張玉峰（長(zhǎng)城鉆探工程有限公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司 遼寧盤(pán)錦 124010）

一、IGD綜合導(dǎo)向鉆井技術(shù)

IGD（Integrated Geosteering and Drilling）是地質(zhì)導(dǎo)向和鉆井一體化技術(shù)的英文縮寫(xiě)。該技術(shù)在進(jìn)行地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)精細(xì)分析和地質(zhì)建?；A(chǔ)上，使用地質(zhì)導(dǎo)向軟件與隨鉆測(cè)井實(shí)時(shí)資料，對(duì)水平井鉆井進(jìn)行實(shí)時(shí)三維可視化地質(zhì)導(dǎo)向，縮短鉆井周期，降低鉆井成本，同時(shí)提高油層鉆遇率，提高單井產(chǎn)量，提升開(kāi)發(fā)效益。

在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，LWD隨鉆測(cè)井技術(shù)提供實(shí)時(shí)測(cè)井參數(shù)，輸入三維地質(zhì)模型，對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整和修正，直接指導(dǎo)水平井井眼軌跡控制，提高地質(zhì)導(dǎo)向的實(shí)效性、準(zhǔn)確性。該技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：一是，地質(zhì)建模部署井位與水平井鉆井工程設(shè)計(jì)相結(jié)合，優(yōu)選井位平面部署位置和剖面目的層，確保工程方面實(shí)現(xiàn)地質(zhì)開(kāi)發(fā)目的和水平井鉆井安全；二是，應(yīng)用模擬算法建立隨鉆伽瑪和隨鉆電阻率測(cè)井的屬性模型，控制水平井井眼軌跡在油層最佳位置，提高井位部署的精確性，同時(shí)在后續(xù)作業(yè)中實(shí)時(shí)更新，預(yù)判巖性和目的層位置，判別薄油層頂?shù)走吔?；三是，隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與軟件結(jié)合進(jìn)行地質(zhì)模型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修正，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)LWD數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、后方地質(zhì)模型更新的即時(shí)性、現(xiàn)場(chǎng)井眼軌跡調(diào)整的及時(shí)性。

二、解決的問(wèn)題

1.解決了水平井油層鉆遇率低的問(wèn)題

從2012年10月至2013年7月，該技術(shù)應(yīng)用在哈薩克斯坦扎那若爾區(qū)塊的四口水平井，水平段平均長(zhǎng)度400.2米，油層平均鉆遇率高達(dá)95.76%，獲得很好的鉆井效果。水平井投產(chǎn)后，單井平均日產(chǎn)油80.3噸，是鄰近直井日產(chǎn)油的5～9倍，獲得很好的開(kāi)發(fā)效果。其中一口井的油層鉆遇率達(dá)到100%，產(chǎn)量遠(yuǎn)超預(yù)期，初期單井日產(chǎn)油達(dá)到118噸，穩(wěn)產(chǎn)在91噸。

2.解決了扎那若爾區(qū)塊開(kāi)發(fā)效益低的問(wèn)題

該技術(shù)在低滲低孔碳酸鹽巖油田的成功應(yīng)用，推廣水平井鉆井，為甲方轉(zhuǎn)變開(kāi)發(fā)方式提供了新思路和新方法，為甲方解決了使用常規(guī)鉆井方式面臨的開(kāi)發(fā)效益低的問(wèn)題。水平井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的良好效果，為甲方進(jìn)一步規(guī)模采用水平井開(kāi)發(fā)難動(dòng)用儲(chǔ)量注入了信心，甲方對(duì)IGD綜合導(dǎo)向鉆井技術(shù)給予了高度贊揚(yáng)和充分肯定。

三、技術(shù)應(yīng)用

1.水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

某口井是在扎那若爾難動(dòng)用儲(chǔ)量區(qū)塊部署的一口水平井，水平段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度400米。先完成導(dǎo)眼井鉆井作業(yè)，井深3870.1米，井斜43°，垂深3767.2米，完成測(cè)井作業(yè)和測(cè)井資料解釋。

根據(jù)區(qū)塊構(gòu)造情況，目的層構(gòu)造平緩，地層傾角0.9°。通過(guò)對(duì)比分析鄰近井位和已鉆導(dǎo)眼井的地層得知，導(dǎo)眼井發(fā)育了兩套油層，上部油層厚度只有1米，下部油層厚度有4米，在部署區(qū)域發(fā)育較為連續(xù)，設(shè)計(jì)為水平井目的層，設(shè)計(jì)A點(diǎn)、B點(diǎn)的垂深分別是3721米、3727米，設(shè)計(jì)水平段井斜為89.1°。

地質(zhì)導(dǎo)向工程師應(yīng)用地質(zhì)導(dǎo)向軟件對(duì)水平井主眼鉆井開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向工作。通過(guò)參考地質(zhì)模型和軟件模擬計(jì)算，對(duì)比分析，辨識(shí)出了3個(gè)標(biāo)志層位置，并且根據(jù)標(biāo)志層的深度，預(yù)測(cè)目的層深度變化趨勢(shì)，地質(zhì)導(dǎo)向工程師建議井斜86°穩(wěn)斜鉆進(jìn)，到達(dá)目的層之后，增斜到90°入靶。實(shí)際施工中，鉆進(jìn)到3833米，鉆時(shí)明顯變快，全烴升高到3.82%、含油量3%-6%，判斷通過(guò)有效的地質(zhì)導(dǎo)向已經(jīng)成功進(jìn)入目的層，增斜鉆進(jìn)到中完井深3878米，井斜90°，垂深3722.2米。完成中完作業(yè)。

在水平段施工之前，參考地質(zhì)模型得知，水平段地層傾角變化平緩，地質(zhì)導(dǎo)向工程師建議水平段井斜控制為89.2°，鉆進(jìn)過(guò)程中結(jié)合LWD隨鉆測(cè)井信息進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向工作，實(shí)時(shí)調(diào)整水平段井眼軌跡。

在水平段施工過(guò)程中，在3878米-4153米井段的鉆進(jìn)過(guò)程中，井斜控制在88.4°-89.3°之間，鉆進(jìn)至井深4153米，地質(zhì)導(dǎo)向工程師根據(jù)地質(zhì)模型和軟件計(jì)算，并結(jié)合LWD隨鉆測(cè)井信息，判斷當(dāng)前井眼軌跡位于目的層的中部偏下位置，與甲方討論之后，決定調(diào)整,增斜至90°繼續(xù)鉆進(jìn)，完鉆井深4278米，井斜89.9°，垂深3727.6米，水平段井眼軌跡全部在目的層油層中，水平段長(zhǎng)度401米，鉆遇油層401米，油層鉆遇率100%。

2.水平井井眼軌跡控制技術(shù)

（1）井眼軌跡剖面類型優(yōu)選

剖面類型包括：?jiǎn)位∑拭妫ㄈ沃疲?增-水平），雙弧剖面（五段制，直-增-穩(wěn)-增-水平），三弧剖面（七段制，直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)－增－水平）。

單弧剖面，適用于目的層頂界位置與定向工具造斜率確定條件下的水平井剖面設(shè)計(jì)。由于所鉆的水平井設(shè)計(jì)有導(dǎo)眼井，所以目的層頂界位置與定向工具造斜率已確定，因此設(shè)計(jì)采用單弧剖面。

（2）鉆具組合、鉆井參數(shù)的選擇和使用效果

采用四種定向鉆具組合：導(dǎo)眼井定向造斜組合、側(cè)鉆鉆具組合、水平井主眼定向造斜組合、穩(wěn)斜鉆具組合。選取其中一種鉆具組合進(jìn)行介紹。

表1 某口井水平井主眼定向造斜組合

結(jié)論

IGD綜合導(dǎo)向鉆井技術(shù)，在哈薩克斯坦扎那若爾區(qū)塊成功應(yīng)用，獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。第一批四口水平井的成功施工，引領(lǐng)甲方轉(zhuǎn)變油田開(kāi)發(fā)方式，規(guī)模應(yīng)用水平井開(kāi)發(fā)難動(dòng)用儲(chǔ)量。