王嵩然 馬振碩 趙永成

摘?要：頁(yè)巖油作為石油資源的重要補(bǔ)充，其勘探開(kāi)發(fā)具有重大意義。采用水平井開(kāi)發(fā)可以提高產(chǎn)量和采收率。運(yùn)用自然伽馬探邊技術(shù)，在A油田進(jìn)行地層探邊應(yīng)用，計(jì)算探頭與地層之間的距離，并指導(dǎo)鉆井施工，其效果較好。

關(guān)鍵詞：自然伽馬探邊;隨鉆測(cè)井;水平井

Application?of?Natural?Gamma?Border?Detection?Technology

in?Shale?Oil?of?Oilfield?A

Wang?Songran?Ma?Zhenshuo?Zhao?Yongcheng

College?of?Geophysics?and?Petroleum?Resources，Yangtze?University?HubeiWuhan?430100

Abstract：As?an?important?supplement?to?petroleum?resources，the?exploration?and?development?of?shale?oil?is?of?great?significance.Horizontal?well?development?can?improve?production?and?recovery.The?application?of?natural?gamma?border?detection?technology?to?formation?edge?detection?in?Oil?field?A，calculation?of?the?distance?between?the?probe?and?the?formation，and?guidance?of?drilling?construction，has?A?good?effect.

Keywords：Gamma?ray?edge?detection;LWD?logging;horizontal?Wells

水平井鉆井技術(shù)是提高單井產(chǎn)量和采收率的有效方法之一，在世界石油工業(yè)發(fā)展中有廣泛的應(yīng)用。在水平井評(píng)價(jià)中，準(zhǔn)確判斷預(yù)測(cè)地層邊界位置，分析井眼軌跡及提高儲(chǔ)層有效鉆遇率對(duì)于提高解釋結(jié)論可信度具有重要意義。傳統(tǒng)鉆采技術(shù)對(duì)現(xiàn)今的油田難以起到有效開(kāi)發(fā)。汪忠浩等[1]通過(guò)分析自然伽馬測(cè)井資料與井眼軌跡到地層界面的距離的關(guān)系，提出了一種確定地層界面空間展布的方法。鄭建東等[2]通過(guò)隨鉆方位自然伽馬曲線(xiàn)確定井眼軌跡是否在儲(chǔ)層中;吳意明等[3]使用邊界探測(cè)技術(shù)來(lái)探測(cè)儲(chǔ)層邊界，但是由于技術(shù)受限，對(duì)于薄互層和低電阻率儲(chǔ)層仍難以解決。王衛(wèi)等[4]根據(jù)層界面兩側(cè)的電阻率差異、鉆頭距層界面的位置等關(guān)系，再結(jié)合隨鉆電磁波電阻率測(cè)井來(lái)反演地層邊界。蔣方貴等[5]基于自然伽馬響應(yīng)特征確定井眼軌跡與地層邊界的相對(duì)位置，通過(guò)正演提出了計(jì)算兩者之間相對(duì)距離的方法。

本文在前人的研究基礎(chǔ)上，根據(jù)不同儲(chǔ)層不同巖性的伽馬值計(jì)算A油田頁(yè)巖油地層邊界與井眼軌跡的距離。

1?自然伽馬測(cè)井曲線(xiàn)識(shí)別地層邊界原理及模型

針對(duì)中國(guó)陸相沉積油層大多為薄互層的特點(diǎn)，不同厚度下井眼和地層邊界的距離與伽馬測(cè)井值的關(guān)系是不同的，那么在薄互層中伽馬測(cè)井響應(yīng)模型也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。下面將分析薄互層的儲(chǔ)層厚度大于探測(cè)半徑但小于兩倍的探測(cè)半徑這一類(lèi)模型。

近鉆頭方位伽馬測(cè)井從儲(chǔ)集層上邊界鉆進(jìn)時(shí)的響應(yīng)特征規(guī)律，GRD（上）數(shù)值首先會(huì)降低，GRU（下）數(shù)值不變。當(dāng)鉆頭穿過(guò)邊界后，GRD數(shù)值不再降低且恒定，GRU數(shù)值開(kāi)始降低;鉆頭從儲(chǔ)集層下邊界鉆進(jìn)，鉆頭開(kāi)始靠近界面時(shí)，GRU數(shù)值首先會(huì)降低，GRD數(shù)值不變，當(dāng)鉆頭穿過(guò)邊界后，GRU數(shù)值不再降低且恒定，此時(shí)GRD數(shù)值開(kāi)始降低。當(dāng)上下探測(cè)器都完全進(jìn)入上部低放射性層時(shí)，上下伽馬曲線(xiàn)就會(huì)重合。鉆頭從儲(chǔ)集層上邊界鉆出：鉆頭開(kāi)始靠近界面時(shí)，GRU數(shù)值首先會(huì)升高，GRD數(shù)值不變，當(dāng)鉆頭穿過(guò)邊界后，GRU數(shù)值不再升高且恒定，此時(shí)GRD數(shù)值開(kāi)始升高。當(dāng)上下探測(cè)器都完全進(jìn)入上部高放射性層時(shí)，上下伽馬曲線(xiàn)就會(huì)重合。鉆頭從儲(chǔ)集層下邊界鉆出：鉆頭開(kāi)始靠近界面時(shí)，GRD數(shù)值首先會(huì)升高，GRU數(shù)值不變，當(dāng)鉆頭穿過(guò)邊界后，GRD數(shù)值不再升高且恒定，此時(shí)GRU數(shù)值開(kāi)始升高。當(dāng)上下探測(cè)器都完全進(jìn)入上部高放射性層時(shí)，上下伽馬曲線(xiàn)就會(huì)重合。

根據(jù)響應(yīng)方程可以在鉆進(jìn)過(guò)程中結(jié)合伽馬測(cè)井值確定地層邊界相對(duì)井眼位置，進(jìn)而可以做出恰當(dāng)?shù)你@進(jìn)決策。在建立地層模型時(shí)，假設(shè)地層是各向同性，認(rèn)為地層具有對(duì)稱(chēng)性，建立的方程也是儲(chǔ)層中點(diǎn)以上計(jì)算方法。在根據(jù)伽馬測(cè)井值確定地層邊界相對(duì)位置時(shí)，是具有多解的。即確定上邊界或是下邊界的相對(duì)位置。也可以結(jié)合自然伽馬曲線(xiàn)形態(tài)和其他測(cè)井方法判斷是上邊界或是下邊界。

在A油田k井1號(hào)儲(chǔ)層中，1號(hào)儲(chǔ)層為灰質(zhì)砂巖，受上下云質(zhì)泥巖的影響，簡(jiǎn)化模型如圖1，左圖為當(dāng)儲(chǔ)層厚度大于探測(cè)半徑，自然伽馬測(cè)井儀器探測(cè)范圍由上弓形的泥巖區(qū)域加上中間砂巖區(qū)域組成;右圖為自然伽馬值與井眼軌跡到儲(chǔ)層邊界距離的關(guān)系;根據(jù)左圖可以得到伽馬測(cè)井響應(yīng)與地層邊界相對(duì)位置關(guān)系為：

GR=GR2+R2acos（-dR）+dR2-d2πR2（GR1GR2）（1）

GR是測(cè)井響應(yīng)值，API;GR1是云質(zhì)泥巖的自然伽馬測(cè)井值，API;GR2是中間儲(chǔ)層為灰質(zhì)砂巖的自然伽馬測(cè)井值，API;R為自然伽馬測(cè)井儀器的探測(cè)半徑，m;d為井眼距地層上邊界的距離，m。

2?模型應(yīng)用

A油田k井1號(hào)儲(chǔ)層自2010年以來(lái)，該區(qū)的鉆井均見(jiàn)大段熒光顯示和氣測(cè)異常，繼而針對(duì)該區(qū)鉆的鉆井進(jìn)行了試油等工作，目前已在多口井獲得工業(yè)油流。該區(qū)被分為兩段，分別為一段和二段。一段分為兩個(gè)層組，其中一層組主要為灰色含云質(zhì)泥巖，橫向上分布范圍廣，厚度大，一般在40—120m左右。二層組主要為灰色含云質(zhì)砂巖、云質(zhì)泥巖，在蓋層組的上部發(fā)育一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層，稱(chēng)為下“甜點(diǎn)”，厚度較小，一般在30—60m。

以A油田K井Ⅰ號(hào)儲(chǔ)層為例，由于地層巖性不同，地層的自然伽馬測(cè)井值差異較大，儲(chǔ)層厚度H>R，目的層為灰質(zhì)砂巖，其自然伽馬GR砂≈50API;上下圍巖為云質(zhì)泥巖，其自然伽馬值GR泥≈120API。測(cè)井儀器探測(cè)半徑為0.3m。

根據(jù)模型再結(jié)合自然伽馬測(cè)井響應(yīng)特征分析井眼軌跡與地層界面之間的關(guān)系，結(jié)合地質(zhì)模型實(shí)時(shí)判斷鉆頭與目的層位置關(guān)系，進(jìn)而調(diào)整最佳鉆進(jìn)方向。根據(jù)近鉆頭方位伽馬，在低放射性?xún)?chǔ)層當(dāng)中，實(shí)時(shí)判斷鉆頭與地層界面的位置關(guān)系，指導(dǎo)做出實(shí)時(shí)最佳地質(zhì)導(dǎo)向決策。通過(guò)LogXD中提供總自然伽馬測(cè)井和方位自然伽馬測(cè)井正演模擬，下面將通過(guò)LogXD進(jìn)行實(shí)例反演LogXD是一款集顯示、處理和解釋MWD＼＼LWD及電纜測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為一體的多功能軟件包。模型應(yīng)用主要利用LogXD軟件通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)獲取信息（包括油水界面距離、到蓋層距離、從高角度和大斜度井中通過(guò)傳統(tǒng)電阻率測(cè)井獲得的井眼與地層的相對(duì)傾角以及地層電阻率的各向異性等等）的模型構(gòu)建或正反演。

將模型（2）應(yīng)用于k井1號(hào)儲(chǔ)層，由圖2可以看出井眼軌跡與儲(chǔ)層邊界實(shí)際情況，a處為井眼軌跡與上邊界的距離，b處為井眼軌跡與下邊界的距離;根據(jù)模型計(jì)算的探邊距離與實(shí)際井眼軌跡與儲(chǔ)層邊界的距離可由圖3看出，兩者基本吻合，其誤差小于10%，在該水平井上的應(yīng)用較好。

3?結(jié)論

在儲(chǔ)層邊界，由于巖性的差異，儀器探測(cè)的儲(chǔ)蓋層自然伽馬響應(yīng)特征差異較大，由此建立了探邊距離與自然伽馬的模型;將此模型應(yīng)用于A油田k井1號(hào)儲(chǔ)層，再結(jié)合具體的層厚與具體的巖性，應(yīng)用模型求得的計(jì)算距離與實(shí)際距離差異較小，應(yīng)用效果較好。

A油田k井1號(hào)儲(chǔ)層的蓋層巖石類(lèi)別與目的層的自然伽馬值差別較大，其在k井1號(hào)層位的應(yīng)用效果較好;在應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意，若儲(chǔ)蓋層的自然伽馬值差異較小，那么其探邊效果并不理想。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪中浩，易覺(jué)非，趙乾富，陳新林，宋帆.水平井測(cè)井資料地質(zhì)解釋?xiě)?yīng)用[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（03）：7072+6.

[2]鄭建東，朱建華，閆偉林.大慶長(zhǎng)垣扶余致密油水平井測(cè)井解釋[J].測(cè)井技術(shù)，2019，43（01）：5357.

[3]吳意明，郝以嶺，熊書(shū)權(quán).邊界探測(cè)技術(shù)在水平井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中的應(yīng)用[J].海洋石油，2013，33（02）：8993+118.

[4]王衛(wèi)，倪衛(wèi)寧，王佳琦，劉寶銀，張中慶.基于隨鉆方位伽馬和電磁波電阻率的井下可視化地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)[J].測(cè)井技術(shù)，2019，43（03）：235240.

[5]蔣方貴，畢文毅，王嵩然.水平井地質(zhì)導(dǎo)向自然伽馬探邊技術(shù)研究[J].當(dāng)代化工，2020，49（01）：121124.

基金項(xiàng)目：湖北省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽;項(xiàng)目名稱(chēng)：自然伽馬測(cè)井在水平井鉆井探邊中的應(yīng)用，2018036

作者簡(jiǎn)介：王嵩然（1998—?），男，蒙古族，遼寧興城人，本科，研究方向：測(cè)井。