地质录井技术在页岩油水平井施工中的应用_郭艳丽.pdf

2023年第2期西部探矿工程*收稿日期：2021-12-27修回日期：2021-12-28作者简介：郭艳丽（1973-），女（汉族），吉林松原人，工程师，现从事地质录井解释评价工作。地质录井技术在页岩油水平井施工中的应用郭艳丽*（大庆钻探工程公司地质录井二公司录井分公司，黑龙江 大庆 138000）摘要：近两年来，国内页岩油市场蓬勃发展、日新月异，各大油田陆续发现了较好的页岩油油藏，特别是长庆油田陇东页岩油示范区的建成，给页岩油市场注入了一剂强心剂。D油田G页岩油地质储量丰富，但是特有的陆相泥岩成藏体系，给页岩油钻采带来了前所未有的困难，介绍了地质录井技术在G页岩油钻井施工过程中的应用，现场应用地质录井技术解决了“甜层”预测、复杂预防等问题，提高了钻井时效，为G页岩油优质高效开发提供了技术支持。关键词：页岩油；录井技术；甜点层预测；复杂预防中图分类号：TE121 文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2023)02-0088-031概述1.1地质构造特征区块构造位置为松辽盆地北部中央坳陷区Q-G凹陷二级构造带内。区块内构造较平缓，断层主要发育在东北部。G2XC井位于区块东侧，构造相对较平缓，往北3000m构造高差约45m，往南2000m构造高差约48m。区块断裂系统主要发育在东北部，均为近北西向正断层；西北部和东南部各发育一条近南北向的断层，距离G2XC井最近的断层位于东南方向2183m，距 离 北 东 方 向 断 层 2572m，距 离 北 西 方 向 断 层3268m。区块内G2XC井周围平台较开阔，构造较平缓，适合部署水平井组。1.2施工难点（1）浅部地层成岩性差，胶结疏松，注意防井漏、防井塌，录井过程中易丢失层位；（2）设计井区H层发育浅气层，录井过程中易发生油气显示异常；（3）N二段、N一段发育大段泥岩，吸水水化膨胀易剥落，注意防泥包钻具、防井塌、卡钻；（4）P油层地层压力较高，邻井G48井P油层试油日产气34909m3，G19井P油层试油日产气168391m3，钻井过程中防油气侵，防喷,录井过程中油气曲线易发生异常；（5）古79井于Q二、三段发生八次气侵，防油气水侵，防喷；（6）Q一段页岩层理发育，易剥落，地层坍塌压力高，防井塌、卡钻；（7）G1井压裂后日产气100010000m3，不排除钻遇天然裂缝，在目的层钻进时，防油气侵，防井喷；（8）区块布井井位少，地层地质差异大，临井资料匮乏；（9）技套施工速度快，导致岩屑量特别大，岩屑录井难度加大；（10）水平段使用油基钻井液，严重影响了岩屑、气测、荧光、地化等录井参数；(11)目的层分层特别精细，多达几十个小层，已有资料不完整，储层地质导向难度大；（12）为节省成本，油基钻井液老浆重复利用，掺杂有假岩屑，影响录井层位判断。2页岩油井施工中录井技术的应用2.1G区块页岩油水平井施工录井要求D油田G区块页岩油水平井施工中的录井项目包括：岩屑录井、岩屑图像采集、荧光录井、综合录井、热解分析、残余碳分析、三维定量荧光分析、元素分析、XRD矿物成分分析、伽马能谱分析等。各项目的录井相关要求介绍如下。2.1.1岩屑录井要求岩屑每次取样600g，自井口至一完每10m取样一882023年第2期西部探矿工程次，二开至Q二三段顶每5m取样一次，三开至Q一段着陆点每2m取样一次，着陆点至井底每1m取样一次。2.1.2岩屑图像采集由于页岩油水平井的特殊要求，一开、二开岩屑确定无油气显示的，不用进行岩屑图像采集分析，Q组水平段内钻进含油显示变化不明显的，每5m采集一点，含油显示有明显变化的，加密至2m进行分析，以随时确定层位。2.1.3荧光录井岩屑按照录井密度逐包进行荧光检查，可疑及确定含油气显示层做系列对比，所有井要求进行三维定量荧光分析，可疑及见油气显示层逐包进行分析。2.1.4综合录井包括气体参数录井、工程参数录井、钻井液参数录井，自二开至完钻连续测量并跟踪记录分析，复杂井段录井数据要强化分析，发现异常随时向施工单位告知。2.1.5热解、残余碳分析常规分析：岩屑确定无油气显示的不分析，水平段内按含油岩屑含量，同一级别内每10m分析一次，不足10m也进行一次分析；非常规分析：在Q组泥、页岩中进行分析，岩屑按照录井密度要求每10m一点，不足10m的每层一点；通过上述分析化验，结合Tmax开展烃源岩TOC含量、含H指数、Ro及有机质类型等分析评价工作，以满足页岩油开发试验需求。2.1.6元素分析、XRD矿物成分分析、伽马能谱分析自造斜点开始岩性无变化每10m分析一次，岩性变化加密分析。2.1.7录井成果分析通过页岩油录井显示识别评价和压裂井段优选技术研究，形成了岩芯岩屑肉眼观察、气测录井、岩石热解、元素录井等适合吉林探区的页岩油录井配套技术，提高了页岩油储集层的油水层录井解释符合率。通过页岩油样品实验和深入对比研究，形成了G区块页岩油录井联合评价含油性方法和标准，实现气相色谱评价页岩油原油性质，形成页岩油录井物性、脆性、岩性评价方法和标准。2.2录井技术在甜点层捕捉及轨迹控制中的应用G区块物性发育情况，共解释物性一类层16.6m/8层、二类层66.6m/12层、三类层45.7m/9层。根据“铁柱子”G1井大量岩芯样品实验分析的TOC与S1之间的关系，按照TOC的大小把G页岩油层划分为三种类型，分别是一类层、二类层和三类层。一类层最好，TOC大于等于2.0%，S1为相对稳定的高值，表明当有机质的丰度达到一定的临界值（2.0%）时，所生成的油量总体上已能够满足页岩各种形式的残留需要，丰度更高时页岩含油量达到饱和，多余的油被排出，显然这类页岩的含油量最为丰富。但是一类层具有层多、层薄的特点，甜点层的捕捉及层内钻进轨迹控制难度较大。下面介绍一下录井技术在甜点层捕捉要点及水平段轨迹控制方法。（1）页岩油甜点层捕捉要点。甜点层捕捉的关键是实钻井眼轨迹控制能够根据地层实际层位需要，在设计轨迹的基础上准确入靶“着陆”。精准“着陆”主要通过以下几点实现：一是精准比对临井地层资料，确定甜点层的垂深位置；二是结合现场地层实钻录井参数（岩屑、气测、色谱、热解、残余碳分析等数据），通过比对已有资料井的岩性及各种参数数据，确定甜点层的精准位置，然后将实钻井的井斜、方位及其实时随钻测井曲线和录井数据相关参数输入地质导向软件，便可得到甜点层实钻轨迹的精确海拔垂深；三是利用随钻测井（伽马、电阻率）数据便可精确得到实钻轨迹的海拔深度，与地质甜点层层深度进行比对，可以得到两者的差值，从而通过改变实钻轨迹的井斜方位指导实钻轨迹的调整，到达精准入靶的目的。（2）水平段实钻轨迹导向控制要点。针对页岩油井目的层细分层多、层薄等特点，水平段钻进具有极易出层、靶点分布多等问题，通过录井实时参数（岩屑、气测、色谱、元素等数据）变化，结合随钻测井曲线（伽马、电阻率）变化趋势，及时预判油层走势，实时钻进参数调整，并通过井下随钻钻井仪器，发出相应的指令及时调整实钻轨迹，确保储层钻遇率达到设计要求。2.3井控风险预防对录井的要求（1）钻井液循环罐、计量罐、配液罐应安装直读式容积计量标尺。（2）钻井液循环罐安装液面监测报警装置，报警值设置不超过1m3。（3）地质录井队由操作员坐岗。坐岗人员应对有毒有害气体进行重点监测。（4）地质录井队的技术人员及主要操作人员，应取892023年第2期西部探矿工程得“井控培训合格证”。（5）掌握区域地质和油、气、水分布情况，做好随钻地层对比，及时提供施工井段地层变化情况。（6）录井队应按设计要求在循环罐、计量罐安装液面检测仪，并定期校正。（7）在钻井公司（钻井队）组织的技术交底会上进行地质情况交底。（8）测量出口钻井液密度、液面变化量、气测值、氯根含量等。计算油气上窜速度，并由钻井队技术负责人确认。（9）录井监测系统中液面（总池体积）报警值的设置不应超过2m3，操作员发现溢流或硫化氢等异常情况应立即报告当班司钻，并以书面形式向钻井队和现场监督通报全烃含量、有毒有害气体含量、循环后效监测值、钻井液量变化等情况。（10）操作员应到循环罐上核对钻井液量，目的层作业每2h一次，非目的层作业每6h一次，特殊情况下加密核对次数。2.4地质录井技术在水平井井下复杂中的预防D油田G页岩油钻完井施工过程中，从上到下穿过的地层层位较多，纵向压力体系复杂，钻完井过程中未知因素较多，井下预判趋势不明，因此井下工程事故发生风险高。录井可以实时连续监控多达20多项钻井相关技术参数，为井下安全施工提供预判依据。下面介绍一下工程录井参数及相应复杂预防应用。（1）井深实时连续监测。通过绞车传感器实现连续监测井深变化,实时显示钻头在井下的位置。可以实现顿钻、溜钻、放空异常显示报告。（2）大钩悬重实时连续监测。通过大钩悬重传感器实现对悬重变化的实时连续监测显示。可以实现断钻具、顿钻、溜钻、卡钻等复杂显示报告。（3）钻压实时连续监测。通过大钩悬重传感器对悬重变化进行实时监测,结合井下钻具的实际重量，通过计算可以实时连续显示钻压变化情况。可实现对钻进托压、顿钻、溜钻、起下钻遇阻遇卡等异常、复杂的显示报告。（4）钻井泵泵冲实时连续监测。通过钻井泵泵冲监测传感器实时连续对泵冲数冲数及变化值进行监控。可实现对大泵入口流量的实时监测，结合泵压变化，及时发现并报告出口流量异常，实现井漏、油水侵、井涌等复杂的预报。（5）立管压力实时连续监测。通过井架立管压力传感器实时连续对立管压力进行监测。结合泵冲冲数，可实现对出入口排量的监控，及时预报井漏、油水侵、井涌、井塌等复杂。（6）转盘转数实时连续监测。通过转盘转数传感器对转盘转数及变化进行实时连续监测，可实现转盘工作异常预报。（7）扭矩及变化实时连续监测。通过转盘扭矩传感器对扭矩及变化值实现连续监测。可实现泥包钻具、卡钻、井塌等复杂预报。3结论（1）通过录井可以实时收集详尽的钻井参数及地层信息，为页岩油地层的认识提供数据保障。（2）录井技术可以实现页岩油水平井甜点层的精准“着陆”，使储层钻遇率得到保障。（3）录井技术的应用可以及时发现页岩油水平井井控风险，为钻完井施工安全顺利进行提供保障。参考文献：1陈俊男,相金元,张以军,段武生,邹向阳.吐哈录井技术系列及其在油气勘探开发中的应用J.录井技术,2004,15(1):58-63.2朱根庆.录井技术在钻井工程中的应用C/录井技术文集,北京:石油工业出版社,1999.3董振国.页岩气水平井储集层追踪和评价关键技术J.录井技术,2019,30(1):43-51.90