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水平井录井技术及色谱气体比值在水平井中的导向作用

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水平 井录井 技术 色谱 气体 比值 中的 导向 作用
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水平井录井技术及色谱气体比值在水平井中的导向作用(一)时间:20070:47:00 来源:阿果石油论坛 作者:杨登科、郑俊杰、李新社、李忠摘 要:水平井的优点在于它能增加潜力油层的产油量,但由于其特殊的井身结构和施工要求,常规的录井方法很难适应这种新的钻井工艺的需要,而较先进的水平井地质导向系统又需要太大的投资,怎样才能既不大幅度增加录井成本,又能准确完成水平井的地质录井工作并实现水平段的地质导向?已成为摆在我们面前的难题。 本文对水平井录井方法进行了总结整理,并对色谱气体比值在水平井中的导向作用进行了一些探索。 关键词:录井、水平井、色谱气体比值、h、着陆点(A 点) 、地质导向水平井可以用于改善和解决已开发或正在开发的油气田中广泛的生产难题:这些难题包括:(1):地层致密和低渗透而没希望进行开采,以及由于产层隔离而产量很低(如中原油田深层油气)及裂缝性油藏,可靠在目的层中对水平井的水平段进行精确定位来加以解决。 (2):小断块的油气田或几个不相连的小断块油气田,可钻一口或两口大位移或水平井来开发,节省投资,提高经济效益。 (3):为了提高稠油、特别是超稠油的产量需要采用水平井开发。就钻井技术而言,虽然中原油田的水平井技术尚缺乏,但就全国其他油田而言,水平井和大位移井钻井技术已相当成熟,通过今年几口井的实践,预计在今后几年中原油田的水平井钻井技术和水平井数量将会有非常大的提高和增加。与突飞猛进的钻井技术相比,我们的录井技术已明显滞后,为了适应录井市场的需要,为了我们今后的生存,我们不得不从硬件(设备)和软件(技术)两方面入手,充实我们、提高我们。正是基于这一认识和考虑,我们写了本文,希望我们的努力能对今后水平井的录井有所帮助。一、 水平井录井的主要工作环节及技术要点1.钻前准备开钻前,地质人员要认真学习设计,对设计的各项内容和要求要反复讨论。同时广泛收集资料,掌握区域地层,作到心中有数。在胡5 —平1井开钻前,我们在有关单位借阅了大量资料,详细了解了该区的岩性、电性特征。特别时对目的层砂岩体砂三中21小层,我们认真分析了邻井胡5 —52井在该小层的岩心资料,了解到 52井为黄色、灰黄色油斑细砂岩,含油不均匀,不饱满,含油面积约为20%无原油味,滴水不渗或微渗,氯化碳浸泡呈浅棕色或棕色,荧光为黄色,岩石结构疏松,分选较好,泥质胶结。同时,我们了解到该层内非均质性强,泥质夹层非常发育。另外,我们还查阅了胡5 —52井的岩心分析和化验资料。这些资料都为我们分析目的层的地层起到了很大的作用。另外,通过对该区构造和以上收集的各种资料进心进行整理归纳和综合分析,使我们掌握了地层变化特征及砂体分布和油层变化规律等,在此基础上编制了地层对比、地质预告图、井身结构及地层的随钻分析图等,以指导以后的钻井工作。值得一提的是:我们对借阅的邻井资料的可信度和存在深度误差的范围一一进行了分析,并用它们的井斜对其各个稳定的主要砂体及标志层视厚度及深度逐个进行了校正。我们这样做的目的是为了保证在卡入口点(A 点)前的地层对比能更加正确,为下一步工作打好基础。最后,不可忽视的是钻具管理问题。由于水平井要求井深精度极高,为了保证工程质量,我们教育大家要尽力消除一切可能的人为因素造成的数据误差,如:钻具丈量、计算等,为了保证这一思想贯穿于整个录井过程,我们派一名工程师专门负责这一问体。    2.卡好着陆点(入口点、A 点)是打好水平井的关键可以这样说:卡好入口点代表水平井成功了一半,我们知道:水平井中目的层的厚度确定的非常小,如:云2 —平1井为12米,而胡5 — —此对于入口点的确定必须非常小心,要消除一切可能出现的误差。经过我们分析,这些误差主要来源于以下几个方面:(1):由于邻井资料不正确,如:电测深度误差而引起的本井设计的井深误差。图1:入口点的概念(2):由于邻井井斜大,井深未校正而造成的深度误差。(3):实钻地层与设计数据之间的正常误差。(4):在设计本井之前,对井下构造认识不太清楚,从而造成实钻地层与设计地层完全不符。这种情况往往将会是我们无法找到入口点,并预示着水平井的失派。这种情况应该比较少见。由于以上误差的出现,往往会是我们钻达设计井深而未见到目的层,这就要求我们综合分析,针对不同的情况采取不同的措施。第一、 第二问题的解决要求我们在开钻前就要了解、分析好各邻井资料的可靠性,并多井、多法对比,挑选出资料最可靠,最有对比性的几口井作为对比井。并对这些井进行深度校正,尽量消除深度误差。而第三个问题的解决就要求我们加强随钻对比。通过胡5 —平1的录井我们发现:直井段的分析对比比较简单:对比方法与普通井别一样。而在造斜段、增斜段分析对比比较复杂且至关重要,是我们在卡入口点前地层对比的关键。总之,正确无误的地层对比、及时掌握地层变化是我们卡好入口点的保证。根据我们的经验,水平井的卡入口点地层对比要从以下方面去努力:(1):从开始造斜起,要绘制 1:200 的“ 深度校正录井图”与邻井进行对比。要求在造斜段、增斜段的钻进过程中随时把单层厚度及深度换算为真厚度,同时以厚层为目标层与邻井进行对比,忽略薄层。换算方法如下:(忽略地层倾角):D*α式中:真实垂向厚度,米层视厚度(斜深) ,米α—井斜角,度 图2:别的图解 如图2:为 别的图解。 (见图2)(2):在对地层及砂层组进行大段对比的基础上,要坚持小层对比。因为,水平井的目的层最后要落实到一个小层上。(3):及时绘制“地质轨迹跟踪图 ” 。根据地层对比结果,结合实际轨迹,及时绘制轨迹运行图与设计轨迹进行对比。(4):在岩性描述及挑样上做到去伪存真,提高所描述岩屑的代表性、正确性。(5):结合与邻井中目的层的岩性、物性、含油性及分析和化验资料的分析和对比判断着陆点(A 点)的位置。(6):另外:在水平井钻井中,地质人员必须熟悉当前目标层的合理的地质构造解释。必须了解构造解释的三维特征。同时应善于通过分析井身的几何结构来指导下步的井身轨迹,通过对构造的分析并结合井身轨迹,随时了解钻头所处的断块、地层,分析与设计是不是一致。(7):利用邻井资料,结合气测、定量荧光分析技术解决油气层的归属问题,为地层对比提供依据。3.如何在现有录井条件下尽可能实现水平段的地质指导水平段的地质导向工作主要包括两大方面的内容:其一主要是检测油层内部岩性、物性及含油性的变化,一旦在水平段出现明显水砂应能及时发现并提出下部措施。其二是将钻头控制在油层内部,使钻井轨迹与油层顶面平行顺层面钻进,防止钻穿油层顶和底面、进入盖层或油层底部泥岩层。我们知道,理想的地质导向信息应该是一旦偏离目标层,立即就能被地质人员发现。在目前录井条件下我们只要通过以下方法实现地质指导:(1):钻时:钻时具有较好的实时性,能及时反应地下岩石的可钻性,进而推测其岩性。但由于其影响因素较多,因此在利用它作地质导向时,一定得考虑钻压、转盘转速、单驱或双驱等等因素的影响。(2):色谱气体比值在水平井中的导向作用(详见下节)(3):连续观察、描述含油岩屑百分含量的变化,也是我们指导水平段钻进的主要方法之一。根据描述结果和收集的资料及时填写“水平段综合参数表” (格式如符表) ,并及时绘制水平段地质导向图,结合井身轨迹和地下构造合理提出导向意见。(4):几何导向的作用、意义、方法: 使用 供的几何导向变量信息和已设计的钻头轨迹相应点上的设计值相比较,即可得出实际钻头轨迹是不是偏离了设计轨迹,如果发生了偏离,则须作校正设计,直至确认钻头达到设计的目标层位置或沿目标层位置前进。几何导向信息变量有钻头轨迹的方位角、井斜角。几何导向成功的条件是地质设计者对目标层的深度、厚度、地层倾角和走向非常了解,预先设计好钻头前进的路径和路径各点的方位角。水平井录井技术及色谱气体比值在水平井中的导向作用(二)时间:20070:57:51 来源:阿果石油论坛 作者:杨登科、郑俊杰、李新社、李忠二:色谱气体比值在水平井中的导向作用为了适应突飞猛进的水平井钻井工艺的需要,在国外新的录井方法和录井技术不断涌现。如 术,目前在水平井钻井中的主要技术是 于地层评价的称为 钻录井或 层评价随钻测量系统) 。随钻测量系统由井下传感器组件、数据传输或井下记录装置与地面检测处理设备组成。所有随钻系统应用紧靠钻头上部的传感器来测量钻井参数与地层参数。钻井期间测量的数据实时传输导地面。般能测量井斜、方位及工具面方向。上述外,还可以测量电阻率,自然咖玛,岩性密度、中子、声波等地层参数。另外,还可用钻具振动分析技术来指导定向钻进。水平井成功钻进的基础是 据和 向数据。具提供能评价井眼所钻地层的信息。这些数据决定如何改变井眼的方向使之达到所希望的目标。这种方法就是所说的“地质导向”(。但是利用随钻测井及 行地质导向大大增加了钻井成本。怎样才能既不大幅度增加录井成本,又能准确完成水平井的地质录井工作并实现水平段的地质导向? 以下我们讨论如何利用色谱气体比值实现水平井的地质导向作用。油气储层最直接、最有效的信息为气体组分。最常见的储层结构是气顶、中油、下水,它们的组分值会有明显的不同。下面我们介绍用气体组分比值法来引导油层钻进的基本原理:(见图4) 图4:气体组分比值法进行导向的原理图湿度比:c2+c3+c4+(c1+c2+c3+c4+衡比:c1+(c3+c4+征比:c4+气测值曲线和 h 三个比值的曲线各不相同,从曲线上可反映出其储层性质,在目的储层内钻进时,其曲线和数据值基本保持不变,一旦离开了目的储层其曲线和数据值就会发生变化,利用这个特征进行地质导向。色谱气体比值法是通过准确的判断储层流体变化和油气水界面来对钻井进行导向的。这种技术严格按照流体类型来确定截面,而不是随钻测井所用的通过咖玛测井确定岩性界面。如图5:地质导向主要是基于 线的关系,来确定油气界面( 叉)和油水界面( 离)的。图5: 系例图气体组分的比值能有效反应钻头是否偏离了油层,至于用什么样的组分比值导引钻进,取决于该层上下在气体组分的差异,什么样的组分比值变化更能说明是否偏离目标层而定,这主要靠我们对目的层的油、气、 水性质及储层物性的了解程度。因此通过单个储层了解气体组分和所得的比值,也是利用利用色谱气体比值实现水平井的地质导向的一个重要组成部分。一旦知道了垂直比值剖面(见图5“ 典型的 ,例如通过一段直井,就可以知道水平井段的导向是不是可靠。实际上比值曲线可以横放,提供钻井导向的边界和控制(如图6示) 。如果比值曲线开始交叉和分离,那么就知道需要进行向下或向上校斜了。可以肯定,使用气体组分引导油层钻进是很有效的方法,它不仅能引导钻进,而且还能表明那些井段具有良好的开发价值及其总长度。对于这一方法,我们在以后的水平井导向中应进一步实践总结,以取得较好的经验数据,更好的为我们的地质导向服务。 图6:气体组分比值法来引导油层钻进的实例三: 水平井录井中存在的几个问题通过胡5 —平1的实践,使我们基本掌握了常规情况下水平井录井技术和操作方法。但也使我们发现了一些问题,在这里提出来,望各位协助解决。于水平井井斜较大,井内磨阻也大,因此井内混油在所难免。怎样才能在钻井液混油的情况下提高我们的气测录井对油气层的发现率,成了我们钻水平井的一个难题。根据别人的经验:如果把综合录井仪中的气体检测设备改为两套,其中一套用来检测钻井液入口脱出的样气流,用以消除再循环气和背景气的干扰,可大大提高气体检测信息变量在以油气层为目标层的地质导向中的应用效果。目前最新的录井系统已设置了循环钻井液入口气体收集和一套气体检测分析装置,在这种录井系统中,变量值循环链模块软件允许搭载气体迟到变量信息。在处理中,将实时出口气体各变量与相应气体迟到变量相减,可以获得剔除再循环气影响的信息,大大提高了气体检测信息解释的可靠性。决斜井眼给现场地层对比带来的困难。我们认为:该软件应具备以下作用:(1):实时显示井眼轨迹(包括实钻井眼轨迹和设计井眼轨迹)在三维空间的变化情况以及在二维油藏剖面和水平面上的投影,用来反映实钻井眼轨迹与设计井眼轨迹的吻合情况,以使现场技术人员及时了解钻头当前的位置,预测钻头下一步的走向趋势,从而发挥地质导向作用,保证井眼按设计轨迹钻进。 (2):及时将斜井深校正到相应位置的垂直井深,帮助现场地质人员及时进行地层跟踪对比分析,了解目的层的变化情况,并及时修复过设计井段的油藏剖面。程序在编写时应从以下几个方面注意:1:要绝对注意处理结果的正确性。为了保证计算结果的一致,大家约定:水平井井斜计算方法均采用曲率半径法计算。2:应能处理出:井底水平投影图、剖面图及立体图三个图件和井斜数据表。井斜数据表应包括以下内容:点号、井深、井斜角、方位角、X 坐标、Y 坐标,Z 坐标(垂深) 、总位移、总方位及狗腿度等内容。3:水平井的设计各靶范围应为相形, (而不是普通定向井的球形) ,如胡5 —平1井要求 A、B 、C 三靶均向上小于1米,向下小于2 米,左右小于10 米。怎样才能有效、形象地反映实钻轨迹的中靶情况?这个问题应是我们今后讨论的课题。化分析技术和 析技术,解决油气显示层的归位问题,并为水平段的地质导向提供参数,也是我们今后需要研究的一个重要课题。之采用 头钻进,研磨性极强怎样才能正确描述并挑选这种粉末状岩样,将是我们今后需要解决的难题。谈谈水平井地质录井导向时间:20078:50:36 来源:本站原创 作者:沈书锋摘要:在油田开发过程中,为了增加可采储量,提高采收率,水平井技术的广泛应用,较好的解决了这一问题。但同时对地质录井提出了较高的要求,特别是水平井着陆及油层地质导向。本文就水平井录井中怎样正确进行地层对比,地层倾角在地层对比中的作用,怎样控制井深轨迹等水平井地质录井导向问题加以分析,并提出解决的方法。关键词:水平井 地质导向 井斜角 着陆点 钻仪0 引言随着油田勘探开发程度的不断加深,主要含油层系水淹严重,含水率升高,开发难度大,成本高,较薄和夹层多的储层采用传统的开发方式,由于受储层裸露面积的影响,单井产量较低,采收率不高,为了提高采收率,在老区块的开发生产中越来越多的采用水平井。水平井一般布置在勘探程度较高、构造落实的区块。但根据所施工水平井来看,地质设计上构造精度距水平井要求的地层构造精确度还有一定的差距,只有在现场施工中做好地质导向,根据实际情况来调整井深轨迹,才能达到设计要求钻探目的。1 井资料熟悉施工区块的构造特征、地层层序、电性特征,了解地层岩性在横向和纵向的变化规律,标志层和特殊岩性的特征,地层倾角大小,详细学习地质设计,了解施工目的,尽可能多的借阅邻井资料,邻井尽可能沿设计井方位选择,和设计井在一条线上,所需邻井资料有录井综合图、井曲线、井斜数据。制海拔对比图因水平井井斜大,录井地层厚度与实际地层厚度相差较大,不易地层对比,需绘制邻井与设计海拔井深对比图,从目的层以上300m 绘制1:200 海拔井深对比图,邻井最少要3口,把录井剖面上每一层岩性顶底斜身换算为海拔深度,绘制在海拔井深对比图上。具体换算方法如下:(1) 、直接从井斜数据表查处对应深度的垂深,如某层顶底深度在井斜数据表查不到,则可采用内分法: 例、某层顶面斜深(H 斜)为21481 斜 23 o 斜 22.9 o  :H 垂= H 斜-(-(1斜) =2081+(2148-X (081)/(H 垂:某层顶面垂深 m(2) 、将录井剖面岩性厚度直接换算为垂厚度(忽略地层倾角):实垂向厚度,层视厚度(斜深) ,斜角,度最后将垂深换算为海拔井深海拔井深=垂深-(海拔+补心高)屑录井(1) 好钻具管理,保证钻具长度的准确性,钻具丈量最好保留3位小数。(2) 密实测迟到时间,及时对综合录井仪的迟到时间修正,保证及时、准确岩屑捞取。(3) 着陆点前100m 加密捞取岩屑(1,确保及时发现着陆点,保证下一步施工。测录井气测录井作为判断油气层最直接、有效的方法,在现场录井过程中有着非常重要的作用。在钻井液没有混原油时,随着油气层的钻开,气测值有明显变化,全烃、组分都相应升高。在水平井施工中,为了保证井下钻井安全,经常在钻井液中混入原油,提高钻井液的润滑性,但对气测录井产生较大的影响,钻遇油层气测录井组分齐全,全烃无明显变化。根据多口井录井实践证明,在钻井液混原油情况下,全烃、重组分现场录井意义不打,过 如:在 ,气测基值全烃 ↑及时准确卡准该井着陆点。2 制井身轨迹图通过绘制井身轨迹图,可以对实钻井身轨迹和设计井身轨迹进行对比监控。首先,选择合适的垂深和位移比例,根据设计数据绘制设计井身轨迹,然后根据实测的 据,绘制出实钻井身轨迹,根据轨迹的变化及时调整实钻井斜、方位,保证井身按设计轨迹运行。绘制井身轨迹图,需要标注相应数据,确保轨迹图的完整性和直观性。设计着陆点、A 靶点、B 靶点的井斜、方位、 、位移、垂深、斜深、海拔深度。(1) 钻着陆点、A 靶点、B 靶点的井斜、方位、 、位移、垂深、斜深、海拔深度。(2) 实钻轨迹线上,每隔20标注井斜、方位、 、位移、垂深、斜深、海拔深度。(3) 将岩性剖面标注实钻轨迹线上把。用 线导向线在水平井导向中具有重要的位置,通过 线对井眼实时监控,及时了解井斜、方位、位移的变化,根据需要可以及时对数据进行修改,保证井眼按设计轨迹运行。随钻伽马曲线和电阻曲线实时识别地层岩性,结合岩屑录井,建立高符合率的录井剖面。在地层异常变化时可以及时准确的判断,避免出现失误。6井的 时测井曲线,在井深1869m 电阻降低、伽马升高,曲线显示已经钻出目的层,进入泥岩。判断井身轨迹从目的层顶面出去、还是底面出去,直接决定下一步施工。经过与邻井测井曲线图对比,电阻值都是上低下高,结合岩屑录井,目的层上部以细砂岩为主,下部以砂砾岩为主,与电性吻合,综合判断,该井从目的层底面钻窜。层对比水平井地层对比与直井和一般的小斜度定向井不同,直井地层对比为线性对比,而水平井地层对比为空间立体对比。在 M 点钻遇目的层上标志层,根据一般井的对比方法,应该在 N 点着陆钻遇油层,实际该井着陆点在 D 点。在水平井对比中,必需要考虑地层倾角,否则将影响着陆。入油层的地质导向由于油、气、水物理性质的不同,在油层中的分布也不相同,顶气、上油、下水。水平井着陆后进入油层井身轨迹如何,直接决定水平井是否可以达到高产高效的目的。水平段垂向位置“宁高勿低” ,最好在油层顶下1m 位置运行,这就要求计算进入油层的位置,然后根据地层倾角设计井身轨迹。式中:身轨迹距油层顶面距离,米身进入油层长度,米α-油层顶面与垂线的夹角,度β-井斜角,度γ-地层倾角,度由:αB=OA*- β)3 结论水平井地质设计及其构造有一定的误差,不能做为施工井的依据,只能做方向性的参考,其设计及其构造应在随钻录井中不断修改和完善,从而才能真正的达到地质目的,我们卡准着陆点的依据来源于现场地质录井的岩屑剖面及气测全烃、组分及 线。只有卡准目的层以上的标志层深度与邻井对比,对设计和施工轨迹进行有效的修改,才能够较好的完成水平钻井及地质录井任务。
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