川南页岩气水平井井眼轨迹控制技术.pdf

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1、2017年天然气技术与经济Vol.11，No.1第11卷·第1期NaturalGasTechnologyandEconomyFeb.2017doi：10.3969／j.issn.2095-1132.2017.01.011川南页岩气水平井井眼轨迹控制技术陈维熊亮史洪亮魏力民（中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都610041）摘要页岩气水平井井眼轨迹位置对页岩气井产量影响巨大。利用现有技术组合开展井眼轨迹控制，可有效提高页岩气水平井优质页岩钻遇率。川南海相下志留统龙马溪组海相页岩优质储层段自然伽马

2、测井响应敏感，可利用带方位数据与不带方位数据两种随钻伽马数据控制井眼轨迹在优质页岩中穿行。提出的页岩气水平井井眼轨迹控制方法在中国石化西南油气分公司前期勘探阶段3口页岩气探井中得到应用，优质页岩钻遇率均达到100%，取得了良好的效果。现场实践表明，本项技术在海相页岩气水平井钻井井眼轨迹控制方面适应性强，能实时计算近钻头位置地层视倾角，进而开展实时水平井井眼轨迹控制工作。关键词页岩气水平井轨迹控制随钻方位伽马文献标志码：B文章编号：2095-1132（2017）01-0037-03层中所处位置并计算设计井

3、轨迹方向地层视倾角，0引言进而依据钻探目的随钻实时修正钻井井斜角，提高针对川南海相下寒武统筇竹寺组、下志留统龙优质页岩钻遇率。马溪组页岩储层，前期勘探开发实践表明，页岩气不同的随钻仪器提供的随钻测井伽马数据不水平井水平段井眼轨迹在优质页岩内部的实际垂向同，通常随钻测井伽马数据分为两类：一类为某井可调整范围仅数米。在页岩气勘探阶段，通常面临深度测量一平均伽马数值；一类为某井深度可提供资料匮乏、页岩储层产状识别不清晰等困难；在页探测仪器周边8个方位的伽马测井值，施工中为减少岩气开发阶段，受物探预测垂向分辨率

4、物理极限限数据传输量，这个8个记录合成为仪器周边上、下、制，尚不具备对埋深超过3000m的页岩储层开展纵左、右4个方位伽马值传输至地面。对于笔者应用到向上数米的小范围储层产状精细描述工作条件。故的上、下伽马，记为GRU、GRD。利用上述两种随钻保障页岩气水平井水平段井眼轨迹优质页岩钻遇测量伽马数据计算近钻头地层视倾角的方法不同。率，更多需要依托地质工程一体化的井眼轨迹控制2.1随钻伽马值计算地层视倾角方法技术。通过单一随钻伽马测量值计算地层视倾角的原1页岩目的层测井曲线特征分析理是假设地层在小范围内相对

5、稳定，利用新钻遇地依据针对川南海相下志留统龙马溪组页岩气探层GR值与已钻遇地层GR值进行对比，找出同一套井WY1井、YY1井、DY1井、JY1井实钻资料分析，地层层面，计算其水平位移与垂向位移数值，进而龙马溪组优质页岩储层段伽马（GR）高值段与优质页求取出地层视倾角（图2），其公式为：岩储层对应性良好，响应灵敏（图1）。故在实钻过程æΔSöα＝arctanç÷（1）中可依据随钻GR曲线开展井眼轨迹控制工作。èΔhø式中，α为地层视倾角，（°）；ΔS为井眼水平位移，2井眼轨迹控制技术m；Δh为井眼垂向位移

6、，m。页岩气井水平段井眼轨迹控制技术本质上是通通过随钻方位伽马计算地层视倾角的原理是利过分析近钻头仪器测量的随钻数据，明确钻头在地用钻井井眼与同一套地层界面以一定角度相交，在钻修订回稿日期：2017－01－10作者简介：陈维（1980－），硕士，工程师，从事页岩气地质研究、评价与随钻跟踪工作。E-mail：chenwei.mail@foxmail.com。天然气技术与经济／37第11卷陈维，等：川南页岩气水平井井眼轨迹控制技术第1期图1川南龙马溪组优质页岩测井伽马响应特征图式中，β为井斜角，（°）。利用

7、方位伽马资料，无需钻头连续穿越两次同一地层界面即可准确求得地层视倾角，实时性较无方位随钻伽马计算地层视倾角更强，井眼轨迹调整更及时。图2单一随钻伽马测量值计算地层视倾角示意图2.2水平井井眼轨迹控制方法进方向上同一地层界面会在井眼上、下先后出现，页岩气水平井井眼轨迹控制方法的核心是利用记录同一界面在钻进方向上的位移（图3），与井眼直随钻数据实时计算沿井眼设计方向地层视倾角，并径联合求解，可求得地层视倾向与井眼轨迹夹角χ：据此调整钻井井斜角，以期达到优质页岩钻遇率最Döχ＝arctanæ（2）高的过程。è

8、Δdø式中，χ为地层视倾角与井眼轨迹夹角，（°）；D为井若选用无方位伽马值的随钻伽马测量值开展在径，cm；Δd为同一地层GRU、GRD之间位移，m。水平井井眼轨迹控制，须至少两次穿过同一地层界面才能利用公式（1）实时计算地层视倾角的变化。故采用主动穿越标志层的策略，在每次穿越标志层后，主动回调井斜角，控制井眼轨迹在围绕优质页岩标志层呈“S”形钻进直至完钻（图4）。图3随钻方位伽马测量值计算地层视倾角示意图图4随钻无方位伽马控制页岩气井井眼轨