水平井隨鉆探邊工具在海上油田的應(yīng)用

陳一鳴，謝明英，鄒信波，薛成

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司（廣東深圳518000）

海上油田開發(fā)具有平臺型、少井、水平井為主的特點，特別是深水油田，相比陸上，鉆井成本高，井數(shù)相對更少，油田開發(fā)中后期水淹狀況評價和剩余油挖潛時，常缺乏油藏水淹狀況的評價資料，一定程度上制約了油田的剩余油挖潛。隨著近年來數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的不斷進步，隨鉆探邊技術(shù)作為一種技術(shù)的革新，在油田鉆井中逐漸發(fā)揮出重要作用，可在井眼附近探測出地層的真實信息，而且具有較高的時效性[1-3]，對鉆井軌跡實時調(diào)整和優(yōu)化具有重要作用。隨鉆探邊技術(shù)在南海東部油田水平井中使用廣泛，一般為根據(jù)隨鉆探測的儲層信息，優(yōu)化軌跡，保證水平段具有較高的鉆遇率，近年來隨著油田挖潛的精細化程度不斷加強，以及探邊工具分辨率的不斷提高，水平井隨鉆探邊在老油田鉆井及挖潛中也發(fā)揮出了重要作用。

1 水平井隨鉆探邊工具

1.1 工具簡介

國際三大油田服務(wù)公司都擁有各自的探邊工具，在南海、渤海、新疆和大慶等油田均有使用，水平井探邊工具的應(yīng)用可大幅降低水平井施工風(fēng)險，可根據(jù)探測的地層信息對軌跡進行精準調(diào)控，可使水平井鉆遇更優(yōu)質(zhì)的儲層段，而且能夠一定程度上超前識別和錄取各種地質(zhì)邊界信息，探測儲層的結(jié)構(gòu)信息，隨鉆過程中實時反演儲層結(jié)構(gòu)和流體分布，提升鉆井時效，改善油田開發(fā)效果[4-5]。水平井地質(zhì)導(dǎo)向中，探邊工具一般放置距鉆頭較近，能更及時地獲取探邊信息（圖1），一般由多個短節(jié)組合而成，核心組件為多組電磁信號發(fā)射器和接收器。

圖1 水平井隨鉆探邊工具

1.2 探邊原理

目前國內(nèi)礦場應(yīng)用中，主流的水平井隨鉆探邊工具有斯倫貝謝公司的PeriScope、貝克休斯的AziTrak和哈里伯頓的ADR[6]，其主要原理是利用不同儲層及流體的電阻率差異以及信號通過地層后的變化來識別地層信息，從而反演出地質(zhì)邊界與水平井眼的距離。在實鉆過程中，隨鉆探邊工具發(fā)射線圈發(fā)出不同頻率的電磁波信號，信號不斷的掃描穿過地層，經(jīng)過在地層介質(zhì)中的傳播，電磁波信號會出現(xiàn)電壓變化以及相位變化，探邊工具上的接收線圈測量出這種電壓和相位的變化，再根據(jù)這種變化反演出地層的信息以及距離（圖2），當油藏的動油水界面進入有效探測半徑時，界面附近油層和水層的導(dǎo)電性差異直接導(dǎo)致了信號的變化，電阻率變化越大，邊界響應(yīng)越強烈[7-8]，從而能準確的探測出界面的位置和距離。

圖2 水平井隨鉆探邊原理

2 現(xiàn)場應(yīng)用效果

2.1 水平井實施背景

恩平B油田位于中國南海珠江口盆地，儲層為新近系海相砂巖，三角洲前緣河口壩沉積，砂體分布范圍大[9]，構(gòu)造為幅度較緩的斷背斜，地層傾角小于2°，主力層原始有效厚度4～10 m，滲透率550～2500×10-3μm2，油藏邊底水活躍，能量充足，采用少井高產(chǎn)、高采油速度、天然能量水驅(qū)開發(fā)[10]，目前處于開發(fā)中后期，油田綜合含水85%，由于構(gòu)造相對簡單，儲層發(fā)育范圍廣且相對均值，剩余油主要受構(gòu)造位置和水侵程度的控制。在老井部分水淹的情況下，部署2口加密井挖潛剩余油，井型為水平采油井。其中B25H井設(shè)計為ZJ09油藏水平井，經(jīng)過多年生產(chǎn)，目前油藏在生產(chǎn)的水平井含水率較高，產(chǎn)量已嚴重降低，產(chǎn)出水主要為邊水入侵，但油藏的具體水淹程度不明，B25H井設(shè)計位于油藏中部位，鉆前預(yù)測動油水界面已上升較多，水平段設(shè)計長度500 m，預(yù)測有效段約350米，在鉆井過程中，水平段存在較大的水淹風(fēng)險，為保證油層鉆遇率，并加深動油水界面上升的認識，決定在隨鉆過程中增加水平井探邊工具。B26H井設(shè)計為ZJ12油藏邊部挖潛水平井，油藏采出程度較高，實施前希望能利用水平井兼顧評價油藏的水淹程度和剩余潛力，由于新鉆評價井的成本較高，決定在A26H井應(yīng)用水平井隨鉆探邊工具。

2.2 水平井隨鉆探測

為保證探邊質(zhì)量，B25H井水平段鉆速保持小于60 m/h，進入目的層后以89°井斜角水平鉆進，隨即電阻呈現(xiàn)明顯的水層特征，分析認為該部位已經(jīng)水淹，現(xiàn)場導(dǎo)向工程師及定向工程師調(diào)整井斜逐漸升至90.5°，使井眼軌跡向上方鉆進，試圖盡快找到含油砂體，鉆進約90 m后，電阻率逐漸上升到50-70Ω·m，含油高度也逐漸增加，出現(xiàn)相對清晰的上界面，實時分析為層頂，繼續(xù)增斜至90.8°，隨后，可清晰看到水平井軌跡下方出現(xiàn)近水平的低阻水層響應(yīng)特征，繼續(xù)鉆進發(fā)現(xiàn)低阻水平面持續(xù)穩(wěn)定顯現(xiàn)，分析認為是該層動油水界面，后保持水平段軌跡與油層頂基本平行，且拉大與動油水界面的距離，最終水平段尾端距動油水界面穩(wěn)定在4.3 m（圖3），水平有效段長約435 m，平均孔隙度25.2%，平均滲透率2117×10-3μm2，平均含油飽和度85%。初始段低阻水淹層采用盲管封堵避免生產(chǎn)高含水，憑借隨鉆邊界探測技術(shù)的成功應(yīng)用，在該井水淹風(fēng)險較大的情況下，使水平段軌跡更多的在油層中穿行，提高水平井油層鉆遇率，且準確探測出油藏動油水界面，為下一步的剩余油挖潛研究提供了寶貴的資料。

圖3 B25H水平井隨鉆探邊應(yīng)用

根據(jù)B25H井的成功經(jīng)驗，B26H井實施時軌跡主動下探，希望能探測到準確的動油水界面，水平段貼頂鉆進100 m后，軌跡降斜下探，垂深降低2 m后，探邊信號出現(xiàn)低阻水層邊界響應(yīng)，隨后緩慢增斜，出現(xiàn)接近水平的低阻界面，分析其為該油藏的動油水界面，最終評價動油水界面上升6 m，為該層水淹程度評價提供了準確資料。這種利用水平井探邊探測動油水界面的方式在恩平B油田應(yīng)用效果顯著（圖4）。

圖4 水平井隨鉆探邊探測油藏動油水界面模式圖

2.3 應(yīng)用效果

針對南海東部B油田的兩口調(diào)整井，利用水平井隨鉆探邊準確探測到了油藏動油水界面，有效的避開了底部水淹層段，在鉆井成本高昂的情況下，提高了油層鉆遇率，成功規(guī)避了水淹風(fēng)險，提高了開發(fā)效果，B25H井投產(chǎn)日產(chǎn)油達177 m3/d，比鉆前配產(chǎn)高出40%，含水率僅2.5%，B26H井投產(chǎn)日產(chǎn)油達145m3/d，比鉆前配產(chǎn)高出15%，含水率僅4.1%（圖5）。海上油田鉆井成本高，過路的評價井少，油藏動油水界面及水淹情況難以準確評價，利用水平井探邊技術(shù)不僅解決了調(diào)整井實施中鉆遇水淹層風(fēng)險的問題，還可以準確探測動油水界面，兼顧評價油藏水淹狀況，評價剩余潛力，為老油田挖潛調(diào)整找到了突破口。隨著調(diào)整井持續(xù)增加以及探測技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)應(yīng)用前景廣泛。

圖5 鉆前與鉆后日產(chǎn)油量及含水率對比

3 結(jié)論

（1）水平井隨鉆探邊技術(shù)利用油層和水淹層電阻差異的原理，可準確探測出軌跡距水淹層段的距離，能有效規(guī)避海上油田挖潛時水平井鉆遇水淹層的風(fēng)險；

（2）水平井隨鉆探邊技術(shù)在恩平B油田調(diào)整井中現(xiàn)場應(yīng)用效果較好，隨鉆探邊成功引導(dǎo)水平井地質(zhì)實施，并清晰探測到油層邊界，大幅提高了油層鉆遇率和開發(fā)生產(chǎn)效果；

（3）水平井隨鉆探邊技術(shù)可準確探測油藏動油水界面，分析油藏邊水入侵和水淹狀況，在海上鉆探評價井成本高昂的情況下，為油田挖潛研究提供經(jīng)濟且可靠的資料，隨著調(diào)整井工作量的持續(xù)增加以及探測技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)的應(yīng)用前景廣泛。