两种过断层着陆模式在渤海B油田的应用
时间：2023-06-22 20:45:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
李 琰，秦 磊，李 辉，马 猛，谭伟雄，徐 昱
(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)
目前，大多数海上油气田开发过程中井型以水平井为主，能够提高单井产量和采收率，实现油气藏的有效开发。水平井在钻进过程中有两个关键阶段，即水平井的着陆和水平段的随钻跟踪[1]。渤海油田断层较为发育，增加了水平井作业难度，而水平井着陆的好坏直接影响后续水平段的钻井[2]。
目前常采用“稳斜探顶”法来进行水平井的着陆[3-4]，在标志层合适时常采用“增-稳-增-水平段”的方法来控制井轨迹的实施[5]。徐进宾[6]等人提出水平井或定向井钻井时，断层产状与井轨迹方位的不同关系会导致实钻地层复杂化，对水平井过断层后钻遇地层异常情况进行了分类。借鉴前人成果，对过断层着陆出现井轨迹重复钻遇同一砂体或井轨迹未钻遇标志层直接钻入目标砂体的情况进行总结分析，形成一套水平井过断层着陆导向方法并进行应用，保证水平井的顺利实施，也为地质导向工作提供一定的指导和借鉴。
钻井过程中，钻遇断层会对认识地层造成影响，断层产状与井轨迹方位的不同关系会导致实钻地层复杂化。水平井过断层着陆存在两种模式，即下降盘着陆模式和上升盘着陆模式。
1.1 下降盘着陆模式
当井轨迹在断层的下降盘着陆时，由于目的砂体被错断，钻井过程中可能出现地层重复，井轨迹穿过断层上升盘被错断砂体，在下降盘重新钻入目的砂体(图1a)。下降盘着陆模式具有以下两个特点：①重复段的地层在录井及测井资料的响应上具有较好的相似性；
②上升盘地层易造成入层的假象(图1b)，给地层对比和判断带来困难。在此种模式下，若单纯通过地层对比预测目的层深度存在较大的不确定性，易着陆在上升盘非目标砂体内。
图1 下降盘着陆模式示意图
1.2 上升盘着陆模式
当井轨迹过断层后在断层的上升盘着陆时，会出现过断层之后，缺少标志层而直接着陆的情况(图2a)。此模式具有以下两个特点：①由于标志层的缺失，目的层上部不存在明显的标志层(2b)，标准岩性组合特征及特殊岩层均不明显，地层对比困难，着陆前通过地层对比和井斜数据进行地层视厚度的确定及储层深度预测误差较大；
②由于着陆前不存在较为明显的标志层和特殊层，入目的层前测井资料和录井资料均无明显的响应特征。此种模式下，着陆过程中无法判断后续找层钻进的方向，极易钻穿目的层或着陆在非目的层位置，造成着陆失败。
图2 上升盘着陆模式示意图
B油田为渤海油田典型的复杂断块油田之一，构造受主控断层郯庐断裂右旋张扭活动的影响，断裂活动强烈，断层发育且断裂系统复杂，形成众多断块及背斜圈闭。目的层附近的断层给水平井着陆带来了诸多困难，为了保证水平井的顺利实施，针对上述两种模式进行相应的导向方法研究。
2.1 下降盘着陆模式导向方法
由于在下降盘着陆时，会出现将错断砂体误认为目标砂体的情况，因此，需准确识别错断砂体并判断目标着陆砂体的位置。针对这种情况建立相应导向方法流程：①钻前阶段，通过对设计井目的砂体测井、录井、地震等资料响应特征进行分析，结合区域断层特征(断层位置、断点位置、断层产状、断距等)，建立设计井钻前地质模型，将设计轨迹投影在模型内，判断轨迹与地层之间的关系，提前判断地层重复钻遇情况，初步识别出目标砂体的位置，预测正确的着陆位置；
②在着陆的过程中，重点依靠地震资料，综合随钻测量数据，利用随钻动态地震反演结果预测水平井钻前地层的地质情况[7]，随时校正地层对比结果，更新地质认识；
当出现类似目的砂体响应特征的地层时，应结合地震资料判断轨迹的位置，确定是否已过断层，若当前轨迹未过断层，此时钻遇的砂体可能为被断层错断的砂体，切勿立即进行着陆；
应依据实钻情况及时校正钻前地质预测模型，并结合地震资料及地层对比结果进行综合分析，实时更新对着陆位置的预测；
③在校正模型，预测位置的同时，需要随时把握井轨迹和目的砂体间的位置关系，确定合适的井斜角度，优化轨迹，综合测井、录井、工程等参数确定轨迹已经进入实际的目标砂体后再着陆(图3a)。
2.2 上升盘着陆模式导向方法
上升盘着陆模式下，会出现过断层后标志层缺失而直接着陆的情况，因此，需在无明显标志层及特殊层的情况下预测目的层的位置。针对这种情况建立相应导向方法流程(图3b)：①钻前阶段，将设计的井轨迹信息与该区域钻前断层特征(断层位置、断点位置、断层产状、断距等)相结合，建立设计井钻前地质模型，初步判断轨迹与地层之间的关系，初步预测目的砂体的着陆位置；
②着陆过程中，利用地震资料判断井轨迹过断层后，将实钻地层情况与邻井进行对比，寻找相同的岩性组合特征、特殊的岩性标志层，对稳定的主要砂体及标志层通过井斜数据进行校正对比；
同时，通过邻井地震标定的地层速度预测设计井储层深度，做好地震地质相结合，并通过上部钻遇岩性、标志层的发育情况，及时修正地震速度[8]，更新钻前地质模型；
③考虑到过断层后标志层缺失，目的层深度不确定，着陆过程中会存在大段调整井斜找储层的工作，在实时更新模型的基础上，应当综合录井、测井实时提供的岩屑、荧光、钻时、电阻率、孔隙度曲线等地质资料，结合已有地质认识、实际钻井作业能力及作业风险等因素，提前控制井轨迹以合理井斜角度探找储层，使其在地层中合理位置穿行[9-10]，为顺利着陆提供必要和及时的支持。
图3 两种模式下着陆导向流程
渤海B油田开发项目共实施137口井，其中水平井52口，需要过断层着陆的水平井20口。利用上述导向方法指导了20口水平井的着陆，成功率达100%。以渤海B油田部署的水平井D22H井和A15H井的实际作业情况为例，进一步说明过断层着陆两种模式导向方法的应用效果。
3.1 下降盘着陆模式地质导向方法应用实例
水平井D22H井设计的目的层是明化镇组3-1655砂体，着陆阶段采用了下降盘着陆模式地质导向方法。钻前阶段分析D22H井砂体被断层错断，设计轨迹穿过断层上升盘，在断层下降盘的目标砂体着陆，着陆过程中会出现重复钻遇地层的情况；
着陆过程中，钻进至垂深1 641.6 m时，该处测井曲线响应与目的砂体曲线特征相似，结合地震资料更新地层对比认识，认为此处钻遇的砂体与目的层砂体为同一套砂体，此处为被断层错断的上升盘砂体，并非着陆目标层，因此，控制轨迹继续钻进；
钻进至垂深1 663.1 m时，结合地震资料及测井资料判断目前轨迹已经穿过断层上升盘砂体，位于目的层顶部泥岩段，及时更新导向模型(图4)，以井斜86°稳斜钻进，最终成功着陆，预测储层顶部垂深1 665.0 m，实钻顶部垂深1 667.0 m，比预测多2 m。
图4 渤海B油田D22H井水平段着陆情况(蓝色为模拟曲线，红色为实钻曲线)
通过运用水平井下降盘着陆模式地质导向方法，D22H井在地层重复的情况下成功着陆在目标位置，为水平段的成功实施奠定基础，该井实钻水平段长度241.0 m，有效目的层长度241.0 m，储层钻遇率100%。
3.2 上升盘着陆模式地质导向方法应用实例
渤海B油田水平井A15H井设计的目的层是明化镇组3D-1780砂体，着陆阶段采用了上升盘着陆模式地质导向方法。钻前阶段分析该井砂体被断层错断，设计轨迹穿过断层后在断层上升盘的目标砂体着陆，井轨迹过断层后标志层不明显，井轨迹可能会钻遇大段泥岩后直接进入目的层着陆；
实钻过程中，在垂深1 668.0～1 670.0 m处钻遇一套垂厚度约2 m的砂岩薄层，结合地震资料，认为目前钻遇砂体为目的层之上响应不明显的薄层砂体，判断此时井轨迹已穿过断层；
钻至垂深1 670.0 m后，结合测井资料，此时井轨迹过断层后进入目的层上部的大段泥岩中，结合地震资料更新地质导向模型(图5)，预测目的层顶部垂深为1 709.0 m，提前控制井斜稳斜在85°钻进，最终找到目的层，着陆成功，实钻目的层顶部垂深1 715.0 m，比预测多6.0 m。
图5 渤海B油田A15H井水平段着陆情况(蓝色为模拟曲线，红色为实钻曲线)
通过运用上升盘着陆模式地质导向方法，A15H井过断层后在标志层不明显、目的层深度未知的情况下，成功找到目的层着陆，为水平段的成功实施奠定基础，该井实钻水平段长度255.0 m，有效目的层长度238.0 m，储层钻遇率93%。
(1)水平井过断层着陆存在下降盘着陆和上升盘着陆两种模式。
(2)针对两种模式建立随钻导向方法并运用在渤海B油田，水平井过断层着陆的成功率达100%，证明了这两种导向方法的有效性。
(3)所建立的随钻导向方法在渤海B油田内应用取得良好的效果，为其他类似地质特征的油田水平井地质导向工作提供了借鉴。
猜你喜欢钻遇砂体水平井曲流河复合点坝砂体构型表征及流体运移机理西南石油大学学报(自然科学版)(2021年3期)2021-07-16低渗透油田压裂水平井生产动态分析云南化工(2020年11期)2021-01-14CSAMT法在柴北缘砂岩型铀矿勘查砂体探测中的应用矿产勘查(2020年9期)2020-12-25SDX能源公司在非洲摩洛哥Sebou区块获得天然气发现天然气勘探与开发(2018年1期)2018-01-25井震结合砂体识别与含气评价技术在致密气井挖潜中的应用录井工程(2017年4期)2017-03-16准噶尔盆地滴西地区特殊地层录井识别特征化工设计通讯(2017年10期)2017-03-02基于水平井信息的单一河口坝内部增生体识别西南石油大学学报(自然科学版)(2016年6期)2017-01-15一种计算水平井产能的新方法天然气勘探与开发(2015年3期)2015-12-08渤海湾盆地Q油田明化镇组复合砂体内部结构表征新疆石油地质(2015年5期)2015-10-12热采水平井加热半径计算新模型中国海上油气(2015年3期)2015-07-01
