龍玉沙

（大慶油田鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江 大慶 163411）

油氣田開發(fā)在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，而鉆井地質(zhì)設(shè)計是油氣田開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)計質(zhì)量影響著油氣田開發(fā)的效果，為此應(yīng)當深入研究鉆井地質(zhì)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用。

1 鉆井地質(zhì)設(shè)計概述

鉆井地質(zhì)設(shè)計指的是根據(jù)單井任務(wù)書，利用地面地質(zhì)、地球物理勘探、鄰區(qū)或鄰井的鉆探資料進行待鉆井的地質(zhì)設(shè)計（如圖1 所示）[1]。鉆井地質(zhì)設(shè)計的主要內(nèi)容包括井號、井位、井別、井深、鉆井依據(jù)與目的、地層與構(gòu)造、地質(zhì)錄井與測井的內(nèi)容和要求、泥漿性能要求、地層壓力預測、井身結(jié)構(gòu)、完井方法以及可能會出現(xiàn)的工程事故等。鉆井工程會消耗大量的資金，甚至會達到上千萬元，且地下情況十分復雜，很容易出現(xiàn)安全事故，為此在進行鉆井之前需要科學開展地質(zhì)設(shè)計，從而保障鉆井工作的順利開展提高鉆井質(zhì)量。設(shè)計人員需要鉆井目的以及現(xiàn)有的地質(zhì)資料開展鉆井地質(zhì)設(shè)計工作。首先，鉆井有很多目的，根據(jù)鉆井目的可以將井劃分為多種類型，例如探井、開發(fā)井、地質(zhì)井、一般開發(fā)生產(chǎn)井、評價井、預探井、基準井、參數(shù)井等，這些井別反映出了鉆井的基本目的。鉆井的目的決定著資料錄取的著重程度以及地質(zhì)錄井工作量的大小，例如探井的主要目的就是獲取資料，所以地質(zhì)工作量較大，而開發(fā)井的主要目的是構(gòu)建采油注水通道，所以地質(zhì)工作量相對較小。其次，在進行鉆井地質(zhì)設(shè)計之前，設(shè)計人員需要系統(tǒng)搜集區(qū)域地質(zhì)概況與鄰井地質(zhì)資料，例如該區(qū)域的地層發(fā)育情況、地層剖面分布情況、地層的構(gòu)造特點、鉆揭地層的流體分布、流體性質(zhì)以及壓力溫度情況[2]。

2 鉆井地質(zhì)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 地層預測技術(shù)

地層預測技術(shù)是鉆井地質(zhì)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是利用現(xiàn)有資料、三維可視化技術(shù)以及地層劃分對比技術(shù)預測待設(shè)計鉆井地層情況的技術(shù)[3]。地層預測技術(shù)又可分為地層分層預測技術(shù)、油氣層預測技術(shù)以及地層巖性剖面預測技術(shù)這三種技術(shù)。其中，地層分層預測技術(shù)指的是在鄰井實鉆資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)地震以及測井資料制定劃分方案，并根據(jù)目的層以及區(qū)域?qū)拥臉?gòu)造圖科學選擇鄰井進行分層。地層分層的影響因素有很多，例如井型、沉積體系以及構(gòu)造不整合面與斷層的發(fā)育情況等因素都會影響到地層的分層。而地層巖性剖面預測技術(shù)指的是根據(jù)設(shè)計分層數(shù)據(jù)，在設(shè)計井所處沉積相帶與鄰井錄井剖面中的縱向位置的基礎(chǔ)上，預測設(shè)計井各個層面巖性的構(gòu)成。油氣層預測技術(shù)指的是依據(jù)試油資料、區(qū)域特征以及鄰井錄井資料預測可能會含有油氣層位置的技術(shù)。

在應(yīng)用地層分層預測技術(shù)時，工作人員需要先收集鄰井實鉆的資料以及地震資料，科學制定劃分方案。之后，工作人員需要綜合分析目的層以及區(qū)域構(gòu)造圖，從而選出最具有代表性的鄰井進行系統(tǒng)分層，并預測設(shè)計井可能會出現(xiàn)的地層分層情況。工作人員需要預測設(shè)計井在挖掘過程中可能會觸碰到的層位與斷層，預測鉆探的深度以及地層接觸關(guān)系。最后，工作人員需要在這些工作的基礎(chǔ)上繪制設(shè)計井與鄰井的地層對比圖。

2.2 油氣層保護設(shè)計技術(shù)

油氣層保護設(shè)計技術(shù)指的是根據(jù)測井、錄井以及地震等資料，并結(jié)合鄰井的相關(guān)參數(shù)開展深入研究與綜合分析，明確目標設(shè)計井的關(guān)鍵參數(shù)，例如鉆井液的類型、相關(guān)的性能要求等[4]。同時，工作人員也需要制定可以滿足需求的油氣層保護措施，科學預測油氣蘊含的關(guān)鍵層段，達到平衡鉆井以及保護油氣層的目的。

2.3 鉆井工程復雜情況預測技術(shù)

鉆井工程復雜情況預測技術(shù)就是根據(jù)鄰井鉆探過程中的實際情況的分析結(jié)果預測設(shè)計井的技術(shù)。通過鉆井工程復雜情況預測技術(shù)可以了解在實際作業(yè)時可能會出現(xiàn)的一些較為復雜的情況，并根據(jù)分析結(jié)果制定行之有效的預防措施，從而避免出現(xiàn)油氣浸、井噴以及井漏等問題。

2.4 地質(zhì)資料錄取工程項目設(shè)計技術(shù)

地質(zhì)資料錄取工程項目設(shè)計技術(shù)就是根據(jù)地質(zhì)剖面與油氣性質(zhì)等資料開展地質(zhì)錄井工程項目的設(shè)計工作，從而明確井別與井型等各個方面存在區(qū)別的單井、錄井的信息[5]。

2.5 計算機應(yīng)用技術(shù)

可以結(jié)合鉆井作業(yè)的特點研究可以滿足鉆井作業(yè)需求的鉆井地質(zhì)設(shè)計系統(tǒng)軟件，并將該軟件應(yīng)用在鉆井地質(zhì)設(shè)計工作當中，根據(jù)實際情況不斷優(yōu)化鉆井地質(zhì)設(shè)計工作。同時，也需要根據(jù)鉆井地質(zhì)設(shè)計的發(fā)展不斷更新軟件，從而為鉆井地質(zhì)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

3 鉆井地質(zhì)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用分析

無論是地層預測技術(shù)、油氣層保護設(shè)計技術(shù)還是地質(zhì)資料錄取工程項目設(shè)計技術(shù)、鉆井工程復雜情況預測技術(shù)、計算機應(yīng)用設(shè)計技術(shù)都在鉆井地質(zhì)設(shè)計工作當中發(fā)揮著重要作用，可以有效增強鉆井勘探開發(fā)的經(jīng)濟效益。

本文將以大慶油田當中的某個礦井為例分析鉆井地質(zhì)設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用。該礦井具有重要作用，可以探索徐家圍子斷陷徐東坡帶深層砂礫巖儲層的含氣性，并探營四段砂礫巖和登婁庫組。同時，該礦井總的設(shè)計深度達到了3950m，當鉆至設(shè)計井深時，井底60m當中沒有油氣顯示完鉆[6]。

由于區(qū)域性近南北方向與北東方向出現(xiàn)了深大斷裂的情況，所以松遼盆地的北部出現(xiàn)了近南北向的斷凹、斷隆相間的區(qū)域構(gòu)造格局。同時，目的層沙河子組頂面的埋藏深度處于2900～4200m這個范圍當中。從地震反射剖面的情況來看，目標區(qū)的砂礫巖體具有明顯的特征，即上方呈現(xiàn)中高頻中強振幅連續(xù)反射特征，可以預測其是薄層砂礫巖以及泥層互巖。而下方呈現(xiàn)低頻弱振幅斷續(xù)反射特征，所以可以預測是厚層砂礫巖。從能量半衰時的剖面情況來看，目標區(qū)的上方呈現(xiàn)中高頻高連續(xù)高能特征，因此可以判定其為薄層砂礫巖，而下方呈現(xiàn)低頻較差連續(xù)性高能特征，所以判斷其是厚層砂礫巖。

從實際鉆井工作來看，地質(zhì)設(shè)計姚二段與姚三段的頂為1215m，而實際鉆井發(fā)現(xiàn)姚二段與姚三段的頂是1211m，所以設(shè)計頂高與實際頂高之間有4m 的差距[7]。地質(zhì)設(shè)計泉四段頂是1665m，而實際鉆井發(fā)現(xiàn)泉四段頂是1672.5m，設(shè)計與實際頂高之間相差7.5m。地質(zhì)設(shè)計登四段頂是2600m，實際鉆井發(fā)現(xiàn)登四段頂是2607m，設(shè)計與實際頂高之間相差7m。所以，地質(zhì)設(shè)計與實鉆之間的誤差相對較小。而地質(zhì)設(shè)計營城組頂是3065m，實鉆營城組頂是3087m，設(shè)計與實鉆之間有22m的誤差，誤差相對較大。

4 優(yōu)化鉆井地質(zhì)設(shè)計的策略

4.1 加大對地層與工程復雜情況預測技術(shù)的研究力度

鉆井地質(zhì)工作通常都是在地下開展的，若想確保所有的工作都能夠順利進行，就需要掌握底部環(huán)境的情況，為此需要根據(jù)現(xiàn)有資料對設(shè)計井的地層進行預測。為此，工作人員需要加大對地層與工程復雜情況預測技術(shù)的研究力度，利用檢測系統(tǒng)明確工作過程中可能會出現(xiàn)的問題并完善預防措施。

4.2 完善地質(zhì)資料錄取工程項目設(shè)計技術(shù)

在進行鉆井地質(zhì)設(shè)計時，設(shè)計人員需要綜合考慮各種因素，例如油氣性質(zhì)、地質(zhì)剖面等因素，所以相關(guān)的工作人員需要深入分析地質(zhì)資料錄取的工程項目，從而為鉆井地質(zhì)設(shè)計工作提供大量可靠的數(shù)據(jù)信息，這樣設(shè)計人員才可以根據(jù)地質(zhì)情況開展鉆井地質(zhì)設(shè)計工作。不同地質(zhì)錄井工程項目會形成不同的井別與井型，所以需要掌握更加全面的地質(zhì)資料。

4.3 提高設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)

設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)在一定程度上決定著鉆井地質(zhì)設(shè)計工作的質(zhì)量，但是一直以來我國的設(shè)計人員都存在專業(yè)素養(yǎng)較低的問題，對鉆井地質(zhì)設(shè)計工作的發(fā)展造成了限制，為此應(yīng)該通過有效措施提高設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)。第一，需要不斷完善鉆井地質(zhì)設(shè)計工作素質(zhì)標準，從而充分發(fā)揮設(shè)計人員的優(yōu)勢。第二，需要根據(jù)素質(zhì)標準對設(shè)計人員進行專業(yè)培訓，從而提高現(xiàn)有設(shè)計人員的業(yè)務(wù)能力，并為鉆井地質(zhì)設(shè)計工作提供儲備人員，確保鉆井地質(zhì)設(shè)計工作能夠得到有效銜接[8]。第三，需要對井控進行綜合考核，要從設(shè)計上進行本質(zhì)管控，避免出現(xiàn)原有人員擔任獨立設(shè)計的情況，優(yōu)化鉆井地質(zhì)設(shè)計的效果。

4.4 科學配置工作設(shè)備

工作設(shè)備是應(yīng)用鉆井地質(zhì)設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵部分，影響著技術(shù)應(yīng)用水平，為此在進行鉆井地質(zhì)設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要科學配置所有的工作設(shè)備，同樣在指導性工作當中也需要科學配置工作設(shè)備。首先，設(shè)計人員需要對前期鉆井地質(zhì)設(shè)計涉及到的精細油藏描述工作站進行科學配置，同時需要完善高性能計算機的硬件與軟件系統(tǒng)。其次，設(shè)計人員需要根據(jù)實際需求進行地質(zhì)圖件編繪軟件與地震地質(zhì)一體化解釋軟件等軟件的安裝，從而不斷提高鉆井地質(zhì)設(shè)計工作的效率與質(zhì)量。

5 結(jié)語

無論是地層預測技術(shù)、油氣層保護設(shè)計技術(shù)、鉆井工程復雜情況預測技術(shù)還是地質(zhì)資料錄取工程項目設(shè)計技術(shù)與計算機應(yīng)用設(shè)計技術(shù)都是鉆井地質(zhì)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，需要根據(jù)實際情況將這些技術(shù)應(yīng)用在鉆井地質(zhì)設(shè)計當中，提高設(shè)計質(zhì)量。