井眼轨迹和地层剖面及测井曲线综合成图研究

利用空间解析几何和计算机图形学等对井眼轨迹和地层剖面及测井曲线综合成图进行了研究,借助VB6.0语言编程,实现了测井曲线、井眼轨迹和地层剖面综合成图,直观显示出井眼轨迹与地层的三维空间接触关系,赋于井眼轨迹三维地质信息和测井信息。通过处理实际资料,综合成图效果较理想,该程序使用方便和三维可视化绘图功能强,为研究人员进行水平井和大斜度井的电缆测井曲线或随钻测井曲线的地质参数解释及其地质导向提供了有力的帮助。     

随钻方位伽马成像测井在鄂尔多斯盆地H井区水平井地质导向中的应用

随钻方位伽马成像测井是水平井地质导向技术的重要组成部分,与常规随钻伽马测井相比,方位伽马成像测井仪利用多个伽马探测器,将带有方位信息的测量数据上传到地面,精确指导井眼轨迹调整,确保维持在目的层的有利位置钻进。根据上下伽马曲线和成像图的8个响应特征将常见的水平井井眼轨迹与地层接触关系划分为简单模式和复合模式,简单模式细分为5大类8种情形,同时给出了不同井眼轨迹与地层接触关系下地层视倾角的计算方法。在鄂尔多斯盆地H井区的应用表明,随钻方位伽马成像测井可提供及时且准确的导向建议,显著提高了钻井效率,长水平段水平井的储层钻遇率超过94%,达到提高单井产量和建产效率的目标。     

低勘探程度区页岩气水平井地质导向方法与应用——以渝东南地区LY1HF井为例

中国南方(除四川盆地外)海相页岩气勘探程度整体较低,地质条件复杂,水平井地质设计与导向难度大。为了提高低勘探程度区水平井钻探效果,从水平井地质设计、地质导向流程、标志层厘定与识别、地质模型建立与修改、最优甜点段优化等方面开展了地质导向方法研究。结果表明:①基于导眼井测井、地震、地层资料,建立钻前地质模型,利用空间几何关系,可较为准确的计算靶点的坐标和垂深;②总结出入窗前和水平段"两段式"地质导向方法,提出地质导向的关键是准确识别标志层、正确计算地层倾角、及时修改地质模型、适时优化最优甜点段、合理调整水平井轨迹,以提高最优甜点段钻遇率,同时确保井眼轨迹光滑,为后期完井和压裂顺利施工奠定基础;③LY1HF井使用该地质导向方法,甜点段钻遇率100%,气测显示良好,井眼轨迹光滑,取得了良好的钻探效果。     

密度成像技术在南海西部油田地质导向中的应用

水平井施工过程中已广泛应用随钻地质导向技术,在持续发展储层随钻测绘等新技术过程中,密度成像技术在随钻地质导向技术中的应用仍然较为普遍。针对南海西部Z油田井控程度低、构造变化大、储层横向变化快等问题,引入了密度成像工具和相应的地质导向技术。借助高分辨率密度成像成果拾取精确的地层倾角,在此基础上分析落实构造形态,判断轨迹所处的相对位置;配合地质录井确定的岩性情况,避免局部相变造成的出层;从而为实时决策提供判断依据并指导地质导向。实施过程中首次提出并使用了过井轴视倾角的概念,改进了常规利用成像数据计算地层倾角的方法并通过实际对比验证;该区块目前已完钻4口水平井,平均长度580 m,优质储层钻遇率80%。结论认为：在密度变化明显的构造+岩性油藏中使用该技术,能有效降低构造不确定性等地质风险,提高优质储层钻遇率。     

水平井多探头随钻方位伽马测井混合快速数值模拟

针对目前的快速算法仅考虑井轨迹与地层平行,其他方法计算速度有限、难以用于反演或没有考虑地层特征的问题,利用蒙特卡洛方法模拟并建立斜交与平行时方位伽马测井响应之间的函数关系,据此建立仪器与地层斜交时的混合快速正演算法;应用该算法模拟并总结了井轨迹钻入和钻出储层时的多探头方位伽马测井响应特征:水平井轨迹钻入低放射性储层(如砂岩等常规储层)时,上、下方伽马曲线整体呈正"Z"字形特征;钻入高放射性储层(如页岩气等储层)时,两条曲线整体呈反"Z"字形特征;钻出低放射性储层时,两条曲线整体呈倒梯形特征;钻出高放射性储层时,两条曲线整体呈正梯形特征。该算法和模拟结果可为多探头随钻方位伽马测井在页岩气、薄层等非常规储层的实时地质导向工作提供参考。     

水平井钻头上下倾钻进方向及位置的实时确定

确定钻头上下倾钻进方向及其在目标层中的位置是水平井地质导向钻井中的一个重要问题。介绍一种基于MWD和LWD测量信息实时确定水平井钻井中钻头上下倾钻进方向及其在目标层中位置的实用方法。该法从地质导向几何理论出发,根据井眼轨迹上相邻两点连线到水平线的夹角与地层倾角的关系有效地判断与调整钻头的上行下行钻进方向,同时通过求取钻头离目标层顶界的距离h或对比随钻测井曲线与邻井电缆测井曲线来确定钻头在目标层中的位置。将该法应用于XJMB油田3口水平井的实时钻井中,明显地提高了地质导向钻井的能力,取得了良好的随钻跟踪地质目标效果。     

鄂西渝东红星地区地质导向关键技术研究与应用

鄂西渝东红星地区勘探程度较低，存在优质页岩储层厚度薄、横向地层产状变化快，且对比性差等不利条件，对地质导向技术提出了挑战。为了保证该区块的页岩气水平井能有效穿越优质气层段，从红星地区二叠统吴家坪组目的层地质特征入手，分析地质导向面临挑战的主要问题，提出了运用三维地质建模随钻跟踪、确定导向标志层(点)、优选导向工具、优化随钻导向轨迹控制等一系列有针对性的技术方案。首次建立了平均角法轨迹控制计算模型和不同造斜率约束条件下标志层(点)与井斜分段控制图版，能够解决单纯利用等厚法预测靶点误差大和轨迹控制效果不理想的难题，显著提高了靶点的预测和轨迹控制精度。应用试验8口井，取得了平均优质页岩储层钻遇率93.0%和钻井提速29.7%的成果，实现了有效提高储层钻遇率、优快钻井的目的。     

非平行界面地层水平井自然伽马测井蒙特卡罗模拟

在水平井随钻测井地质导向工作中，地层上下界面往往不是理想的平行状态，继续沿用以往平行界面地层模型的认识将影响此类地层中的地质导向效果。为此，基于蒙特卡罗方法，建立水平井非平行界面地层模型；利用模型正演研究了非平行界面不同夹角、层厚和仪器偏心情况下非平行界面地层模型中的自然伽马测井响应特征。结果表明，在所探讨的不同地质条件下地层界面倾斜均会对自然伽马测井造成一定程度的影响，且界面倾角越大影响越严重。研究结果可为非平行界面地层下实时地质导向和测井解释校正工作提供参考和借鉴。     

陇东致密区水平井井眼轨迹与地层关系

鄂尔多斯盆地陇东地区长6X、长7Y储层纵向连续性差、横向上变化快,给水平井测井解释带来了一定难度。为了准确计算水平井储层参数,提高油层钻遇率,以研究区储层特征、测井资料为基础,围绕着水平井井眼轨迹与地层关系分析,给出了鄂尔多斯盆地致密油水平井储层划分建议,提出了储层各向异性分析步骤及计算方法,建立了水平井段分段分级评价方法,给出了水平井自然伽马、电阻率测井围岩校正方法,研究提高了水平井孔隙度、渗透率和含油饱和度等储层参数的计算精度,为水平井射孔段优化、提高水平井产能奠定了基础。     

基于SDC敏感属性分析的水平井轨迹优化研究

四川盆地陆相碎屑岩油气藏多为低渗透油气藏,虽然油气资源总量丰富,但单井产量普遍较低,因此需要由多井低产向少井高产转变,由低效开发向高效开发转变。盆地主要储层须家河组目前上产的主要手段是水平井技术,面临的主要问题是优质储层发育带和高含气区的寻找。近年来先后出现多口水平井钻井失误,迫切需要利用物探技术指导水平井设计及跟踪评价。地震勘探的储层预测技术可为地质靶点优选提供较为可靠的目标,但很少涉及水平井轨迹设计、地质导向和随钻跟踪等多个重要环节。如何利用地震属性技术提高预测分析的可靠性和实时指导性是问题的核心和关键。通过研究地震属性优选技术的理论和方法,利用SDC敏感属性分析技术优化水平井轨迹设计,四川盆地安岳区块实钻表明,该方法能够有效提高水平井地质导向的成功率和储层钻遇率。     

元坝超深水平井井身结构优化与轨迹控制技术

元坝气田是世界上埋藏最深的海相酸性气田,其长兴组主力气藏具有埋藏超深、高温、高压、高含硫化氢、储层薄横向变化大、气水关系复杂等特征,常规直井、定向井产量低,方案设计采用水平井开发。该区钻井面临“硬、塌、卡、漏、喷、毒”等挑战,复杂事故多,施工难度大,安全风险高。为此,从地层三压力特征和实钻资料分析入手,研究提出利于封隔复杂井段的五开制井身结构方案和利于轨迹优化调整的常规定向钻具组合设计。所形成的井身结构优化和轨迹控制技术已成功应用于10 口超深水平井,保证了方案部署井的安全顺利实施,实现了优快钻井和水平段长穿优质储层的目标,完钻井测试均获得了高产,创造了多项国内外钻井工程新纪录。     

河流相平面非均质储层水平井泄气范围确定方法

为了准确计算河流相平面非均质储层水平井泄气范围大小.通过分析完钻井、录井和测井资料获取气井水平段含气钻遇率及沿水平段不同单元物性参数大小,定量表征井控范围内储层的非均质性.再利用气井产量压力生产数据,采用流动物质平衡方法评价气井动态储量.在此基础上计算井控范围内的气井有效渗流面积,同时结合储层分布特征调整井控泄气范围边界,最终研究形成河流相平面非均质储层气井泄气范围确定方法.研究结果表明:在非均质储层条件下,计算气井泄气半径需综合考虑储层的含气性、物性参数变化和储层分布等因素,通过理论计算和实际井分析对比,可见考虑储层非均质计算的气井泄气半径更符合气井生产实际,泄气范围与有效储层分布契合度高.     

气顶边水油藏水平井合理布井策略研究

对某气顶边水油藏已投产的水平井生产动态进行分析,总结了已投产八口水平井"四好四差"的开发特征,从地质特征、地层能量和井眼轨迹三方面分析了已投产水平井产能存在差别的原因。开发效果好的水平井附近地层物性较好,周围有注水井补充地层能量,井眼轨迹基本上穿透砂层。利用产能公式计算结果分析了水平井产能影响因素,对于隔夹层发育地层,理论公式计算误差较大;若水平井周围存在能量供应,则考虑供给边界距离对产能的影响。综合地质分析和理论计算结果,提出了水平井加密井位选取建议。     

页岩气水平钻井延伸极限预测与参数优化

大位移水平井是页岩气开采的主要方式,其极限延伸的合理预测备受关注.针对涪陵地区的页岩气水平钻完井进行研究,借助钻井延伸极限预测模型,计算了不同工况下的钻井延伸极限,分析了钻机性能、钻具组合、井眼曲折度、钻井液密度等因素对钻井延伸极限的影响.结果表明,滑动钻进模式是约束水平段延伸的主要工况,当摩阻系数比较高时,螺旋屈曲锁死导致无法钻达设计井深;高井眼曲折度限制了井眼延伸长度,钻进作业中要尽量减少轨迹调整次数,保证轨迹平滑;此外,邻井压裂作业可能导致正钻地层压力上升,会降低钻井延伸极限,需要对钻井液密度进行优化.该研究对页岩气水平钻井的设计及施工具有重要指导意义.     

深层页岩气水平井井筒瞬态温度场研究与应用

深层页岩气水平井钻井过程井筒瞬态循环温度对旋转导向工具的选择具有重要作用。基于井筒与地层间的对流换热机理及能量守恒原理，建立了井筒瞬态温度场模型；分析了循环时间、排量、水平段长度和入口温度对井筒瞬态温度的影响；优选了页岩气水平井轨迹控制方法，提出了降低井底循环温度的工程措施。结果表明，上部井段环空钻井液循环温度随循环时间和排量的增加而增加，而下部井段环空钻井液循环温度反而降低；随着水平段长度增加，环空钻井液循环温度增加，水平段越长，循环降温效果越低；随着钻井液入口温度增加，钻井液出口温度增加，下部井段环空钻井液循环温度随入口温度的变化较小。当垂深超过4 000 m后，水平段较短时，可采用旋转导向钻井工具；水平段较长，井底循环温度高于135℃后，推荐采用螺杆配LWD测量工具。采用增加循环时间、排量及边循环边下钻的方式可降低井底循环温度，以确保旋转导向工具和LWD工具处于安全工作温度内。     

深度挖掘水平井资料预测地层倾角新方法

针对海上油田水平井较多的特征,深挖水平井资料预测地层倾角.根据水平井与储层相对位置及水平段轨迹形态,将水平井厘定为3类,分别为:"一"字型水平井、"V"字型水平井和小井斜水平井,阐述不同类型水平井资料挖掘过程中的优势与劣势,并结合不同类型水平井的资料特点,利用多类型电阻率测井协同、水平段拆分对比、真厚度方向校正对比等方...     

水平井优化设计中油藏地质因素的分析

水平井井身剖面的优化设计不仅应从钻井工艺和力学角度分析，而且也需从油藏地质条件出发进行考虑，本文根据塞平１井的设计施工实际，并结合国内外有关水平井资料综合论述了地质因素诸如油气藏开发地质类型、油层厚度，产层几何形态及储层非均质性等对水平井井眼轨迹优化设计的影响，分析了确定水平井段方位取向、水平段长度、水平段垂深和入靶点位置、初始造斜点位置选择以及井眼直径大小等参数的原则、方法，以达到地质—工程的统一．     

页岩气试井技术在分段压裂水平井中的应用

目前已掀起页岩气勘探开发的热潮,针对页岩气的研究主要集中在地质及钻完井,而针对页岩气试井动态方面的研究几乎是空白,研究具一定的先导性。建立了页岩气藏无限导流分段压裂水平井评价模型,讨论了扩散、吸附等参数对压力动态的影响,分析了均质页岩气藏中无限导流分段压裂水平井的压力动态特征,解决了无法确定页岩气藏分段压裂水平井动态参数的难题,形成了均质页岩气藏分段压裂水平井的典型曲线。研究成果可为页岩气藏分段压裂水平井的合理高效开发提供技术支持。     

川东南五峰组-龙马溪组页岩气目标评价及水平井设计技术

川东南地区五峰组-龙马溪组具有良好的页岩气勘探开发潜力,利用实验、地震、测井、钻井及压裂等资料,以页岩气甜点目标评价为主线,开展地质-物探、地质-工程一体化研究,结合勘探开发实践,明确了地质综合评价、甜点目标评价体系及水平井地质-工程一体化设计等目标评价技术系列。甜点目标评价体系是以“三因素控气”地质认识为指导,建立甜点目标评价体系和标准,优选有利目标。水平井地质-工程一体化设计技术是通过优化水平井部署和压裂设计,穿好层、压好缝,提高单井产量。通过目标评价技术集成及应用,形成固定做法、固化成熟技术,高效指导川东南地区五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发。     

复杂结构井在页岩气开发中的应用进展

复杂结构井作为一种高效、先进的钻井工艺,能够很好地挖掘各种油气藏的潜能,在北美页岩气工业化、商业化开采过程中,产生了显著地经济效益。在概述复杂结构井的类型、适用条件的基础上,结合国外页岩气开发中复杂结构井的应用情况,分析了复杂结构井在中国页岩气开发中的应用前景。考虑到中国页岩气藏多分布于地表和地下条件复杂的山区,紧紧围绕页岩气开发产能和成本这一核心问题,建议重点发展小井眼连续管一体化钻完井、丛式水平井批量钻井和多分支水平井技术,来减少井场占地面积、优化资源配置管理、降低开发成本、最大限度提高页岩气藏整体效益,实现中国山区页岩气高效、低成本开发。