涪陵页岩气田水平井地质导向方法浅析张谦 （长江大学，武汉430100） 【摘 要】针对涪陵页岩气田地质构造复杂，页岩气水平井井眼轨迹控制要求较高，水平段稳定在优质储层中穿行难度较大的问题。提出了对不同地层变化类型采用不同导向手段的方法，给出了控制井眼轨迹变化的经验公式。通过该地质导向方法在涪陵页岩气田水平井现场应用，页岩气水平井水平段在优质储层中的穿行率达到80%以上，表明运用该地质导向方法可以保证水平段基本稳定在优质储层中穿行。 【关键词】页岩气;水平井;地质导向;穿透率;涪陵页岩气田 【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.118 1 引言涪陵页岩气田位于四川盆地和盆边山过渡地带，最大埋深可以达到3000m。对于涪陵页岩而言，运用了综合地质导向的方式来设计气田的水平井，确保气藏中的水平段可以顺利穿行。在具体实现水平井地质导向的过程中，技术人员首先需要构建精确的地质模型，在此基础上密切结合设计资料与邻井资料。在测量录井数据时，运用了随钻测井的LWD技术方式。在导线软件的帮助下，确保测井数据能够得到实时性的更新，对于钻进方向予以及时调整。这样做，有助于保证油气富集区内部的钻头依照正确的方向穿行[1]。 2 关键的技术要点从水平井钻井的角度来看，产检区域表现出较复杂的地形构造，同时也蕴含了较多的不可确定要素。地层体现为较快的产状变化，因而导致了地震资料的误差。这种情况下如果构建地质模型，那么钻探状况与预测靶点之间将会存在较大差异，因此运用建模方式很难推测地层倾角与地形大小的精确数据。 在钻探过程中，如果遇到变化频繁的地层倾角，很难迅速应对。对于水平段在具体施工时，井底与定向探管之间存在特定间隔，因而操作人员将会很难明确定向参数与GR数据。通常情况下，定向探管都会安装下方的随钻探头，这种探头大约设计为16m的伽马探管长度[2]。一般来讲，直井与邻井都可以表现出显著的标志点，在此基础上技术人员就能断定曲线形态的具体变化，进而调整现阶段的钻井轨迹。在某个时间段，如果很难判断清晰的控制点具体位置，或者控制点存在较大的间隔距离差异，那么估测得出的地层变化总量也会体现差异性，图1显示了这种差异。  图1 直井标准井B2井测井曲线图及导向控制点 对于水平井而言，通常设计了较高的井眼轨迹控制精确度。从现状来看，涪陵页岩气田包括了较多数量的水平井，井眼轨迹的偏移距离较长，同时水平段也相对较长。这种状态下，相比于其他类型的油气藏，水平井油气藏具备了更复杂的轨道特性，因此也体现了较大的钻井摩擦力。在摆放工具面时，操作人员也会感觉到明显的难度，缺乏适当的钻井定向。因此在设计导向时，应当设置比较平缓的钻井轨迹，只有这样才能符合最佳的穿透率[3]。 3 完善技术思路对于入靶影响进行全方位的控制，减少地震误差带来的干扰。依照设计页岩水平井的基本原则来调整导向方法，确保在稳斜阶段就可以进行控制，同时依照给出来的方案思路来调整水平井的钻井方向。通过对常用的二维钻井进行改造，在此基础上增加了新型的三维钻井手段和技术，这样做有助于调整后期的钻井倾斜度。依照分层的思路来选择灵活的入靶角度与入靶地点，确保能够符合最基本的地层倾角状态[4]。 对于地层变化的应对时间进行适当的缩短。从现状来看，某些情况下技术人员仍很难判断GR控制点，这种现象根源就在于无法设置明确的跟踪导向。为此对于水平段而言，应当依照因地制宜的基本思路来设置导向。同时，在测量过程中还应当密切关注地层拐点与倾斜角等部位，在最大限度内杜绝不可控因素导致的干扰。为了保障稳定性，技术人员选择了异常高的GR数值作为控制点，这一点蕴含了较多的炭质页岩与磷酸类矿物。经过探测可知，相比于该地区其他的导向点，这个控制点表现出更大的伽马值变化速度，因而也杜绝了后期争议出现的可能性。在控制点周围存在很稳定的地层发育，不会产生地层缺失现象。从垂直厚度来看，可以运用地层等厚度法来推算三角函数关系。在选定控制点的基础上，对于各种类型的构造特征也应当选择差异性的导向方法。 地层变化量经验公式：  式中，α地层倾角变化量(°)；b为G9控制点伽马高尖半幅点井距（m）。 对于水平段的轨迹变化进行调整与控制。地层等厚度法可以用来估测和推算邻近的地层倾角，依照现有的数据来推测垂直深度。在进行推算时，应当依照井底与气层之间的交叉角度进行确定。在给出三角函数公式的前提下，可以通过计算得出优质地层的最大段长度。此外，在推算最小的地层造斜率时，也可以参照地层与井斜角二者的夹角数据。这种推算与分析有利于确保地层的优质性，对于轨迹的平缓程度进行限定[5]。 4 现场应用X-3HF井位于川东南地区川东高陡褶皱带包鸾－焦石坝背斜带焦石坝构造东南翼，靠近乌江断层。目的层为五峰组-龙马溪组。是沿正南北向部署的1口开发类水平井，设计水平段长1512m。 4.1 地质特征及导向设计 根据过X-3HF井目的层地震地质解释剖面图显示,如图2所示，地震波组相位连续，地层产状变化很大，该井A-C靶点段地层为下倾趋势，地层倾角预测为下倾约7.5°，C-B靶点段地层变为上倾趋势，地层倾角预测为上倾4.3°～11.3°，其中D-B靶点段地层上倾幅度较C-D靶点段小。针对该井地层变化特点，导向设计思路应为入靶前着陆位置尽量靠近优质气层中部，入靶角与地层匹配；入靶后稳斜探层，AC段保持钻井轨迹尽量在G9控制点上方穿行，在CD段可考虑适当降斜向下探层，保持钻井轨迹在G9控制点下方稳斜穿行，待出现G9控制点后逐步降斜观察，直至地层倾角与井斜相匹配后稳斜完钻。  图2 X-3HF井叠前时间转深度实钻剖面 4.2 跟踪导向 4.2.1 水平井着陆地质导向 X-3HF井进入小河坝组后，在井深3660m处开始采用综合地质导向技术，并继续按照设计轨迹钻进，如图3所示。通过实钻跟踪随钻GR数据，在井深3880m钻穿龙马溪组中部的浊积砂层，随钻GR值从141API上升至184API，出现第一个导向控制点G1，此时井底垂深为3543m。采用地层等厚法与标准直井B2井对比，推算优质气层顶垂深为3616m，较设计优质气顶垂深浅196m。考虑到入靶地层为下倾地层，实钻地层垂厚应较标准直井X-2井地层厚，符合目前计算误差趋势；同时根据历史统计结果表明实钻气顶垂深高于地震资料气顶垂深40m以上很少见。故暂时不做钻井轨迹调整，继续按设计钻进观察。  图3 X-3HF井完井轨迹穿行图 4.2.2 水平段地质导向 为了确保地层倾角的清晰性，对于水平段在进入钻头之后，应当密切观察控制点的随钻变化规律。一旦达到4530m的深度，那么就要转变原有的地层倾角，转变为2.5°的上倾角。在这个过程中，还应当对于靶点的地层指示位置进行全面判断。依照预测的地震倾角来计算造斜率，进而选择最适当的钻井控制点。对于地震预测段而言，地层中的DB段表现出较平缓的趋势。对于这一层的水平段，应当识别变缓的地层拐点，在确保地层稳定的基础上，对于倾斜角进行适当调整，确保G9控制点始终位于下方的钻井轨迹，保持穿行的趋势。 测井得出的结论可以表明：对于1513m的水平段而言，通过测量可得638.8m的二类页岩气层段总长度以及823.6m的一类页岩气层段总长度，在这其中还包含了约50m的干层，平均达到了100%的气层穿透率，因此可以归类为优质气层。在地质导向方法的引导下，对于水平井探测进行适当调整，因此可以获得81%的气层穿透率。在探测过程中，一共选择了33口水平井，这个比例高达67%。同时，单井水平段一共包含了80%或更高的优质气层穿透率。 5 结语地质导向方法的特性为：对于入靶精度予以适当提高，选择分层入靶的技术措施来减少精度影响，这样做有助于在最大限度内消除地震误差导致的干扰。对于不够及时的钻井轨迹调整，也给出了可行的应对措施，对于随钻仪器存在的精确度误差予以弥补。对于钻井轨迹在进行具体调整时，依照经验公式来进行适当调整，从而在根源上杜绝了定向的难题，改进后的技术措施也符合了井眼轨迹的基本控制需要。由此可见，水平井的地质导向技术方法符合了涪陵页岩气田的开采现状，对于储层穿透率予以有效提高，从而达到最基本的测井目标。 【参考文献】 【1】王志刚，孙健.涪陵页岩气田试验井组开发实践与认识[M].北京：中国石化出版社，2014. 【2】赵勇.页岩气水平井地质导向技术研究与应用[J].江汉石油职工大学学报，2015（2）:3-6. 【3】牛新明.涪陵页岩气田钻井技术难点及对策[J].石油钻探技，2014（4）:890-1001. 【4】黄文君，邢厚韦，付瑜，等.近钻头地质导向钻井技术在江苏油田应用初探[J].设计与研究，2012(39):44-47. 【5】吴福邹.水平井地质导向的难点与技术对策[J].内蒙古石油化工，2012（18）：104-107. A Geosteering Method in Horizontal Wells in Fuling Shale Gas Field ZHANG Qian 【Abstract】In order to solve the problem that the complex geological structure of fuling shale gas field cause shale gas horizontal well track control the demand is higher and horizontal part of the horizontal well stability through difficult in the high-quality reservoirs.Put forward on different kinds of formation change with different geosteering method,also provide an empirical formula of control horizontal well track changes. Through the geosteering method in fuling shale gas field application of horizontal well,shale gashorizontal part of the horizontal well in the high quality reservoirs through rate of more than 80%,shows that using the geosteering method can guarantee the stability of horizontal part basic on the high quality reservoirs. 【Keywords】shale gas；horizontal well；geosteering；penetration rate；fuling shale gas field 【中图分类号】TE28 【文献标志码】A 【文章编号】1007-9467（2017）04-0037-03 【收稿日期】2016-12-16 【作者简介】张谦（1988～），男，湖北仙桃人，助理工程师，从事油气田开发与研究。 |
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