斜导眼配合地质导向技术在提高水平井油层穿透率中的应用

摘 要：对于超薄、低渗透、复杂断块和复杂岩性等特殊类油气藏，仅利用地质导向技术进行水平井开发时存在油气层顶面难以确定，无法准确及时着陆，损失过多的水平段，降低油气层的有效穿透率，达不到水平井高效增产的开发效果甚至钻穿油气层只得填井重钻等复杂问题。文章通过讲述斜导眼的优点及现场应用情况说明利用斜导眼配合地质导向技术来进行水平井开发能有效的解决以上难题。

关键词：超薄低渗断块复杂油气藏；斜导眼；地质导向技术；油层顶面；油层穿透率

前言

人类社会发展到今天，能源问题已经成为人类社会发展的首要问题，而能源问题的核心是石油问题，谁掌握了石油谁就掌握了经济的命脉。随着中国经济的迅猛发展，对石油的需求与日俱增，而中国各大油田经过几十年来大规模的快速开采，现在可供规模开采的整装区块已经为数不多，而以“薄、稠、低、断、深、边、小”油藏和区块等难动用剩余储量较多，这类油藏几乎都是超薄、低渗透、复杂断块和复杂岩性等特殊油藏，开发难度极大。但为了缓解我国日益严峻的石油供求形式，其开发利用已经成为老油田稳产增效的关键。这些特殊油藏的开发给油藏地质设计、钻井工程设计和钻井施工都带来了很多困难。如果用常规直井开发这些油藏，单井控制储量少，产量低，效益差，不能满足生产的需要[1]。目前多是利用地质导向技术（LWD或FEWD）进行水平井施工来开采这些难动用储量油藏，使其有效利用，取得可观的经济效益。常规的水平井施工工序是直井段施工完毕后，先利用无线随钻测斜仪（MWD）造斜钻进到离油顶垂深在50～100m即井斜在50°～60°时再下入地质导向仪器（LWD或FEWD）随钻测量地质参数电阻率和伽玛寻找油顶着陆，然后进行水平段的施工。这种常规的利用地质导向技术施工水平井的开发方案在厚油层或地质资料掌握非常精确的老油区进行开发时，都能够准确的找到油顶，及时着陆，安全顺利的进行水平段的施工，并且可以保证很高的油层穿透率。

1 常规开发方案中存在的技术难点

在现实的施工中，如果在超薄、低渗、复杂断块和复杂岩性等特殊油藏采用这种常规的利用地质导向技术施工水平井的开发方案会存在以下两个难点：

1.1 油层顶面深度难以准确确定，难动用储量油藏地质情况复杂，虽然地质导向技术可以寻找油顶，但是若设计目的层的垂深与实际差别较大，则无法顺利着陆，过多的轨迹调整势必给钻井施工带来相当大的难度，而更为严重的是损失了过多的水平段，降低了油层的有效穿透率，达不到水平井的高效增产开发效果。

1.2 储层的地质资料不明确，油层太薄，油层的物性较差，不能对油层做出正确的描述，当钻遇油层时可能无法正确的识别，从而钻穿油层，这样的后果只能填井重钻，给钻井施工造成巨大的经济损失。

以上2个开发难点的存在，使得常规的利用地质导向技术施工水平井难以满足这些特殊油藏的开发需要。基于此，笔者认为采用斜导眼配合地质导向技术进行水平井施工能够有效的开发这类特殊油藏，并且能大大提高油层的穿透率，达到水平井高效增产开发的效果。

2 斜导眼的优点

何谓斜导眼？所谓的斜导眼就是一个靶区设计在原水平井A靶点处的大斜度定向井。该定向井的靶点就是原设计水平井的A靶点，井斜一般在70°～80°，方位与水平井方位一致，以70°～80°的井斜角稳斜钻穿目的层。

在国内外水平井的施工中，如果要打导眼井基本上都是选择钻一个直导眼到目的层，通过电测来了解目的层的岩性、物性、电性、含油性、油气藏的构造情况及其变化，以便确定水平井的A、B靶点垂深等参数[2]，从而确定下一步水平井的施工措施，这种施工方法在储层资料较明确或地层简单变化不大的老油区进行开发较为适合。而在特殊类油藏的开发中，由于地质情况复杂，不能说明相距设计A靶点200～300米处目的层的地质情况，当钻进至A靶点附近时，地质情况与已钻直导眼井相比已发生较大变化，这样只有调整轨迹，改变靶点。改变靶点的后果有两个：一是损失水平段的长度，减少了油层的有效穿透率，达不到进行水平井开发的要求；二是填井重钻，给钻井施工作业带来很大的难度，造成巨大的经济损失。所以为了有效的避免严重后果的出现，笔者认为利用斜导眼代替直导眼可以有效的解决上述问题。

利用斜导眼进行水平井施工主要有以下几个优点：

（1）斜导眼的靶点与原设计水平井的靶点一致，斜导眼完钻后进行电测，能够非常准确的掌握储层的结构特征和含油气藏情况，确定油层的顶面深度和油气藏的厚度，对原设计水平井的A、B靶点做出有效的校正，为下步水平井的地质导向施工提供可靠的依据。

（2）回填至井斜在50°～60°井深处进行水平井施工，尽量利用斜井段，不会给钻井工程带来很多的困难和增加较多的额外成本。

（3）斜导眼完钻以后进行电测确定了油层的特性和各项参数，水平段利用地质导向技术施工完毕后无需再电测，即可利用无线随钻数据确定井身轨迹进行完井作业。

（4）斜导眼钻穿目的层后，若电测解释油气显示情况较差，不适合进行水平井钻进即可以大斜度定向井完井，避免了开采的盲目性，减少了钻井施工的经济损失。

3 实例分析

3.1 基本情况

以排206-平20井为例来介绍斜导眼配合地质导向技术在提高水平井油层穿透率中的应用情况。排206-平20井位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州克拉玛依市五五新镇西北处，构造位置为准噶尔盆地西部隆起车排子凸起东南部，是中国石化胜利油田分公司新疆勘探开发中心在新疆春光油田车排子地区部署的1口滚动勘探井。目的是了解春光油田边缘区块的砂体含油气情况，开发其未动用储量，提高产能及采收率。该区块属于超薄、低渗透、边缘区块性油气藏，周围控制井较少，地质资料不是很明确，开发难度很大，为了提高水平井开发的油层有效穿透率和采收率，该井设计方案是先打一斜导眼，然后根据电测情况，如果钻遇油层，准备钻水平井眼，先打水泥塞填井，尽量采用导眼填井井段，然后扫塞钻进，进行侧钻水平井的钻进。完钻原则：1）导眼井：钻进以80°角度入A靶点，并继续钻进穿过油层30m（具体深度根据现场钻遇油层情况确定），然后测井。如钻遇油层。回填至斜井段钻水平井；未钻遇油层，则完井。2）水平井：回填后进入水平段，钻至B靶点后留足10m口袋完钻。

3.2 井身结构设计（见表1）

表1 井身结构设计数据表

3.3 井身轨道设计剖面

3.3.1导眼轨道设计剖面（见表2）

表2 导眼轨道设计剖面数据表

3.3.2 水平井井眼轨道设计剖面

表3 水平井井眼轨道设计剖面数据表

3.4 施工情况

3.4.1 斜导眼段（796.19～1263.00m）

（1）增斜钻具组合为：Ф215.9mmHAT127钻头×0.25m+Ф172mm单弯螺杆（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回压凡尔×0.38m+ Ф127mm无磁承压钻杆×9.21m+Ф158.8mmMWD无磁短节×1.50m+Ф127mm加重钻杆×276.21m+Ф127mm钻杆。

（2）斜导眼自井深796.19m开始定向造斜钻进，至井深1165.00m时，井斜增至81.50°，方位265.20°，然后以81.50°～77.70°的井斜稳斜钻进至井深1263.00m，井底垂深1064.90m，水平位移322.76m，钻穿设计目的层后起钻电测，电测结果解释实际油气层垂深在1026.50m，比原设计油气层垂深1050.70m提高了24.20m，与原设计数据差距较大，并且油层很薄，只有0.70～1.00m的厚度。于是重新校正靶点数据，由于油顶垂深提高太多，根据造斜率的需要和考虑钻井安全，只能回填到直井段进行侧钻水平井的施工。

3.4.2 侧钻水平井增斜段（788.00～1180.00m）

（1）侧钻增斜钻具组合为：Ф215.9mmHAT127钻头×0.25m+Ф172mm单弯螺杆（1.5°）×7.80m+431×410×0.50m+411×410回压凡尔×0.38m+Ф127mm无磁承压钻杆×9.21m+Ф158.8mmMWD无磁短节×1.50m+Ф127mm加重钻杆×276.21m+Ф127mm钻杆。

（2）由于该井实际的油层垂深比原设计油层垂深提高了24.20m，根据造斜率的需要和考虑钻井安全，不能按原设计回填斜导眼至井斜50°～60°井深处侧钻，只能回填到直井段进行侧钻水平井的施工。回填侯凝扫塞至井深788m开始水平井侧钻增斜施工，至井深1180.00m时，井斜增至88.00°，方位265.00°，井底垂深1026.12m，已经到达实际油层，起钻下入地质导向仪器LWD，利用随钻地质导向仪器LWD进行水平段的钻进。

3.4.3 侧钻水平井水平段（1180.00～1400.00m）

（1）水平段钻具组合为：Ф215.9mmHAT127钻头×0.25m+Ф172mm单弯螺杆（1.5°） ×7.80m +431×410×0.50m+411×410回压凡尔×0.38m+Ф127mm无磁承压钻杆 ×9.21m+Ф158.8mmMWD无磁短节×1.50m+Ф127mm斜坡钻杆×431.72m +Ф127mm加重钻杆×276.21m+Ф127mm钻杆。

（2）自井深1180.00m下入地质导向仪器LWD，应用LWD仪器很好的跟踪了油层，通过电阻率值和伽玛值的变化预测油层的走向，及时的对井斜进行调整，卡准油层的垂深，避免了钻遇较多的泥岩段，保证了较高的油层穿透。钻进至井深1400.00m时完钻，水平位移481.46m，水平段长度220.00m，油层穿透率达到了100%，充分达到了水平井高效增产开发的效果。

4 结束语

（1）通过排206-平20井的实际施工情况看，若该井直接利用地质导向技术进行水平井开发，当增斜钻进到实际目的层垂深时，井斜只能达到60°～70°，必然无法顺利着陆进行水平段的施工，只得填井重钻，给钻井施工作业带来了巨大的经济损失。

（2）对于超薄、低渗和断块类等复杂油气藏进行水平井开发时，斜导眼配合地质导向技术能够准确有效的确定油气层的油顶垂深，减少了过多的轨迹调整来寻找油气层的工作，降低了施工的难度；同时能够避免损失较多的水平段，提高了油气层的有效穿透率，达到水平井高效增产开发的效果。

（3）随着钻井技术的不断提高，钻井施工中的各类复杂情况基本能够得到有效的解决，所以对于石油工作者来说，如何有效的保护油气层，将储层中的油气最大程度的开采出来成为我们当前工作的重点，为此利用斜导眼配合地质导向技术来开发一些特殊复杂油气储层的钻井施工方案值得我们尝试。

参考文献

[1]刘昌江.FEWD在胜利油田难动用剩余储量开发中的应用[J].石油钻探技术，2004，32（1）：40-42.

[2]张介美，梅复兴. 水平井导眼轨迹的改进与应用[J].录井技术，2003，14（4）：43-46.

作者简介：张立君（1974-）男，黑龙江人，1997年毕业于江汉石油学院钻井工程专业，现任中石化胜利石油工程有限公司黄河钻井三公司副经理，主要从事石油工程技术管理工作。