探力度，并在G區(qū)塊發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量豐富的頁(yè)巖油氣資源，但是G區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造特殊為特有的陸相泥巖成藏體系，在勘探開(kāi)發(fā)上沒(méi)有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)與做法，給頁(yè)巖油開(kāi)采開(kāi)發(fā)帶來(lái)了較大的困難。

1 概述

1.1 地質(zhì)構(gòu)造特征

D油田頁(yè)巖油試驗(yàn)區(qū)構(gòu)造位置為S盆地北部中央坳陷區(qū)QJ-GL凹陷二級(jí)構(gòu)造帶內(nèi)。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)構(gòu)造較平緩，斷層主要發(fā)育在西北部。Q1～Q11層頂面海拔最深處均位于試驗(yàn)區(qū)東北部，Q1～Q11層頂面海拔最淺均位于試驗(yàn)區(qū)南部，構(gòu)造高差平均為472m。

GY03HC井構(gòu)造相對(duì)較平緩，往北2100m構(gòu)造高差約76m，往南2200m構(gòu)造高差約78m。試驗(yàn)區(qū)西北部發(fā)育一條近南北向的斷層，距離古頁(yè)GY03HC井1087m。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)GY03HC井周圍平臺(tái)較開(kāi)闊，構(gòu)造較平緩，適合部署水平井組。

1.2 施工難點(diǎn)

（1）淺水層。該區(qū)淺部發(fā)育有第四系、第三系泰康組含水層，其中第三系泰康組含水層為該區(qū)主要開(kāi)采層位。

（2）淺層氣。鄰井鉆探資料在H油層顯示有淺層氣發(fā)育且壓力較高，鉆完井過(guò)程中易發(fā)生氣侵。

（3）注水注氣層、異常高壓層。設(shè)計(jì)井目前無(wú)注水注氣層，上部葡萄花油層開(kāi)發(fā)井已完成鉆井設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)井已完鉆，尚未投產(chǎn)。PT地層原始地層壓力較高，預(yù)測(cè)壓力系數(shù)1.26，Q一段地層原始地層壓力較高，預(yù)測(cè)壓力系數(shù)1.52。

（4）有毒有害流體。G653井鉆進(jìn)至Q二、三段上部井深為1794.73m時(shí)發(fā)現(xiàn)氣侵，取樣可點(diǎn)燃，井場(chǎng)有H2S氣味；Y67井距設(shè)計(jì)井井口最近距離約9km，2003年4月6日壓裂前，PT油層（井段1888.6～1889.0m）氣分析數(shù)據(jù)顯示CO含量0.494%，2003年4月24日壓裂后，氣分析數(shù)據(jù)顯示CO含量最高，10.532%；Y88井距設(shè)計(jì)井井口最近距離約420m，2002年12月11日壓裂后，PT油層（井段1830.4～1836.6m）氣分析數(shù)據(jù)顯示CO含量最高，0.251%，鉆進(jìn)過(guò)程中，預(yù)防地層有害氣體逸散及加強(qiáng)人員防護(hù)。

（5）鉆遇復(fù)雜層段風(fēng)險(xiǎn)。

①淺部地層成巖性差，膠結(jié)疏松，注意防漏、防塌；

②N五段至N三段地層，硬夾層較多，注意井眼軌道控制；

③N二段、N一段發(fā)育大段泥巖，吸水水化膨脹易剝落，注意防泥包鉆具、井塌、卡鉆；

④PT油層地層壓力較高，且油層產(chǎn)氣，Y95井試油日產(chǎn)氣11618m3，鉆井過(guò)程中防油氣侵；

⑤鄰井Q二、三段鉆井過(guò)程中發(fā)生氣侵、井涌等復(fù)雜，注意防油氣侵；

⑥Q一段頁(yè)巖層理發(fā)育，易剝落，地層坍塌壓力高，防井塌、卡鉆；

⑦QS組地層壓力較高，鉆井過(guò)程中防油氣侵；

⑧GY2井壓裂后日產(chǎn)氣1100～11000m3，不排除鉆遇天然裂縫，在目的層鉆進(jìn)時(shí)防油氣侵，防井噴；

⑨設(shè)計(jì)井處于YT地區(qū)漏失區(qū)，Y69、Y97等井多次發(fā)生井漏，鉆井中按YT地區(qū)易漏區(qū)防漏要求施工；

⑩D油田試驗(yàn)區(qū)區(qū)塊原始井位少，地域遼闊，地層沉積差異大，缺乏臨井資料；

?技套鉆井機(jī)械速度快，巖屑疊加量大，巖屑錄井難度加大；

?水平段使用油基鉆井液，對(duì)巖屑、氣測(cè)、熒光、地化等錄井參數(shù)的影響較大；

?QS組目的層分層精細(xì)，包括幾十個(gè)小層，且已鉆井資料不全，“甜點(diǎn)層”捕捉困難，水平段地質(zhì)導(dǎo)向難度大；

?三開(kāi)水平段已開(kāi)展多輪次的油基鉆井液老漿重復(fù)利用，假巖屑摻雜嚴(yán)重，錄井層位判斷困難較大。

2 頁(yè)巖油鉆完井施工中的地質(zhì)錄井技術(shù)

2.1 頁(yè)巖油水平井鉆完井施工的地質(zhì)錄井要求

D油田G區(qū)塊頁(yè)巖油水平井施工處于初始階段的勘探開(kāi)發(fā)中，地質(zhì)錄井資料匱乏，為了豐富今后施工資料，認(rèn)清地層地質(zhì)信息，因此在施工中安排了盡量多的錄井項(xiàng)目：巖屑錄井、鉆井綜合參數(shù)、巖屑圖像采集、熒光錄井、綜合錄井、熱解分析、殘余碳分析、三維定量熒光分析、元素分析、XRD礦物成分分析、伽馬能譜分析等。通過(guò)頁(yè)巖油巖屑樣品采集和分析實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其進(jìn)行深入對(duì)比研究，期望形成G區(qū)塊頁(yè)巖油錄井聯(lián)合評(píng)價(jià)含油性的方法和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)氣相色譜評(píng)價(jià)頁(yè)巖油原油性質(zhì)，形成頁(yè)巖油錄井物性、脆性、巖性評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)今后的施工進(jìn)行指導(dǎo)與服務(wù)。

2.2 地質(zhì)錄井技術(shù)在G區(qū)塊目的層甜點(diǎn)層的捕捉及水平段軌跡控制中的應(yīng)用方法

G區(qū)塊頁(yè)巖油目的層物性發(fā)育情況，共解釋一類含油層17.6m/11層，二類含油層57.2m/15層，三類含油層50.2m/13層。一類含油層具有層密、層薄、鄰層相互交錯(cuò)的特點(diǎn)，因此“甜點(diǎn)層”的識(shí)別較困難，導(dǎo)致捕捉及水平段層內(nèi)鉆遇率控制難度較大?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)應(yīng)用地質(zhì)錄井技術(shù)，以期提高頁(yè)巖油“甜點(diǎn)層”捕捉成功率和頁(yè)巖油水平段目的層鉆遇率。

（1）頁(yè)巖油“甜點(diǎn)層”捕捉要點(diǎn)。甜點(diǎn)層捕捉的關(guān)鍵是實(shí)鉆井眼軌跡控制能夠根據(jù)地層實(shí)際層位需要，在設(shè)計(jì)軌跡的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確入靶“著陸”。“甜點(diǎn)層”精準(zhǔn)捕捉主要通過(guò)以下幾點(diǎn)實(shí)現(xiàn)：一是精準(zhǔn)比對(duì)臨井地層資料，確定甜點(diǎn)層的垂深位置；二是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地層實(shí)鉆錄井參數(shù)（巖屑、氣測(cè)、色譜、熱解、殘余碳分析等數(shù)據(jù)），通過(guò)比對(duì)已有資料井的巖性及各種參數(shù)數(shù)據(jù)，確定甜點(diǎn)層的精準(zhǔn)位置，然后將實(shí)鉆井的井斜、方位及其實(shí)時(shí)隨鉆測(cè)井曲線和錄井?dāng)?shù)據(jù)相關(guān)參數(shù)輸入地質(zhì)導(dǎo)向軟件，便可得到甜點(diǎn)層實(shí)鉆軌跡的精確海拔垂深；三是利用隨鉆測(cè)井（伽馬、電阻率）數(shù)據(jù)便可精確得到實(shí)鉆軌跡的海拔深度，與地質(zhì)甜點(diǎn)層層深度進(jìn)行比對(duì)，可以得到兩者的差值，從而通過(guò)改變實(shí)鉆軌跡的井斜方位指導(dǎo)實(shí)鉆軌跡的調(diào)整，達(dá)到精準(zhǔn)入靶的目的。

（2）水平段實(shí)鉆軌跡導(dǎo)向控制要點(diǎn)。針對(duì)頁(yè)巖油井目的層細(xì)分層多、層薄等特點(diǎn)，水平段鉆進(jìn)具有極易出層、靶點(diǎn)分布多等問(wèn)題，通過(guò)錄井實(shí)時(shí)參數(shù)（巖屑、氣測(cè)、色譜、元素等數(shù)據(jù)）變化，結(jié)合隨鉆測(cè)井曲線（伽馬、電阻率）變化趨勢(shì)，及時(shí)預(yù)判油層走勢(shì)，實(shí)時(shí)鉆進(jìn)參數(shù)調(diào)整，并通過(guò)井下隨鉆鉆井儀器，發(fā)出相應(yīng)的指令及時(shí)調(diào)整實(shí)鉆軌跡，確保儲(chǔ)層鉆遇率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.3 G區(qū)塊頁(yè)巖油水平井井下復(fù)雜預(yù)防中的地質(zhì)錄井技術(shù)

D油田G區(qū)塊為典型的陸相頁(yè)巖油沉積成藏體系，從上到下地層縱向壓力體系復(fù)雜，油氣水層發(fā)育較多，隱蔽工程條件下，鉆完井施工中未知因素多，導(dǎo)致井筒內(nèi)復(fù)雜事故風(fēng)險(xiǎn)概率高。通過(guò)地質(zhì)錄井工程參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)20多項(xiàng)鉆井工程技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)控，提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，為鉆井安全施工提供安全保障。主要鉆井工程參數(shù)檢測(cè)包括：井深實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、大鉤懸重實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、鉆壓實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、鉆井泵泵沖實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、立管壓力實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、扭矩及變化實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)等。通過(guò)鉆井工程技術(shù)參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)可以有效預(yù)防頓鉆、溜鉆、放空異常；斷鉆具、卡鉆；托壓、起下鉆遇阻遇卡；井漏、油水侵、井涌；轉(zhuǎn)盤(pán)工作異常；泥包鉆具、井塌等復(fù)雜的預(yù)警和預(yù)報(bào)。

3 GY03HC井地質(zhì)錄井分析總結(jié)

3.1 D油田G區(qū)塊GY03HC井鄰井目的層曲線特征分析

根據(jù)鄰井分析：Q11頂至目的層Q1頂巖性主要為紋層狀頁(yè)巖，局部夾薄層介殼灰?guī)r，地層對(duì)比時(shí)根據(jù)選取的標(biāo)志層進(jìn)行逐層對(duì)比，并結(jié)合氣測(cè)、地化熱解分析資料，預(yù)測(cè)著陸點(diǎn)垂深，及時(shí)調(diào)整軌跡。目的層分析：本井A靶點(diǎn)位置為距Q1頂4.00m處的層狀頁(yè)巖層，從電性看，GR值在130.00～155.00API之間，電阻率在8.00～13.00ohm·m，地化熱解S4在16.00～23.00mg/g、TOC在3.00～7.00mg/g左右，水平段監(jiān)控可利用伽馬、電阻率及熱解曲線進(jìn)行擬合，判斷軌跡在層中位置。

3.2 地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分析

考慮著陸點(diǎn)處頁(yè)巖目的層的實(shí)際位置與預(yù)測(cè)深度可能存在一定的誤差，因此在探油頂過(guò)程中密切觀察隨鉆測(cè)井曲線及錄井結(jié)果，確定好著陸點(diǎn)；本井水平段較長(zhǎng)，地層發(fā)育可能有一定變化，現(xiàn)場(chǎng)要實(shí)時(shí)跟蹤，并及時(shí)向甲方提供建議和意見(jiàn)。

3.3 實(shí)鉆著陸點(diǎn)的實(shí)時(shí)分析與推斷

3.3.1 鄰井的選擇

綜合分析曲線形態(tài)、數(shù)值及構(gòu)造位置，本井在Q1號(hào)層著陸時(shí)選取離靶點(diǎn)最近、資料較全的GY2、GY5-Q3-H6井作為主要參照井進(jìn)行地層對(duì)比。

3.3.2 地層對(duì)比

GY03HC井 于2021年3月15日12:00，井 深2137.00m，井斜0.10°，垂深2091.38m，地質(zhì)導(dǎo)向師開(kāi)始駐井跟蹤，進(jìn)行軌跡的導(dǎo)向與控制，校正后入靶點(diǎn)垂深2557.64m。分別在井深2375.00m，井斜16.43°，垂深2355.82m；井深2551.00m，井斜54.00°，垂深2501.78m；井深2665.00m，井 斜76.74°，垂 深2550.72m；井 深2699.00m，井斜81.60°，垂深2556.53m；進(jìn)行了三次入靶點(diǎn)校正，于2021年3月19日15:20，井深2725.00m，井斜87.03°，垂深2564.80m，巖屑錄井見(jiàn)灰黑色層狀頁(yè)巖，結(jié)合曲線特征綜合判斷本井著陸，著陸點(diǎn)井深2725.00m，垂深2564.80m，井斜87.03°。

3.4 水平段地質(zhì)導(dǎo)向過(guò)程簡(jiǎn)述

3.4.1 工具組合

本井于2021月3月16日1:00井深2208.00m開(kāi)始LWD隨鉆測(cè)井儀器開(kāi)始造斜，儀器零長(zhǎng)：自然伽馬15.26m，深、淺電阻率11.05m，井斜、方位15.27m。

本井于2021年3月22日12:00井深3378.00m使用斯倫貝謝旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀器水平段鉆進(jìn)，儀器零長(zhǎng)：自然伽馬3.20m，深、淺電阻率8.48m，井斜、方位3.54m，近鉆頭井斜3.15m。

以上數(shù)據(jù)由LWD公司及斯倫貝謝現(xiàn)場(chǎng)人員提供。地質(zhì)導(dǎo)向主要依據(jù)的實(shí)時(shí)測(cè)井曲線是上、下伽馬和深、淺電阻率曲線。

3.4.2 導(dǎo)向過(guò)程

現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向師及時(shí)收集和補(bǔ)充了相關(guān)資料，更新了導(dǎo)向模型。本井水平段施工過(guò)程中的主要事件如下：

（1）2021年3月20日7:00井深3079.00m，井斜89.48°，垂深2571.32m，緩慢降井斜至89.60°，整體保持89.50°～90.00°穩(wěn)斜鉆進(jìn)。

（2）2021年3月20日22:30井深3166.00m，井斜89.85°，垂深2572.18m，緩慢增井斜至89.90°鉆進(jìn)，盡量不要超90.00°。

（3）2021年3月21日10:00鉆至井深3369.00m，井斜90.34°，垂深2572.86m，起鉆換旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀器。

（4）2021年3月25日08:00井 深3673.00，井 斜89.07°，垂深2573.86m，調(diào)整平緩、軌跡平滑的基礎(chǔ)上，增斜至89.80°鉆進(jìn)，整體保持89.50°～90.00°鉆進(jìn)。

（5）2021年3月28日08:00井深4247.00m，井斜89.68°，垂深2575.12m，調(diào)整平緩、軌跡平滑的基礎(chǔ)上，增斜至89.90°鉆進(jìn)，角度變化盡量控制在89.90°±0.20°范圍內(nèi)鉆進(jìn)。

（6）2021年3月30日22:00本井于井深4556.00m完鉆。井斜89.70°，垂深2575.64m，水平段2737.00～4556.00m，水平段長(zhǎng)1819.00m，鉆遇儲(chǔ)層1819.00m，儲(chǔ)層鉆遇率100.00%。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)應(yīng)用地質(zhì)錄井技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油水平井“甜點(diǎn)層”的精準(zhǔn)捕捉，有效保障目的層水平段儲(chǔ)層的鉆遇率。

（2）通過(guò)地質(zhì)錄井技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)頁(yè)巖油水平井鉆完井過(guò)程中的工程參數(shù)，對(duì)井下復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防提供預(yù)警提示，保障鉆完井施工安全順利進(jìn)行。

（3）GY03HC井沉積時(shí)期為大規(guī)模湖泛期，湖相沉積面積大。Q一段、Q二段整體上以層狀、紋層狀頁(yè)巖為主。Q一段下部主要發(fā)育高有機(jī)質(zhì)層狀、紋層狀頁(yè)巖。

（4）GY03HC井 完 鉆 井 深4556.00m，水 平 段2737.00～4556.00m，水平段長(zhǎng)1819.00m，鉆遇儲(chǔ)層1819.00m，儲(chǔ)層鉆遇率100.00%