張瑞平，宋朝暉，李 彬，毛 健，聶 濤，付 仕

（1．中國石油西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司，新疆烏魯木齊 834000；2．中國石油西部鉆探工程技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊 834000）

瑪湖區(qū)塊儲層分布相對穩(wěn)定，連續(xù)性好，個別斷塊的油層不整合發(fā)育，存在較多的泥巖夾層，非均質(zhì)性強，縱向上儲層厚度和傾角不確定性高。在水平井實施過程中為了確保井眼軌跡準確著陸，更好地認識儲層分布特點，提高油層鉆遇率，采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。隨著地質(zhì)導(dǎo)向的發(fā)展，邊界探測工具（即為探邊）為當前最先進的地質(zhì)導(dǎo)向工具，但費用高昂，在當前時期如何既能滿足地質(zhì)導(dǎo)向目標同時又能降低費用是當前急需解決的難題?，敽^(qū)塊作為新疆油田公司近年重點開發(fā)的區(qū)塊，為提高開發(fā)效益，應(yīng)用“工廠化+體積壓裂”的作業(yè)方式進行開發(fā)，部署了大量水平井。2016—2017年瑪18區(qū)塊部署實施水平井50多口，平臺式水平井井距為500.0 m，水平段長度以1 200.0，1 600.0 m為主，為了達到“提產(chǎn)、提效、降成本”的開發(fā)目標，滿足油藏開發(fā)要求，水平井鉆井全部應(yīng)用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。

瑪 18井區(qū)開發(fā)儲層為三疊系百口泉組的百一段和百二段油層，分布相對穩(wěn)定，部分斷塊垂直走向上存在不確定性，夾層多。前期的開發(fā)水平井實施過程中為確保油層鉆遇率，全部采用邊界探測地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，平均鉆遇率達97.0%以上，達到了預(yù)期的油層鉆遇效果，但需要支付高昂的導(dǎo)向費用。結(jié)合該區(qū)塊地質(zhì)分布特征和前期完成井地質(zhì)導(dǎo)向?qū)嵤┣闆r，在后期的平臺水平井開發(fā)中將邊界探測地質(zhì)導(dǎo)向和常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向兩種技術(shù)結(jié)合使用，達到油藏開發(fā)目的，將大大地降低作業(yè)成本。

1 地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

地質(zhì)導(dǎo)向是在水平井鉆井工程中運用隨鉆測井技術(shù)、隨鉆測量、工程應(yīng)用軟件和綜合錄井技術(shù)來控制水平井軌跡在儲層有利位置穿行，實現(xiàn)單井產(chǎn)量和投資收益最大化，在各大油田得到廣泛應(yīng)用。從地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的發(fā)展來看，地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的進步主要依托于隨鉆測井工具的進步，而近年隨鉆測井工具作為地質(zhì)導(dǎo)向的核心得到了很大的發(fā)展，從傳統(tǒng)的常規(guī)自然伽馬、電阻率發(fā)展成為方向性邊界深探測的預(yù)判式導(dǎo)向技術(shù)（探邊地質(zhì)導(dǎo)向），最具代表性工具是斯倫貝謝的PeriScope、貝克休斯的AziTrak和哈里伯頓的ADR[1]。依據(jù)隨鉆測井工具的不同，地質(zhì)導(dǎo)向方式可分為常規(guī) LWD地質(zhì)導(dǎo)向和探邊地質(zhì)導(dǎo)向。與常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向相比，探邊地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)具有 360°方向測量、探測深度更深和明確地層邊界的特點（表1）。

當PeriScope工具從電阻率較低的地層鉆入電阻率較高的地層時，PeriScope方向曲線呈正信號，反之呈負信號。如果在工具探測的范圍內(nèi)沒有明顯的電阻率變化，那么PeriScope方向曲線為0。該工具電阻率的測量與傳統(tǒng)的電阻率測量方法類似，但是其方向性卻非常明確。

表1 兩種地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)特點對比

2 探邊地質(zhì)導(dǎo)向的應(yīng)用

PeriScope是一個探測深度較深并具有方向性測量的隨鉆測井工具，應(yīng)用實時導(dǎo)向軟件，通過對測量參數(shù)的反演，能夠估算出工具到地層邊界的距離和地層邊界的延伸方向。在鉆具組合中，該工具距離鉆頭為11.0～12.0 m，在儲層電阻率和非儲層電阻率差異足夠大的情況下能夠識別4.0～5.0 m的邊界，可判斷井眼軌跡相對目的層邊界的位置，為實時地質(zhì)導(dǎo)向提供可靠的依據(jù)。

2016年應(yīng)用探邊工具在瑪湖區(qū)塊成功應(yīng)用于4口井，在水平段鉆進過程中，探邊工具準確地探測到儲層邊界位置，確保水平井鉆遇率的同時也保證了井眼軌跡平滑，提高了井眼質(zhì)量與鉆井效率，平均油層鉆遇率為99.3%。以艾湖井區(qū)AhHW2001井為例，該井目的層是百口泉組百一段油層，砂體厚度為 4.0～5.0 m。實施前根據(jù)周圍鄰井測井曲線顯示，百三段之上地層對比關(guān)系較好，百三段砂體橫向發(fā)育不穩(wěn)定，對比性較差，而百二段砂巖厚度及層內(nèi)泥巖夾層發(fā)育不穩(wěn)定，不確定性大。使用PeriScope工具進行導(dǎo)向，在著陸過程中通過地層對比、巖性分析準確地預(yù)判了地層提前，并及時調(diào)整軌跡，鉆至A點時，實際著陸A點垂深比設(shè)計淺11.8 m，地層約2.5°下傾。該井水平段長1 202.0 m，油層鉆遇率為100%。

AhHW2001井成功實施對瑪湖其他區(qū)塊具有借鑒作用，由于開發(fā)目的層厚度、電性特征相似，探邊工具能發(fā)現(xiàn)地層走向，有效避免鉆遇泥巖，給瑪湖區(qū)塊的瑪18井和瑪131井區(qū)下一步的水平井開發(fā)積累了經(jīng)驗。

3 地質(zhì)導(dǎo)向在瑪湖18井區(qū)應(yīng)用分析

瑪湖凹陷三疊系百口泉組主體屬平緩斜坡背景下的淺水扇三角洲沉積，構(gòu)造基本表現(xiàn)為東南向傾斜的平緩單斜，局部發(fā)育低幅度平臺、背斜或鼻狀構(gòu)造，斷裂較發(fā)育[2]。

3.1 瑪18井區(qū)水平井部署及油層分布

瑪 18井區(qū)百口泉組油藏開發(fā)由于受到地面環(huán)境的影響[3-4]，應(yīng)用 “工廠化”作業(yè)方式進行開發(fā)，部署的水平井分布在四個主要斷塊上，分別為：瑪18斷塊、艾湖1斷塊、艾湖6斷塊和艾湖013斷塊。以該區(qū)塊已鉆井的資料為基礎(chǔ)，分析油層分布情況，選擇參考井進行油層連通剖面對比，結(jié)果表明全區(qū)整體目的層油層連續(xù)性好，部分井砂體含泥巖夾層。其中，艾湖1斷塊和艾湖013斷塊目的層連通好、油層較厚（6.0～10.0 m）、儲層較為穩(wěn)定；而瑪18和艾湖6兩個斷塊隔夾層發(fā)育、泥巖夾層較多、物性變化大、非均質(zhì)性嚴重、縱向上儲層厚度和傾角不確定性高。

3.2 常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向

常規(guī)地質(zhì)導(dǎo)向是利用常規(guī)電阻率、自然伽馬和錄井參數(shù)結(jié)合進行地質(zhì)導(dǎo)向的方法[5-6]，通過分析瑪18井區(qū)百口泉組地層的巖性特征、電性特征，建立地質(zhì)導(dǎo)向的靜態(tài)模型，在實鉆過程中結(jié)合LWD和綜合錄井信息，實時進行地層精細對比[7-8]，開展地層劃分，確定標志層，對入靶深度進行精確控制，實時指導(dǎo)鉆井井眼軌跡，使軌跡穿行在油層中的有利位置，主要步驟為：①入靶前靶點預(yù)測和調(diào)整。利用鄰井已鉆井資料，在造斜鉆進過程中，找準標志層，預(yù)測靶點垂深，及時調(diào)整軌跡，著陸入靶。②入靶后的水平段軌跡調(diào)整。進入水平段后確保軌跡在油層中的有利位置穿行，依據(jù)前期的地層傾角預(yù)測和實時LWD數(shù)據(jù)，結(jié)合錄井鉆時、氣測、巖屑等資料判斷軌跡在油層中的位置，據(jù)此調(diào)整井斜。

3.3 地質(zhì)導(dǎo)向方法應(yīng)用分析

以艾湖1斷塊的MaHW6122井平臺為例，設(shè)計開發(fā)目的層為百一段，A點垂深為3 893.5 m，水平段長1 200 .0 m，設(shè)計水平段方位角180°，井斜角88.28°，油層厚度為6.0 m。該平臺井實施前利用與設(shè)計方向一致的兩鄰井資料進行對比分析，以地質(zhì)特征明顯、沉積較穩(wěn)定的百二段作為標志層。實鉆過程中依據(jù) LWD曲線和錄井巖屑特征卡準標志地層，鉆至百二段及時與設(shè)計靶點垂深進行對比分析，根據(jù)垂深變化的差值及時對待鉆軌跡進行調(diào)整，確保軌跡著陸成功。該平臺實施的第一口水平井MaHW6122采用探邊地質(zhì)導(dǎo)向，從而可以明確平臺附近實際水平段地層傾角走向，后續(xù)實施的三口水平井就可應(yīng)用常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，實鉆過程中依據(jù)設(shè)計井斜角、方位角和MaHW6122井實際地層傾角，再結(jié)合實測LWD曲線、錄井參數(shù)變化分析對比出軌跡在油層中的位置，指導(dǎo)水平段井斜角、方位角的控制，從而確保井眼位置和油層鉆遇率。

依據(jù)上述分析得到，在瑪18斷塊、艾湖6斷塊南面構(gòu)造低部位，目的層內(nèi)的夾層厚度平面上變化較大，所建地質(zhì)模型的確定性相對較低，為了保障油層鉆遇率，建議使用探邊工具進行地質(zhì)導(dǎo)向。而艾湖1斷塊、艾湖013斷塊的地層目的層單一、油層比較厚、沉積厚度平面上變化不大，所建地質(zhì)模型的確定性較高，考慮到夾層的干擾，每個平臺第一口井使用探邊工具進行地質(zhì)導(dǎo)向。摸清楚標志層和儲層情況后，平臺中其他實施的水平井使用常規(guī)LWD進行地質(zhì)導(dǎo)向，既滿足設(shè)計地質(zhì)要求的油層鉆遇率，又降低了地質(zhì)導(dǎo)向服務(wù)作業(yè)成本，達到較好的性價比開發(fā)。

4 結(jié)論與建議

（1）地質(zhì)導(dǎo)向過程是鉆井技術(shù)、隨鉆測錄井和油藏工程技術(shù)的結(jié)合實施過程，根據(jù)地層情況對實鉆軌跡及時調(diào)整，達到高效鉆遇儲層的目的。對于目的層厚度較大、平面上沉積穩(wěn)定、地層傾角相對穩(wěn)定的水平井使用常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。

（2）瑪湖區(qū)塊工廠化水平井實施各平臺第一輪井使用探邊工具進行地質(zhì)導(dǎo)向，為后期平臺其他井的地質(zhì)導(dǎo)向工具的選擇提供參考和借鑒，對于同一鉆井平臺相鄰的水平井實施不連續(xù)使用探邊工具進行地質(zhì)導(dǎo)向，降低作業(yè)成本。隨著環(huán)瑪湖勘探開發(fā)的進程和對地層構(gòu)造認識程度的深入，常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向與探邊地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)優(yōu)化使用，將是規(guī)模化開發(fā)中的最優(yōu)性價比地質(zhì)導(dǎo)向方式。

（3）瑪湖區(qū)塊的大面積開發(fā)，同時工作的作業(yè)面較多，出現(xiàn)探邊工具緊缺問題，在水平段實施中優(yōu)化探邊地質(zhì)導(dǎo)向和常規(guī)LWD地質(zhì)導(dǎo)向結(jié)合使用，既解決了工具緊缺問題，又降低了作業(yè)成本。