降低橫向井測井風險

編譯:馬向陽 (塔里木油田分公司油氣田產(chǎn)能建設(shè)項目部)

審校:趙平 (大慶鉆探工程公司測井一公司)

降低橫向井測井風險

編譯:馬向陽 (塔里木油田分公司油氣田產(chǎn)能建設(shè)項目部)

審校:趙平 (大慶鉆探工程公司測井一公司)

盡管隨鉆測井 (LWD)/隨鉆測量 (MWD)在鉆井過程中提供了大量數(shù)據(jù),但是對于水平泥巖橫向井段來說,由于成本高、風險較大,LWD/MWD的應(yīng)用受到了限制。一種新型基于存儲的儀器可以到達鉆頭所到達的任何位置,并可為水平橫向井段提供豐富的鉆井信息。

橫向測井 泥巖 隨鉆測井隨鉆測量 成本 風險

考慮井下環(huán)境時,有一個問題必須考慮,那就是獲取盡可能多的數(shù)據(jù)。當?shù)竭_目的層需要對源巖進行實時測量時,LWD/MWD系統(tǒng)常常派不上用場。盡管在當今市場上這些儀器的價值是顯而易見的,而在特定鉆井環(huán)境下它們所表現(xiàn)出的高成本和高風險使其在一些地區(qū)的使用受到了限制。在北美,主要采用水平橫向井開采泥巖 (層),LWD/ MWD便失去了其優(yōu)越性。

已經(jīng)證明,分階段壓裂完井是泥巖開采的一個有效方法,幾乎不需要什么數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上,如果在一或兩口井里可以測井,那么就可以在一個均勻剖面上進行壓裂作業(yè),從而開發(fā)整個油田。這種方法已在Fayetteville、Haynesville和Eagle Ford的作業(yè)中獲得了成功,同時也面臨著新的挑戰(zhàn)——優(yōu)化完井。

1 成本與風險

泥巖成功開發(fā)的一個主要因素是降低單井鉆井和完井成本。在泥巖開發(fā)中,鉆水平橫向井是油井生產(chǎn)最有效的鉆井方式。按目前標準,采用LWD/ MWD測量橫向井段涉及高成本和高風險。LWD/ MWD儀器是井下鉆柱總成的一部分,如果鉆柱遇卡,或者出現(xiàn)什么問題或儀器發(fā)生故障,可能要花費上百萬美元。

在一個新的區(qū)域,開發(fā)商常常在頭幾口井中使用測井技術(shù),獲得的信息用于其后的許多新井中。現(xiàn)代壓裂作業(yè)的優(yōu)勢是開發(fā)商可以用有限的實際井眼信息完成多數(shù)井的壓裂作業(yè)。結(jié)果,為了減少開支,許多開發(fā)商都取消了數(shù)據(jù)采集這一環(huán)節(jié)。通過減少油田開發(fā)項目中的測井作業(yè),開發(fā)商正在降低成本和風險。在節(jié)省作業(yè)時間和成本的同時,也大大減少了特定井下環(huán)境的有價值信息量,限制了開發(fā)商通過優(yōu)化完井來增加產(chǎn)量的能力。

2 低風險、高質(zhì)量數(shù)據(jù)

2009年1月推出的第一支商用 ThruBit LL G過鉆頭測井 (TBL)儀是一支耐用的三組合 (伽馬、電阻率、中子和密度/Pe)儀器。已經(jīng)證明,該儀器是可以獲得更多數(shù)據(jù)的有效、經(jīng)濟的方法。該方法通過鉆柱傳輸儀器并通過鉆頭,降低了作業(yè)風險。該儀器可在很寬范的條件下 (包括惡劣環(huán)境)采集測井數(shù)據(jù),因為鉆頭鉆到哪里,它就能測量到哪里。

Haynesville的實例如圖 1所示,已給出了Haynesville的主要鉆井區(qū)域,以及鉆出點 (中子與密度曲線進一步分離處)。伽馬射線顯示幾乎沒有什么差別,所以隨鉆測量伽馬射線 (MWDGr)對確定何處完井最優(yōu)不會有幫助。TBL三組合指出了鉆入和鉆出區(qū)域以及有效完井的位置。

TBL儀器與一特殊設(shè)計的 Portal Bit聯(lián)合使用,可以解鎖使測井儀器穿過鉆柱來測井。一旦井眼循環(huán)干凈,鉆柱即“通管器”,提供了一個最小

2.5 in(1 in=25.4 mm)的偏移,測井裝置靠電纜穿過鉆柱,與測井儀保持連接。儀器懸掛在鉆頭的上方,可使“三組合”延伸至鉆頭下方。隨著電纜的移動,當在地面上卸掉 (鉆桿)時,儀器以存儲測井模式采集井眼信息。

對于水平 (或垂直)井來說,儀器可以在鉆桿完全取出前收回,這有助于完井作業(yè)計劃的迅速實施。萬一鉆桿遇卡,在鉆工處理鉆柱直至解卡的時候,儀器可較容易地被收回至地面。隨著儀器安全地放置在工作腳手臺上,發(fā)生損壞的風險全部解除。

除了降低作業(yè)風險外,TBL還提供了完井過程中用于優(yōu)化井特性的信息。巖石物理學(xué)家Bruce Noblett認為,過鉆頭MWDGr的一致性較好。因為標準的伽馬儀器的偏移加上或減去表格刻度,儲層質(zhì)量中重要的細小變化較容易被忽略掉。

圖1 Haynesville測井實例

當MWDGr在水平橫向?qū)佣未┻^時,不同層段的粗略讀數(shù)基本相同。利用 TBL的高采樣率伽馬射線 (不是MWD)和其他所有的“三組合”數(shù)據(jù)可以估算儲層的孔隙度和電阻率,完井也將得到優(yōu)化。

基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)表明,多數(shù)油藏都不是均質(zhì)的,如粒徑改變,孔隙度、滲透率變化,流體也會改變。在一些碳酸鹽巖儲層,孔隙度因?qū)佣尾煌兓?。因?儲層巖石是可以改變的,盡管伽馬射線表明巖性基本是相同的,但增產(chǎn)效果是不同的。

伽馬測井表明一個區(qū)域是水平儲層,這常常導(dǎo)致整個層段以水平段完井。觀察到儲層巖石中眾多變化的可能性會導(dǎo)致完井大不相同。一般地來講,孔隙多的層段正是油氣儲存的位置。孔隙度越高,儲量越大。據(jù)此優(yōu)化完井可證明井眼產(chǎn)量較高。MWDGr對許多作業(yè)都十分有效。然而,這可能導(dǎo)致盲目增加水平井。借助更多信息,開發(fā)商可以利用巖石結(jié)構(gòu)上的細微變化來優(yōu)化完井過程。

左邊Eagle Ford實例表明 (圖2),紅色和藍色曲線正好相遇并交叉的地方孔隙度良好。同時,井下泥漿氣體測井曲線顯示潛在氣藏峰值較小。右邊Eagle Ford實例表明了類似的良好孔隙度層,但顯示出氣體較多。伽馬射線在這兩個層讀值相似。僅用MWDGr和氣體曲線來解釋該層將會漏掉通過以前Eagle Ford測井曲線解釋的產(chǎn)層。

圖2 Eagle Ford測井實例

3 結(jié)束語

大多數(shù)公司都想獲得更多的數(shù)據(jù)。至今,TBL的“三組合”服務(wù)已經(jīng)測井19 500 ft(5 944 m),目前橫向井最深的是5 500 ft(1 676 m)。通過較好地理解產(chǎn)油層位置,開發(fā)商可以通過優(yōu)化其模擬計劃進一步降低成本、提高產(chǎn)量。Noblett認為,“數(shù)據(jù)很重要,數(shù)據(jù)有助于決策;數(shù)據(jù)還有助于開發(fā)商提高工程效率”。

資料來源于美國《E&P》2010年6月

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.015

2010-08-21)