水平井地质导向技术

★补偿中子孔隙度，改进 的微处理器，高静态测 量精度，高采样率 ★准确的体积孔隙度测量 ★全能谱范围的实时测量
★地层体积密度、光电吸收截 面指数、声波数据采集 ★准确的体积密度测量 ★实时方位密度测量为地质导 向提供保证 ★通过声波井径进行环境校正、 井眼体积计算
★提取密度影像进行构造倾角 计算 ★实时旋转导向测量
共分四个部分：
提纲
一、水平井概述 二、水平井地质导向方法 三、应用实例 四、问题探讨
现场地质导向时必备的资料
1、地质设计； 2、钻井设计； 3、测井曲线（横向、标准）； 4、井斜报告； 5、录井综合图； 6、细层对比剖面图； 7、井身轨迹设计和实时轨迹剖面图； 8、随钻LWD资料；等。
现场地质导向组必备的人员： 1、油藏工程师； 2、钻井工程师； 3、定向工程师； 4、泥浆工程师 与导向有关职责 5、现场地质师。
最薄油藏水平段油层厚度为0.76m
三维绕障水平井在水平段方位变化最大达72º
侧钻水平井最小井眼尺寸为104.8mm 最小曲率达1.8º /m
国 内 水 平 井 技 术 发 展 特 点
特 殊 油 藏 水 平 井 单 井 设 计
常 规 油 藏 水 平 井 整 体 部 署
主要应用于 边底水油藏
浅电阻(Ω .m)
伽马(API) 气测 定量荧光
由3升至34
由135降至75 全烃由0.47升至2.93％ 对比级由4.0升至6.6级
槽面显示
无显示
280米
高104-5平6井设计要求
• 设计层位：馆陶组132#油层 相当于高113-6井的1916.6-1918.5米 • 靶点位置：A点 海拔1872米，方位94度，位移420米 B点 海拔1867米，方位94度，位移622米 • 中靶要求：1、钻至A靶前30-50米范围内先探油层顶， 根据实际修正A靶点 2、水平段以LWD导向边探油层边钻进， 井眼轨迹控制在油层顶1.5米内
实时分析
地面 系统
工程师
优 质 工 程
实时解释
NaviGamma
可靠的MWD实时导向控制 涡轮发电机供电 测量数据交会进行界面确定 近钻头导向 井眼定位 泥浆脉冲传输／井下存储 适用钻具： 4¾ "－9½ "
涡轮发电机 井斜 方位
自然伽马 工具面、温度
★四个补偿功能的双频发射线圈、 两个接收线圈； ★8个探测深度、32个测量数值 ★2MHz高垂直分辩率，区分薄层和 油水界面 ★400MHz横向探测范围大（原状地 层），地质导向，早期地层边界 探测和油水界面确定 ★适用造斜率30°／100ft
水平段的井斜角达到86度以上
水平井的目的（四个方面）
1、水平井由于增加了井筒与油层的 接触面积（泻油面积），从而可大大 提高单井产量和采收率。
油层
直井
2、减少水追、气追影响
3、对油气藏作横向探查，确定地 层圈闭边界和断层闭合位置。
4、可减少占地和其它工程建设费 用，大大降低油田综合成本。
共分四个部分：
（3）垂深的确定 当靶前距和井斜角确定以后，合理的钻头 垂深必须明确。 当达不到垂深时就有可能晚着陆，更有可 能损失水平段；提前到达垂深，会使靶前距 过大，井眼轨迹难于控制。
构造差异油层差异
垂深的选择要根据油层构造图和细层对比
结果来确定。
因此，水平井着陆点的确定，必
须给出合理的靶前距、井斜角和垂深， 并根据实钻情况及时予以校正、调整
调研
共分四个部分：
提纲
一、水平井概述 二、水平井地质导向方法 三、应用实例 四、问题探讨
水平井是定向井家族的一个分 支。 地质上，水平井是指钻入储集 层部分的井眼轨迹呈近水平状态的 井。
水平井的靶：
垂 深
圆柱型
造斜点
矩形
靶前百度文库移
水平段
水 平 位 移
水平井的基本特点 它的最基本特点是设计的井 眼轨迹同油层的走向基本一致。
提纲
一、水平井概述 二、水平井地质导向方法 三、应用实例 四、问题探讨
国外对地质导向的 研究始于八十年代 末，主要有美国、 英国、德国、法国 和挪威等国家。 1993年由Anadrill 公司研制成功了钻 井、测井综合评价 系统，实现了地质 导向。
钻压 扭矩 泵压 排量 钻时 岩屑 转速 井斜 方位 自然伽马 电阻率
我国于“八五”期间对该项技术进行了攻关， 其后在各油田进行了推广应用和发展，国内已钻成 水平井近千余口，其技术已达国际先进水平，并形 成了一整套综合性配套技术。 目前已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型 的油藏，有些油田已用它进行油田整体开发。
国内水平井技术指标：
最深水平井井深达6452m
最长水平段长为1634.6m
水平井地质导向技术
水平井技术为提高勘探开发效果、单井 产量和油藏采收率,开辟了一条崭新途径,给石 油工业发展带来了一场新的革命,已列为当今 石油工业最重要的关键技术之一
水平井钻井技术始于二十世纪30年代，自80年 代中期在世界油价较低时得到迅速发展和日臻完善， 并已向综合应用、集成系统方向发展和用于油田的 整体开发。
时，一般靶前距在10m左右或直接进入A点。
（2）井斜角的确定 井斜角的选择，必须考虑井眼轨迹“即可以增
加垂深，又可以容易增斜上挑”的原则，决不能
完全按照设计执行。 当油层提前时，能够及时增斜，而且进入油层 深度有限；当油层推后时，及时增加垂深，尽量 在A点前探到油层或少损失水平段。依对比情况确定 目前，我们所选用的探油顶的井斜角，一般选 择小于地层倾角的4-5度，效果比较好。宜上宜下
3、应用录井资料、LWD资料判别井眼位置和储 层的含油性 录井资料包括岩性、钻时、气测、定量荧 光等资料，结合电阻、自然伽玛用于油层显示 的识别、评价，确保钻遇的储层是油层。 根据自然伽玛变化和深浅电阻率的交汇情 况，结合构造资料，判定井眼在油层中所处的 位置，远离干层和油水界面。一般进入油层时， 深电阻率值提前增高，而且浅电阻率的增加缓 于深电阻率；在油层中，井眼接近于顶、底板 时，浅电阻率变化不明显，而深电阻率降低， 探测半径决定 越接近其幅度差越大。 GR
靶前距
水平段
口袋
A
着陆点
油
层
。. .. B
水平位移m
1、确定合理的 “着陆点”
2、修正靶点，控制井眼轨迹
3、判别储层的含油性
先探油顶 再定靶点 确定油层
合理的水平井“着陆点”（探油层） 即选择合适的
靶前距 井斜角 垂 深
不同区块、不同层位油层的地质条件 不同，所以“着陆点”的确定方法也不同。
海 拔 m
地质导向系统
地质导向系统是把井眼轨迹测量和地层特性参数测量 的传感器以短节的形式装在近钻头位置，测量的数据通过 电磁波或电缆传给MWD，再通过泥浆脉冲把信息传到地面， 供控制人员和导向人员识别地下情况，调整井眼轨迹。
地质导向系统的组成
马达 电阻率测井仪 伽马射线测井仪 几何参数测量仪
海 拔 m
冀东油田水平井地质导向方法
0
100
常规深侧向(Ωm)
0.2 200
深 度
1910
随钻深侧向(Ωm) 随钻自然伽马(API)
0 100 0.2 200
随钻浅侧向(Ωm)
0.2 200
(m)
随钻浅侧向(Ωm)
0.2 200
(m)
1920 1930 1940 1950 1960
近钻头地质导向： 实时近钻头测量 (离钻头 2 米) 伽马，电阻率，井斜 实时钻头电阻率 (测量钻头前方电阻率) 实时方向性测量 (测量井眼上下方) 伽马，电阻率
GeoSteering 近钻头地质导向
钻头电阻率
地质导向是利用近钻头处实时采集的地质 参数，超前预测和识别油气层，并根据需要来 调整井眼轨迹，引导钻头准确钻达油气富集区
域。
地质导向的技术关键是近钻头处地层参数、 井眼轨迹参数和钻头工作参数的实时测量。
地质导向的优越性 (1)连续井眼轨迹控制，减少起下钻次数； (2)近钻头处的井斜传感器减少了井斜误差，增强了井眼位移 延伸的能力，减少了钻柱的摩阻； (3)钻速传感器可帮助分析最佳使用导向马达，提高机械钻速， 延长马达的使用寿命，减少起下钻换钻具的时间； (4)近钻头传感器使钻头处参数测量的滞后时间接近于零，能 使井眼最大限度地保持在油气层内； (5) 伽马曲线测量能进行地层对比，对探测标志层，确定套 管下深和取心层位是非常有用的，同时还可确知是否钻穿地 层的顶部或者底部； (6) 电阻率测量能够实时显示油气性和岩性，可进行地层对 比和确定油气水界面，是否钻穿油层的顶底面； (7)方位电阻率可得知油水、油气和其它液相界面流体边界的 方向。
高104-5平3井随钻录井图
高104-5平3井Wh，Bh曲线变化图
高104-5平3井LWD曲线
自然伽马值由 75API升至105API， 电阻率由20Ω.m降 至5Ω.m
高104-5平3井实钻数据
着陆点 岩性 深电阻(Ω .m) LWD 斜深2156米，垂深1870.78米，海拔1861.98米 灰色含砾不等粒砂岩 由4升至23
海 拔 m
一定的位移 一定的井斜 一定的垂深
口 袋
A
。.B ..
水平位移m
2、控制井眼轨迹，优化修正靶点方法（地层倾角确定） 在水平井钻探过程中，油层顶一旦探到以后， 及时修正靶点是确保水平段长度和井眼轨迹控制 在油层合适位置的关键。 现场具体实施时，根据油层提前或推后深度、 位置和油层厚度情况，及时修正勾勒构造图，给 出靶点位置，并在实钻过程中，实时对井眼轨迹 进行控制，对靶点进行修正，尽量使井眼轨迹平 尽量不能出油层 滑。 当B靶点（远靶点）有井控制、构造位置比较 落实时，须谨慎考虑。同时，靶点要考虑距油顶 旋回特征 的距离，避免选择在干层或过于偏上位置。
常规浅侧向(Ωm) 常规自然伽马(API)
常规深侧向(Ωm) 常规自然伽马(API)
50 100 0.2 200
0.2
200
常规浅侧向(Ωm)
0.2 200
深 度
1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940
随钻深侧向(Ωm) 随钻自然伽马(API)
60 160 0.2 200
口 袋
A
。.B ..
水平位移m
（1）靶前距的确定： 靶前距的确定在设计中有明确的要求，一
般在A点前30-50m。现场实施过程中，根据靶
前和AB段的地层倾向来确定，效果较好。 当地层下倾和水平状态时，一般靶前距选 在50m左右；地层上倾时靶前距一般选择30m 左右。地层上倾幅度越大，则靶前距越小。
当A点前有井控制或A点距断层较近或过断层
设计油顶
油水界面
— — -1861.98 — — 。. .. -1874 。. .. 。.
-1882
— — —— — — 。. .. 。. .. 。. .. 。. .. 。. .. — — ..。. .. 。. .. 。. .. 。. ..
实际油顶
。. ..
着陆点,
2150米，气测 全烃变化幅度不 大，但Bh于Wh 曲线相交 2200米至 2250米Wh、 Bh曲线反向相 交
H0.7
水平井技术已是冀东油田成功应用
于边底水油藏的一项开发技术。从2002
年9月21日到2004年11月20日已实施78口
井，涉及11个区块，27个目的层。
地质导向组的作用
2002年 2
2003年 13
2004年 55 正钻8
合计 78
7口井填眼 1口导眼
地质导向技术的应用是水平井成 功实施的关键技术之一，在实践中形 成了自己独特的地质导向方法。
柳102区块水平井实施效果
5口水平井实施，平均单井水平段 钻遇油层251m，射开油层192.7m， 平均单井日产油近百吨 区块原油生产能力由9.5×104t 升至16×104t
目前平均单产40T
经验：油层顶部、导向组
高104-5平3
高104-5平3井井身轨迹示意图
海拔深度
（米） 斜深2320米、海拔：-1864.4米，井 斜88.43度，见泥质砂岩，降斜至 2371米，井斜82.62度见砂岩，增斜 至2390米，井斜86度稳斜到井底 玄武岩 58米 油顶界面 -1853.7 -1856 -1858.84 泥岩 36米 油层 泥质 砂岩 51米
高104-5平6
高104-5平6井井身轨迹示意图
老油田挖潜
新区产能建设
国内完钻水平井类型
阶梯式水平井 多靶点水平井
三维水平井
1380 1390
m î ¹ É ´
成对水平井
1400 1410 1420 0 100 200 300 400 500 600 ®Æ Ë ½¶ Î m “拱”型水平井
常规水平井
分枝水平井
侧钻井水平井
连通水平井 A AA B BB