地质导向技术是一项在钻井工程中将先进的随钻测井技术,工程应用软件与人员紧密结合的实时互动式服务,主要应用于水平井实时作业;主要目标是优化水平井轨迹在储层中的位置,实现单井产量最大化和投资收益的最大化。地质导向技术是随着随钻测量工具以及地质导向软件的发展而不断向前发展的,自1992年Anadrill公司首次提出地质导向概念以来,经过20多年的不断发展,主要形成了三大类的地质导向技术。
一、地层倾角拾取技术
在地质导向过程中,准确判断构造特征和轨迹在储层中的位置,更新地质导向模型,并及时做出地质导向决策是确保水平井地质导向成功的关键因素。通常情况下,地层倾角的预测是通过地震资料预测或者根据标曲线对比结果,进行三角函数的计算得出。第一种方法,由于地震资料分辨率低,预测误差比较大;第二种方法由于曲线对比在水平段钻进过程中存在较大的不确定性,或者必须出现明显的进出层特征以后才能够计算,会造成误判或损失有效储层钻遇率。
实时的井筒成像测量很好地解决了这个问题,目前成像的主要类型有电阻率、密度以及伽马成像。井筒成像能够直观地反映井眼轨迹相对于地层的切割关系(图1),另外通过专业的软件,它是将Petrel E&P 软件平台使用的两个插件进行综合:eXpandBG能够实时从成像数据中提取地层的视倾角和真倾角等信息,并实时导入地质导向软件eXpandGST,更新地质导向模型。
图1 钻井轨迹下切地层时,呈现“哭脸”特征, 上切地层时呈现“笑脸”特征。利用eXpandBG能够从成像信息中提取地层倾角的信息,从而指导地质导向工作。
应用实例
案例来源于陆地油田致密油藏开发项目,设计水平段超过1000米,目的层薄(只有1~2米厚),其他方面的挑战主要体现在储层物性变化、地层厚度和局部地层倾角
变化等方面的不确定性。此外,设计水平段附近没有控制井。
图2 左图:运用MicroScope*的实时高分辨率电阻率成像识别和确认储层构造特征,据此控制轨迹於储层内最好的位置。右图:应用eXpandBG从MicroScope的高分辨率电阻率成像识别出沿轨迹方向的构造特征。(图片来源于SPE-0512-0030-JPT,Resistivity, Imaging-While-Drilling Tool Helps Well Placement in Chinese Tight Reservoirs)
通过分析MicroScope工具提供的高分辨率电阻率成像,可以提取沿轨迹方向的地层倾角、断层和裂缝。即使遇到局部构造波动、目的层厚度变化以及储层物性变化,实时电阻率成像可以将上述因素产生的影响最小化,帮助建立准确的地层模型,提高导向精度,将轨迹置于导向窗口内。最终一趟钻完成水平段进尺1095米,纯钻时间151小时。储层钻遇率91%,超出了钻前要求(80%)(图2)。全井段气测显示较好,初始初始产气量12万方/天,超出预期目标。