渤海錦州M 油田潛山界面特征及錄井識(shí)別方法研究

劉亞東，王建立，譚偉雄，李亞男，王菲

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300457；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300457；3.天津修船技術(shù)研究所，天津 300452）

1 概述

由于潛山裂縫極為發(fā)育且存在上下兩套壓力系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)潛山斜深要求控制在3 m 以內(nèi)，因此高效識(shí)別潛山界面是現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)監(jiān)督工作能力的重要體現(xiàn)，同時(shí)確保了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全，對(duì)提質(zhì)增效具有重要意義。

錦州太古宇潛山油氣田發(fā)育沙河街組層狀構(gòu)造油氣藏及太古宇潛山塊狀油藏[1-3]，其潛山上覆沙三段厚層泥巖，受控于前中新生代的古地貌及中新生代的構(gòu)造應(yīng)力作用，裂縫極為發(fā)育，且潛山風(fēng)化殼上下存在兩套壓力系統(tǒng)，進(jìn)潛山后易發(fā)生井漏、地層坍塌等井下事故，這就要求進(jìn)潛山斜深控制在3 m 以內(nèi)中完，現(xiàn)場(chǎng)卡取潛山作業(yè)難度大。根據(jù)油田已鉆的6 口潛山井分析，卡取潛山平均循環(huán)次數(shù)在6.16次/井左右，個(gè)別井卡取潛山循環(huán)次數(shù)達(dá)到11次/井之多，無法滿足現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間和成本控制需求。

根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查反饋，當(dāng)前對(duì)潛山卡取存在的問題主要有以下方面：（1）潛山界面具有多樣性，構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，識(shí)別難度大；（2）工程參數(shù)的影響因素多，簡易的工程參數(shù)判斷會(huì)導(dǎo)致循環(huán)次數(shù)增加；（3）潛山易卡易漏，出于安全考慮的地質(zhì)循環(huán)次數(shù)多；（4）受制于地質(zhì)監(jiān)督方法水平高低，選擇地質(zhì)循環(huán)點(diǎn)不同；（5）當(dāng)前的地層卡取手段存在局限性；（6）卡取施工過程中標(biāo)準(zhǔn)化不足，致使儀器設(shè)備不靈敏而導(dǎo)致誤循環(huán)。

本文的目標(biāo)是通過潛山界面特征及錄井識(shí)別方法研究，將卡取潛山循環(huán)次數(shù)降為5.00次/井，較原來循環(huán)次數(shù)減少10%。

2 方法研究

2.1 原因分析

（1）潛山界面巖性多變

因潛山頂面類型的多樣化以及風(fēng)化程度和搬運(yùn)距離的不同，導(dǎo)致了潛山界面巖性多樣。同時(shí)，山坡風(fēng)化殼坡積砂巖及山頂風(fēng)化殼和潛山原巖現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別特征差異較小，給卡層進(jìn)山帶來了一定困難。

（2）工程參數(shù)影響

工程參數(shù)如鉆時(shí)、扭矩作為潛山卡層的輔助手段，不是主要依據(jù)，無法直接進(jìn)行進(jìn)山的確認(rèn)。

（3）潛山易卡易漏

單井鉆遇上部東營組厚層泥巖平均厚度579.69 m，裸眼段長度平均1 730 m，易垮塌；著陸過程中，既要防止上部地層垮塌，又要謹(jǐn)防下部進(jìn)山發(fā)生井漏，泥漿比重把控困難；潛山特殊地層裂縫發(fā)育，易發(fā)生井漏、卡鉆等復(fù)雜事故。

2.2 制定對(duì)策

（1）針對(duì)潛山多樣性，建立基于潛山上覆巖性認(rèn)識(shí)的歸納模型，分析各自特征；

（2）針對(duì)工程參數(shù)影響，利用工程錄井參數(shù)的衍生參數(shù)，建立一套快速隨鉆潛山界面綜合識(shí)別方法；

（3）針對(duì)潛山易卡易漏，根據(jù)不同的潛山類型，建立相應(yīng)的潛山標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，減少風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 對(duì)策實(shí)施

（1）針對(duì)潛山多樣性展開潛山特征研究

通過對(duì)錦州M 油田潛山上覆巖性進(jìn)行精細(xì)化劃分，將進(jìn)山類型分為四類：山坡風(fēng)化殼型、灘壩砂型、湖相泥巖型、山頂風(fēng)化殼型。同時(shí)根據(jù)潛山構(gòu)造形態(tài)特征將錦州M 油田潛山劃分為不規(guī)則型、陡坡斷塊型、陡坡型、斷塊坳陷型及緩坡型，并對(duì)每種類型對(duì)應(yīng)傾角大小及潛山上覆巖性組合分類進(jìn)行劃分，如表1所示。

表1 進(jìn)潛山類型、構(gòu)造類型及各項(xiàng)測(cè)錄井特征

通過對(duì)鉆井參數(shù)分析，建立鉆時(shí)和扭矩等與進(jìn)潛山類型的相關(guān)性，如表1 所示。鉆時(shí)變化幅度小、扭矩變化量大時(shí)，可能是Ⅰ類和Ⅱ類，而無論從鉆時(shí)變化幅度還是扭矩變化幅度上看，Ⅱ類都比Ⅰ類變化大；鉆時(shí)變化幅度大、扭矩變化中等時(shí)為Ⅲ類；鉆時(shí)變化幅度大、扭矩變化小時(shí)為Ⅳ類。

（2）針對(duì)工程參數(shù)影響開展數(shù)據(jù)挖掘研究

建立一套快速隨鉆潛山界面識(shí)別方法，即鉆井參數(shù)交匯圖版識(shí)別方法。

隨著地層巖性、物性的變化，鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、鉆時(shí)等錄井工程參數(shù)將有一定的變化。但錄井工程參數(shù)常受地層巖石強(qiáng)度、人員操作情況、鉆頭類型等諸多因素影響，很多情況下并不能準(zhǔn)確反映地層的真實(shí)信息，故僅依靠該類參數(shù)很難較好地對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行判識(shí)。因此，需要對(duì)該類參數(shù)進(jìn)行深入分析，建立基于這類參數(shù)的多參數(shù)評(píng)價(jià)模型，如圖1 所示，建立直井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版如圖1（a）所示、建立直井鉆時(shí)-功指數(shù)交會(huì)圖版如圖1（b）所示、建立斜井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版如圖1（c）所示，提升儲(chǔ)層識(shí)別與評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度。

圖1 鉆井參數(shù)交匯圖

（3）針對(duì)潛山易卡易漏改進(jìn)作業(yè)流程，形成一套潛山標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程

受壓力系統(tǒng)、鉆井液密度影響，中完位置選擇存在以下風(fēng)險(xiǎn)：①中完位置距離潛山界面過大（大于5 m），下一開上覆地層垮塌風(fēng)險(xiǎn)大；②中完位置距離潛山界面較?。ㄐ∮? m），或進(jìn)山3 m 以內(nèi)中完，風(fēng)險(xiǎn)較??；③中完進(jìn)入潛山過多（大于3 m），增加井漏風(fēng)險(xiǎn)。

在鉆前對(duì)潛山上覆巖性組合充分認(rèn)知的基礎(chǔ)上選擇是否更換簡易鉆具，并根據(jù)井別、中完位置，結(jié)合油藏開發(fā)目的及工程安全形成了三類6 種進(jìn)山模式，其中3 種進(jìn)山中完、3 種不進(jìn)山中完確定了中完位置，如圖2 所示，既滿足了開發(fā)生產(chǎn)需要，又滿足了安全高效鉆井要求。

圖2 進(jìn)潛山模式標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程

3 效果分析

本文研究成果應(yīng)用卡取潛山共11 口井，卡取潛山平均循環(huán)2.20次/井，每口井平均節(jié)約循環(huán)次數(shù)3.96 次，提效64.28%，每口井節(jié)約循環(huán)時(shí)間316 min，大大提高了卡取潛山效率和卡取潛山成功率，遠(yuǎn)超預(yù)期指標(biāo)。

（1）提高了潛山界面識(shí)別效率

項(xiàng)目實(shí)施后，C/E 平臺(tái)潛山界面識(shí)別效率大幅提高，地質(zhì)循環(huán)次數(shù)明顯減少，平均減少4 次左右，累計(jì)節(jié)省循環(huán)時(shí)間2.97 d，累計(jì)節(jié)省費(fèi)用355.61 萬元。

（2）減少了簡易鉆具的使用

錦州M 油田C/E 平臺(tái)共有5 口井未更換簡易鉆具，累計(jì)節(jié)約工期5.99 d，總計(jì)節(jié)約700.92 萬元。

4 結(jié)語

本文以潛山油藏高效開發(fā)為目標(biāo)，提升潛山界面識(shí)別質(zhì)量和效率，保障鉆井作業(yè)安全，提高工程作業(yè)效率，不僅使?jié)撋浇缑孀R(shí)別方法得到了創(chuàng)新提升，更高效地服務(wù)潛山油田開發(fā)，具體如下：

（1）錦州M 油田潛山上覆巖性可劃分為四類；

（2）建立直井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版、建立直井鉆時(shí)-功指數(shù)交會(huì)圖版、建立斜井功指數(shù)/機(jī)械比能-Dc 指數(shù)交會(huì)圖版可較好地識(shí)別潛山界面；

（3）總結(jié)了三類6 種進(jìn)山標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，提高了潛山鉆井作業(yè)時(shí)效。