綜合錄井在水平井鉆井中的導(dǎo)向功能分析

邵帆(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

水平鉆井技術(shù)的流行不是近幾年開始的，而是在20 世紀(jì)20年代就開始了使用，這是一項(xiàng)能有效提升石油氣產(chǎn)量的技術(shù)。我國現(xiàn)階段的水平鉆井技術(shù)仍舊處于發(fā)展階段，但實(shí)際上技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，只不過與其他發(fā)達(dá)國家間比較還有進(jìn)步空間。

1 水平井鉆井技術(shù)概述

已知的是，水平井的使用能夠提升油氣產(chǎn)量，但此種井的鉆進(jìn)工作難度較高。水平井鉆進(jìn)的要點(diǎn)在于井眼軌跡控制，軌跡需要與設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)完全符合才能促使水平井質(zhì)量完全達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。此種井通常建設(shè)在低滲透的地層和垂直裂縫當(dāng)中，尤其是在淺層的油氣開發(fā)工作中，才能得到最佳工作效果。

為全面提升工作效率，施工中的彎頭和穩(wěn)定器都需要保障處于可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下。隨著相關(guān)鉆井技術(shù)的發(fā)展，鉆井工作的優(yōu)化設(shè)計(jì)、軌道控制等工作環(huán)節(jié)，都能得到全面的發(fā)展和進(jìn)步。

2 水平井鉆井工藝技術(shù)要點(diǎn)

2.1 鉆具優(yōu)化組合設(shè)計(jì)

水平鉆井工藝的難點(diǎn)在于提升對(duì)水平井橫向鉆井軌跡的控制程度，這就需要鉆具的輔助。鉆具的選擇需要注意的要點(diǎn)有兩方面，一方面是其在水平井中水平段旋進(jìn)是否具有較強(qiáng)穩(wěn)定性，保障在旋轉(zhuǎn)鉆井時(shí)能夠用更快的速度將鉆壓傳遞到井下，這樣更能幫助水平井提升水平推進(jìn)的效率及延伸度。

另一方面是鉆具組合在選擇時(shí)，應(yīng)注意盡量選擇具有造斜能力的設(shè)備工具。水平井鉆井的過程中，最突出且難以解決的就是在井下水平段的摩擦，若采用的是滑動(dòng)鉆井，則水平軌跡難以控制，若器具本身具有一定的造斜能力就能很好地解決此類問題。但需要關(guān)注的是造斜率的大小，太大會(huì)增加摩擦扭矩，太小又會(huì)拖慢軌跡進(jìn)行速度，且若鉆具組合選擇的不好，水平鉆井水平段又長，那么在工作過程中脫靶就是難以避免的問題。

2.2 井深優(yōu)化設(shè)計(jì)

水平井鉆井的過程中需要控制軌跡[1]。眾所周知，水平井的鉆進(jìn)順序是從上到下，由內(nèi)而外，經(jīng)過此種順序建設(shè)的水平井能夠保障各層管套和井眼之間的縫隙距離更加合理。同時(shí)為保障水平井固井要求，在第二次鉆進(jìn)工作落實(shí)時(shí)，要控制鉆頭尺寸小于上層管套直徑，如此一來，鉆頭就能夠順著上次鉆進(jìn)的路線繼續(xù)施工。

其次是井身設(shè)計(jì)。井身能夠?qū)Φ貙赢?dāng)中的油氣起到保護(hù)作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能地保障鉆頭鉆進(jìn)工作的安全系數(shù)，有效降低滲漏、噴射、塌陷等情況產(chǎn)生的概率，提升鉆井工程落實(shí)的效率。當(dāng)鉆井工作進(jìn)行到下部地層，工作人員一般會(huì)將鉆井液更換成為高密度鉆井液，主要原因在于此時(shí)水平井內(nèi)部的壓力不會(huì)導(dǎo)致上層管道薄弱的部分開裂，因此可以適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度。

最后是當(dāng)水平井鉆井過程中，實(shí)際的地層壓力超過預(yù)測值，就會(huì)產(chǎn)生井涌的情況，設(shè)計(jì)人員需要提前預(yù)測類似的突發(fā)情況，保障能夠在特殊條件下，團(tuán)隊(duì)仍然具備在壓力范圍內(nèi)處理流溢情況的能力。

此外，還要注意的是鉆井過程中的套管尺寸、鉆頭規(guī)格等都會(huì)對(duì)未來的水平井鉆進(jìn)和采油工作造成影響，一旦各部分細(xì)節(jié)之間的配合存在差異，就會(huì)提高工程成本投入。一般情況下，工程中套管的尺寸和鉆頭規(guī)格，能夠作為油層套管規(guī)格設(shè)計(jì)的參考，全部確定好后，再調(diào)整鉆頭尺寸，就能夠保障后續(xù)工程落實(shí)的順利程度。

2.3 控制井眼軌跡

上文中已經(jīng)多次強(qiáng)調(diào)水平井鉆井施工的要點(diǎn)是控制井眼軌跡。一般情況下的水平井井眼軌跡控制使用的是彎外殼螺桿鉆具，該技術(shù)的原理是根據(jù)螺桿鉆具設(shè)備自身的特點(diǎn)展開工作，將鉆井液產(chǎn)生的水力轉(zhuǎn)化成為鉆頭的前進(jìn)動(dòng)力。同時(shí)在鉆進(jìn)過程中，可以利用隨鉆測斜設(shè)備確認(rèn)地下螺桿彎角的方向，保障井眼始終按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)鉆進(jìn)。

針對(duì)彎外殼螺桿鉆的特性，工作人員可以對(duì)二維水平井的掘進(jìn)軌跡進(jìn)行控制。技術(shù)相關(guān)的分析工作中，尤其是在預(yù)增斜軌跡當(dāng)中，水平井的掘進(jìn)最佳選擇是彎螺桿鉆具，再與穩(wěn)定器和斜坡鉆桿配合，就能夠更精確地控制鉆井軌跡的前進(jìn)方向。

增斜井的造斜率控制要點(diǎn)分為兩個(gè)方面，一方面是工作人員要注意施工順序先高后低。另一方面是保障下部井段的水平段軌跡控制過程中，應(yīng)選擇倒裝鉆具組合，此種優(yōu)化組合方式下能夠降低摩擦力對(duì)鉆進(jìn)工作的影響程度，更好地完成鉆壓傳遞。

2.4 合理選擇鉆井液

上文中多次提到鉆井液[2]，由此可見，它在水平井鉆進(jìn)的過程中起到至關(guān)重要的作用，也是保障各項(xiàng)施工工藝落實(shí)的基礎(chǔ)條件。因此工作人員在選擇鉆井液時(shí)應(yīng)提高關(guān)注程度，一般情況下的水平井鉆井液能夠保障鉆井順利程度，原因在于它能大幅度降低鉆進(jìn)過程中鉆具與井壁之間產(chǎn)生的摩擦力，同時(shí)還能達(dá)到清潔井眼，提升井眼穩(wěn)定性的效果。

在水平井鉆井的過程中，工作人員要注意的要點(diǎn)如下：

第一是鉆井液化學(xué)凝聚力、黏度等參數(shù)要嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

第二是鉆井液的固相含量不能過高，要維持在減低鉆井過程中微米顆粒的程度，避免延長工期。

第三是要具有防塌陷和抑制性能，不論鉆井工程進(jìn)行到何種地層都能適應(yīng)地層特性，并維持鉆井設(shè)備的穩(wěn)定程度。

第四是保護(hù)油氣層，油氣層是最容易產(chǎn)生滲漏的位置，鉆井液能夠提高對(duì)該位置的保護(hù)程度。

第五是其自身要具有良好潤滑效果，降低鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的摩擦力，減少卡鉆等情況的產(chǎn)生。

2.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)水力參數(shù)

隨著近年來水平鉆井技術(shù)的發(fā)展，市面上已經(jīng)出現(xiàn)了噴射式的鉆頭[3]。此種鉆頭使用需要工作人員考慮水力參數(shù)的優(yōu)化工作，水力參數(shù)代表的是上述鉆頭的特征和射流水力，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容是尋找相對(duì)合理的數(shù)值搭配方式，最大程度上保障水平井井下的工作效果，加快工程進(jìn)度。

3 水平井段綜合錄井曲線特征模塊分析

當(dāng)下的鉆井工藝控制過程[4]，需要工作人員深入分析井眼走向，尤其是在油層和上下圍巖的控制中，可以配合分析綜合錄井圖，將可能產(chǎn)生的不同表征投入應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，提升在鉆井過程中對(duì)油氣層和泥巖的控制力度。該項(xiàng)工作必然離不開氣測值控制，此種數(shù)值表現(xiàn)為全量、全組分由低到高迅速上升，同時(shí)隨著鉆井測量的進(jìn)度增加。在分析時(shí)，工作人員根據(jù)油氣層的砂巖位置展開工作，就能夠得知鉆井時(shí)砂巖的含量會(huì)不斷提升。隨著巖屑中泥質(zhì)成分的減少，可以發(fā)現(xiàn)油氣和巖屑之間的比例不斷變化，最終呈現(xiàn)上升趨勢。

由于油氣層變化[5]在施工過程中，隨著鉆井測量垂深的變化，自然伽馬線也會(huì)改變形態(tài)，若巖屑無油氣顯示，氣測的全量曲線最終會(huì)下降到背景值直到完全消失。

4 水平井錄井技術(shù)難點(diǎn)以及解決方式

4.1 優(yōu)化綜合錄井施工方案

為保障水平井鉆進(jìn)施工作業(yè)更好的展開，工程落實(shí)方案優(yōu)化是很有必要的。主要需要工作人員通過分析綜合錄井模塊當(dāng)中巖屑和氣測錄井等情況，進(jìn)一步分析特征曲線的綜合性，保障井下的油氣層區(qū)域范圍得到有效控制。全面控制和優(yōu)化之后，工作人員就能處于更加有利的位置展開后續(xù)測錄井相關(guān)工作。同時(shí)一旦市場上產(chǎn)生了更加先進(jìn)的水平井鉆進(jìn)的技術(shù)，工作人員也要勇于嘗試。

4.2 檢測真假氣

實(shí)際上水平鉆井的過程中，工作人員能觀察到輕組分的具體變化情況，針對(duì)該特點(diǎn)，工作人員可以分析油層鉆井模塊。當(dāng)前的工作模塊當(dāng)中，工作人員提高對(duì)砂層頂部泥質(zhì)粉砂巖的控制力度，設(shè)計(jì)具體控制工作流程時(shí)，工作人員需要根據(jù)地層顏色和深度判斷下一步工作安排。想提升判斷結(jié)果的準(zhǔn)確程度，工作人員可以針對(duì)不同模塊的泥質(zhì)粉砂巖進(jìn)行相對(duì)的伽馬值控制，最終達(dá)到更好的控制效果。

4.3 分析不同井鉆水平段

通過分析不同水平工作段的施工細(xì)節(jié)，工作人員可以掌握砂質(zhì)泥巖性質(zhì)，并合理優(yōu)化水平井的鉆井軌跡。在設(shè)計(jì)過程中，需要保障優(yōu)化質(zhì)量和細(xì)節(jié)經(jīng)得起推敲，將精細(xì)巖屑錄井在薄油層水平鉆井當(dāng)中的價(jià)值最大化。

為提升工作人員的實(shí)際分析效果，可以在每次施工開始前，組織員工參加相關(guān)技能的培訓(xùn)，保障其在工程落實(shí)前期獲得階段性的能力增長效果。同時(shí)也可以向員工灌輸分析工作的重要性，引導(dǎo)其提高認(rèn)識(shí)程度，最終用更加飽滿的精神狀態(tài)投入工作。

4.4 導(dǎo)向控制錄井綜合性

工作人員需要在未來水平鉆井的模塊當(dāng)中通過導(dǎo)向控制錄井中和性，達(dá)到預(yù)測油層變化的目的。在當(dāng)前大部分的工作模塊當(dāng)中，工作人員都要根據(jù)氣測錄井情況等數(shù)據(jù)判斷油氣巖層的實(shí)際鉆進(jìn)情況，更好的展開油層界限設(shè)定工作。

如：在工作中提升LWD 軟件的使用率，該軟件能輔助工作人員對(duì)水平井的井下情況進(jìn)行垂深控制，保障得到的井斜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。在這樣的條件下，工作人員能夠更加順利的進(jìn)行油層剖析工作，促使鉆井軌跡始終在優(yōu)質(zhì)控制下推進(jìn)。

工作效益的提升需要工作人員對(duì)多口相鄰水平井展開實(shí)鉆控制，這不僅能輔助后續(xù)的油層厚度分析工作，還可以配合展開構(gòu)造圖等其余圖紙的分析。上文中提到的綜合錄井技術(shù)都能夠反映我國當(dāng)下鉆井水平和實(shí)踐行為，從而更加有效的落實(shí)后續(xù)鉆井水平方向軌跡的控制工作，并將地層中的反應(yīng)完整記錄下來，歸納導(dǎo)入到數(shù)據(jù)資料庫當(dāng)中，供行業(yè)內(nèi)其他工作人員查閱。

5 結(jié)語

總而言之，想提升當(dāng)下水平井鉆井工作的效率，全面分析綜合錄井的地層信息是至關(guān)重要的，也能在優(yōu)化過程中逐漸降低水平井鉆井工作的復(fù)雜程度。