隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在鉆井中的應(yīng)用探析

江民盛 熊青山

《鉆井地質(zhì)》一書較全面地總結(jié)了鉆前、鉆進(jìn)、完井及油氣井試油等4個(gè)方面地質(zhì)工作，詳述了不同地層巖性及油氣田地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別鑒定方式，系統(tǒng)地分析了隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在油氣鉆井作業(yè)過程中涉及的技術(shù)工藝，結(jié)合具體實(shí)例深入地解析了隨鉆導(dǎo)向技術(shù)在鉆井施工作業(yè)中的巧妙應(yīng)用。本書專業(yè)知識(shí)理論性強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密，為我國從事油氣井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)方面的工作人員提供良好的技術(shù)及理論參考。

隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)通過結(jié)合測(cè)井、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向及閉環(huán)控制系統(tǒng)等完成鉆井施工，鉆井中應(yīng)用主要涉及隨鉆測(cè)井技術(shù)及地震技術(shù)兩個(gè)方面。該項(xiàng)技術(shù)的基本原理是收集分析相關(guān)附近井資料信息，計(jì)算得出所需鉆井參數(shù)，結(jié)合具體鉆進(jìn)過程中測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)資料對(duì)比計(jì)算，確保最終鉆進(jìn)井眼軌跡的最佳走勢(shì)。實(shí)際作業(yè)中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向是用來根據(jù)計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)修正井眼軌跡的，也就是說隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)是基于實(shí)際油藏特性參數(shù)確定井眼軌跡的。閉環(huán)控制系統(tǒng)中集合了電、核、磁等不同類型傳感器，傳輸相關(guān)鉆井?dāng)?shù)據(jù)至地面，通過系統(tǒng)分析進(jìn)行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的控制，因此隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在鉆井過程中具一定優(yōu)勢(shì)。隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在作業(yè)過程中，可有效減少停鉆測(cè)井非生產(chǎn)時(shí)間的耽誤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)，降低井眼垂深起伏，提高儲(chǔ)層鉆遇率及單井產(chǎn)能上限。

基于電阻率及自然伽馬射線技術(shù)手段的結(jié)合應(yīng)用，隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向方式與工程技術(shù)聯(lián)系日漸緊密，最新技術(shù)已延伸至油藏儲(chǔ)層邊界的探測(cè)，三維可視化井眼軌跡及地質(zhì)錄井建模等技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步推動(dòng)了隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的升級(jí)，被成功應(yīng)用于多個(gè)復(fù)雜油氣藏的鉆井作業(yè)。隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)分為初級(jí)、一級(jí)、二級(jí)及三級(jí)等多個(gè)服務(wù)級(jí)別，其中不同服務(wù)級(jí)別對(duì)應(yīng)不同隨鉆導(dǎo)向目標(biāo)及服務(wù)價(jià)值，技術(shù)程度隨級(jí)別增加逐漸深入，如從初級(jí)服務(wù)數(shù)據(jù)采集技術(shù)至三級(jí)服務(wù)復(fù)雜巖性流體中的隨鉆導(dǎo)向。隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中始終以三維地質(zhì)模型進(jìn)行隨鉆隨調(diào)工作，當(dāng)前建立的三維分層模型中均是簡(jiǎn)單均質(zhì)，即隨鉆導(dǎo)向技術(shù)終究遵循幾何導(dǎo)向模式。實(shí)際地下沉積油藏則是格架、儲(chǔ)層、流體及儲(chǔ)層壓力等多方面耦合的復(fù)雜非均質(zhì)系統(tǒng)，兩者間存在較大差異，所建立的三維地質(zhì)模型真實(shí)程度是決定隨鉆技術(shù)精確性的主要因素。以實(shí)際地質(zhì)多層次精確化為思路，隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)較多集中于多層次導(dǎo)向。這里主要總結(jié)為4個(gè)層次導(dǎo)向，即從第一層次格架模型至第二層次儲(chǔ)層分布模型，再至第三層次流體分布模型，最終至第四層次壓力分布模型，層層遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)三維地質(zhì)建模與隨鉆導(dǎo)向技術(shù)二者的精準(zhǔn)結(jié)合。

隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)及配套設(shè)備在國外已相當(dāng)成熟，被13家油氣公司廣泛應(yīng)用，其中最先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)當(dāng)屬斯倫貝謝石油鉆探公司的POWERDRIVE、貝克休斯勘探公司的AUTOTRAK及哈里伯頓的GEOPILOT等。國內(nèi)隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)則迫于技術(shù)及相關(guān)制造工藝的限制，大多隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)華而不實(shí)且存在較大缺陷。唯有中石油自主研發(fā)的CGDS-1地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)頗具優(yōu)勢(shì)，已在冀東及遼河油田進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)應(yīng)用，效果良好。同時(shí)，國內(nèi)相關(guān)部門，如中油測(cè)井、勝利油田及中海油服等也對(duì)國外隨鉆導(dǎo)向設(shè)備進(jìn)行了大力引進(jìn)，并投入生產(chǎn)。我國始終未能掌握一套較成熟先進(jìn)的隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。

上述內(nèi)容在《鉆井地質(zhì)》一書得以詳細(xì)地分析論述。為保障油氣鉆井施工安全高效進(jìn)行，我國未來應(yīng)盡可能加大隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向關(guān)鍵技術(shù)方面研究，盡快由滑動(dòng)鉆進(jìn)向旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的轉(zhuǎn)變，深入近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的研發(fā)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)隨鉆導(dǎo)向技術(shù)中遠(yuǎn)距離儲(chǔ)層邊界探測(cè)手段的應(yīng)用等。此外，還需大力創(chuàng)新隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)措施，以求隨鉆過程中測(cè)量、傳輸控制及地質(zhì)導(dǎo)向三者的有機(jī)結(jié)合。