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水平井录井的难点分析及应对探讨

发布时间:2019-01-18 15:44所属分类:理工论文浏览:1

摘要:水平井有着较大的井斜角,录井施工与直井有着较大的区别。水平井录井的技术难点主要体现在岩屑识别难、气测录井难、荧光录井难、岩屑迟到时间判断不准确、钻时录井与地层岩性的可钻性不匹配几个方面,主要是对这几个难点进行分析,探讨对应的应对措施

  摘要:水平井有着较大的井斜角,录井施工与直井有着较大的区别。水平井录井的技术难点主要体现在岩屑识别难、气测录井难、荧光录井难、岩屑迟到时间判断不准确、钻时录井与地层岩性的可钻性不匹配几个方面,主要是对这几个难点进行分析,探讨对应的应对措施来提升水平井录井质量。

  关键词:水平井,录井,岩屑

录井工程

  水平井钻井技术广泛应用于国内三低油藏的开发,取得了较好的效果,在油田剩余油的开发中也是一种十分有效的技术手段。当前国内多数油田开发进入中后期,为了最大限度探勘探新区非常规油气田和挖潜老区剩余油,都采取水平井的规模化应用,对录井技术提出了更高的要求,要在水平井施工基础上,改进和完善之前的直井录井技术,以此来形成更加科学的水平井录井技术,促进油气藏的发现与勘探开发。

  水平井是井斜角度超过86°,在目的层中有一定距离的水平延伸。所有的水平井都存在一定的井斜角,岩屑录井施工中,在水平段和造斜段式中会存在失真的情况,加大了录井工作的难度,这就需要分析水平井录井的技术难点,并进行针对性改进。水平井录井技术主要是跟随钻头跟踪钻头位置,做好地质导向,其关键技术主要是为了实施采集钻头数据和评价该数据,关键技术主要包括勘探过程中的地质导向技术、随钻分析技术和随钻测量技术。从整体来看,水平井录井技术主要包括目的地参数预测技术和着陆点卡取技术。

  1水平井录井的技术难点分析

  在水平井内,井斜角度较大,录井施工过程与直井施工有着较大区别,主要体现在岩屑识别和垂深对比方面。总结水平井录井现场施工的相关资料可以看出,主要的难点体现在以下几个方面。

  1.1岩屑识别难

  PDC钻头在水平井钻井中使用较多,通常获得较小的破碎岩屑,在水平井段和大斜度井段内,钻具接近平躺在下井壁上,导致下很低的井壁钻井液环空返速,在返出过程中,钻头破碎的岩屑则更可能在下井壁出现沉积,可能多次碰撞钻具,就会打磨岩屑使其更小,对于水平井井段,受到垂直地层压力作用,井壁存在不同程度剥落。从这3个方面来看,录井操作中捞取岩屑样品时,就需要面对细小的岩屑,甚至还可能获取假岩屑,这就很大程度提升了岩屑的识别难度,假岩屑还会直接干扰到地质录井施工人员对地质层位的判断和岩性的鉴别。

  1.2气测录井难点

  在录井施工中,气测录井有着很重要的地位,但在水平井录井施工中,有很多因素会对气测录井的结果造成影响,最主要的影响来自钻井液药品。在水平井施工中会添加大量的有机质润滑剂来降低旋转扭矩和摩擦阻力,处于实际工艺需求,还可能添加油基钻井液,进行气测录井施工时,受到油基钻井液和有机质润滑剂的影响,干扰了全烃测量曲线,可能存在异常情况,这就使得全烃值曲线的形成原因判断不准确,可能是地层油气层全烃,也有可能是钻井液中存在的有机质润滑剂,对于小油气层,可能存在漏失显示的情况,加大了录井全烃测量误差。

  1.3荧光录井难点

  荧光录井是录井施工中的一个重要组成,水平井录井中的岩屑返出速度较慢,受到井壁和钻井工具的打磨,使其形成更小的颗粒,荧光录井中选用的此类岩屑就无法保证数据的真实性,在荧光照射中,这类岩屑会出现较大的损失,弱化了油气显示,严重时甚至达到几十倍弱化,极大地加大了油气藏定级难度。

  1.4岩屑迟到时间判断不准确

  录井过程中,岩屑的质量会对地层垂直深度造成较大的影响,岩屑质量的好坏又受到岩屑的延迟时间影响。水平井施工过程中,岩屑被打磨到十分细小,下井壁流速较慢,这就导致此部分的岩屑迟到时间较正常迟到时间更低,在判断岩屑的迟到时间时很难准确,一般情况下,会通过短起下钻作业来清除大斜度井段和水平井井段的岩屑床,在这种定期的循环施工中,就会对井壁形成一定的刮削作用而形成砂子,钻井施工过程中的循环液会将砂子带出,这就使得对岩屑判断的难度大大增加。

  1.5钻时录井与地层岩性的可钻性不匹配

  对于直井施工录井,岩石的岩性和可钻性可通过钻时录井来获知;但是对于水平井,又有存在一定的斜角度,地层的可钻性和岩性并不能通过钻时录井真实反映,通常情况下,施工方式为定向钻井与复合钻井相结合。分析复合钻井与定向钻井的施工过程可发现,在相同的钻井参数和施工条件下,由于定向钻进过程受到井壁托压,从机械钻速方面来看,定向钻井就会低于复合钻井,在录井过程中并不能对地层的可钻性进行真实反映,加大了钻时录井的难度。

  2水平井录井应对措施

  针对上述的5种情况所出现的难点,可制定对应的应对措施来提升水平井录井质量。主要有以下几个方面。

  2.1岩屑录井对策

  水平井施工中,通常会选用PDC钻头来提升机械转速,从而缩短施工周期,破碎岩屑后获得较细的岩屑,经过上返过程中的打磨作用,岩屑颗粒会进一步变小,因此提升岩屑录井难度。分析问题后可看出,保障岩屑录井质量满足相关要求的措施主要可从改进捞取砂样的方法入手。不断优化、改进取样方法,如果存在较多砂子,可通过垂直取样获取,保证准确获取砂子样品,且齐全。

  如果是较少砂子的情况,为保证砂子样品的准确性和齐全性可在振动筛出砂口位置防止取样砂框。鉴定砂子样品过程中,相邻施工区块的地层情况也是很好的参考资料,结合相关钻井施工技术参数来划分标志层和地层,对地层岩性变化进行准确辨识,能清楚了解该变化是因工程施工参数引起还是地层变化引起,以此来提升地层岩性判断的准确性。

  2.2气测录井应对措施

  之前对气测录井难点的分析中可以看出,录井气测显示异常主要是钻井施工过程中添加的有机质润滑剂,而在同时出现地层气测和有机质气测时,更加大了判断难度,在辨识有机质全烃或地层全烃方面,地质录井技术人员需要具有足够的现场录井施工经验以及相关地质知识才能准确识别。现场录井施工中,在一个周期循环后,有机质气测会消失,如果是地层强烈显示,会经过多个循环周期后才会实现逐步平稳,提升气测全烃基值。

  2.3荧光录井应对措施

  在录井施工中,荧光录井技术和气测录井技术有着相同的重要性,钻井施工中,钻井液中添加的有机质润滑液降低了施工扭矩和摩阻,这也是工艺所需,如果再采取常规荧光录井,则无法满足水平井录井需求,可通过定量荧光录井之类的新技术来改善效果。定量荧光录井是当前应用较多的一种油气显示识别技术,主要是采取检测溶液来萃取砂岩样本,该技术的检验精度较高,且在油气含量较低的岩屑样品中,也能得到比较好的检测效果。

  2.4准确计算岩屑的迟到时间

  水平井的井斜角对岩屑的运移方式产生了本质改变,也就使其迟到时间不准确,可从这一根本因素上改进迟到时间的测量方式。对于迟到时间的计算,录井仪器获得的是理论值,在实际施工时,钻井液排量和井眼尺寸都可能会对这一值产生影响,这就需要实时修整录井仪器,加密测量迟到时间,以此来保障捞砂迟到时间的准确性。

  2.5地质导向录井技术应用

  地质导向录井技术在水平井录井施工中的应用能有效提升录井效果,该技术主要是在着陆前,综合分析邻井地层等资料、录井综合参数,根绝LWD随钻测井曲线来判断垂深和地层的岩性,着陆后,根据伽马和电阻率特征,在录井岩屑砂样的基础上,判断是否向油层方向钻进,以此来对水平井施工进行准确指导。

  3结论

  在油气层的开发过程中,录井施工有着不可替代的作用,特别是对于水平井的钻井施工。有鉴于此,录井地质施工技术人员需要足够的施工经验和足够的地质理论知识储备,这样才能根据钻时录井、荧光录井、气测录井和岩性录井的参数,辅助以水平井地质导向技术,实现地层特征的准确判断,有助于后期工程预报,保证水平井能准确入靶,能沿油气层穿行,以此来提升砂岩钻遇率。

  参考文献:

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  [3]方锡贤,王旭波,吴振强,王力勇.不同录井资料在储集层物性和含油气性上的反映[J].录井工程,2015,26(1):40-45,86.

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  相关期刊推荐:《录井工程》是中华人民共和国新闻出版总署和科学技术部批准的国家科技期刊,创刊于1988年,2004年经批准(批准文号1371)面向国内外公开发行,国内统一连续出版物号CN12-1371/TE,国际标准刊号ISSN1672-9803,是目前国内惟一报道石油天然气录井的技术应用型期刊,目前为中文季刊,天津市一级期刊。

  

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