1、利用工程地質一體化技術確保水平井成功率2022/7/16利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 一、采油廠水平井開發應用簡介 二、工程、地質一體化技術在水平井軌跡調整過程中的應用 三、一體化技術應用效果 四、存在問題與下步打算利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 水平井是指井斜角為90左右，并保持這種角度鉆完一定長度水平段的定向井。什么是水平井井斜角 90 直井段造斜段水平段利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 水平井技術是20世紀90年代發展起來的集地質設計、鉆井工藝、完井工藝及采油工藝技術于一體的綜合配套技術。它在新油田產能建設實現少井高效、老油田利用現有油井和油層的潛力，改善開發效果

2、，提高采收率等方面都發揮著十分重要的作用。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率水平井的優勢 優勢一：水平井可大大增加油藏泄油面積，單井產量是普通直井的35倍。直井油層水平井利用工程地質一體化技術確保水平井成功率水平井的優勢 優勢二：水平井可以動用直井無法開發的區塊，可以大大縮短鉆井施工周期，減少鉆前作業，降低鉆機需求，提高油層的鉆遇率和油氣的采收率。大海利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 優勢三：水平井還可以減少地面設施，減少生產占地，降低環境污染，規避部分地面風險。水平井的優勢分支井利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 1997年7月，采油廠完鉆并成功投產有史以來第一口水平井孤北1平

3、1井。該井實鉆油層厚度達346.1米，投產后初期日產13噸、含水28.9。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 攻關試驗探索階段鉆井：3口挖潛試驗階段鉆井：5口逐步擴大應用階段鉆井：26口發展應用階段鉆井：42口 采油廠水平井開發初期，主要應用在厚油層頂部挖潛方面。 2002年以后，水平井技術應用領域由單純的厚油層頂部挖潛拓寬到稠油熱采、薄層、斷塊、潛山等不同的油藏，應用領域不斷擴大，配套挖潛技術也不斷完善。截至2009年一季度，采油廠已完鉆各類水平井150余口。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率孤島采油廠水平井年產油變化曲線 0.20.90.50.10.62.77.49.613.214

4、.328.30.21.11.61.72.25.012.422.035.249.594.90246810121416253019971998199920002001200220032004200520062009。3年月年產油(萬噸)0102030405060100累產油(萬噸)水平井年產油量水平井累產油 特別是近幾年，水平井產油量在采油廠產油總量中的比重逐漸增加，2008年憑借5.6的井數比例貢獻了7.4的年產油。截至2009年一季度，采油廠投產126口（其中包括5口側鉆水平井），累積產油94.9萬噸，為采油廠持續穩定發展發揮了重要作用。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 一、采油廠水平井

5、開發應用簡介 二、工程、地質一體化技術在水平井軌跡調整過程中的應用 三、一體化技術應用效果 四、存在問題與下步打算利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 采油廠水平井井數在逐年增加，產量貢獻率比例也在逐年增加。水平井效果的好壞，除了與地質設計有關外，鉆井、完井質量都對其有很大影響。其中水平井鉆進軌跡對水平段砂巖鉆遇率、油層有效率有著重要影響。水平井軌跡調整必須在滿足鉆井井身安全前提下，盡可能滿足地質需要，實現砂巖鉆遇率和油層利用率的最大化，這要求工程與地質的有機結合。在水平井施工過程中，采油廠鉆井監督工程技術人員與地質技術人員經過不斷地實踐和摸索，逐漸形成了獨具孤島特色的工程、地質相互協調、密

6、切配合的水平軌跡調整技術，即一體化技術。 利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟 步驟一：深化儲層沉積、構造和剩余油描述研究，為水平井精細挖提供技術支撐，也是水平井軌跡調整的依據。 步驟二：加強各方協調，在確保鉆井井身安全前提下，盡可能滿足地質要求、提高水平井質量。 步驟三：現場技術人員依據設計要求和現場實際情況，利用較全面知識進行合理軌跡調整。 前期地質研究階段（以地質為主）開鉆前技術交底、關系協調階段（以工程為主）現場調整水平軌跡階段（工程與地質緊密結合）利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟一 步驟一：深化儲層沉積、構造和剩余油描述研究，為水平

7、井精細挖提供技術支撐，也是水平井軌跡調整的依據。 利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟一一是建立密井網條件下儲層沉積模式。 二是儲層內部構型技術為剩余油研究打下基礎。三是探索應用構型控制下的精細三維建模技術，為定量研究剩余油隨時空變化打下基礎。 四是通過精細三維模型的數值模擬研究，揭示特高含水期剩余油空間富集規律。 五是加強進行水平井地質參數研究。 步驟一：深化儲層沉積、構造和剩余油描述研究，為水平井精細挖提供技術支撐，也是水平井軌跡調整的依據。 利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 通過以上地質方面分析，住井技術人員必須領會油藏設計精神，才能更好的進行軌跡調整。歸結

8、起來，必須了解和要求做到以下幾方面： 一是了解油藏類型（砂巖油藏、碳酸巖潛山油藏、邊、底水油藏等）。 二是了解沉積類型、砂體展布、隔、夾層分布狀況、油層厚度、動用狀況、靶前位移、水平段長、靶點距頂位置、靶點確定依據。 三是上現場前準備好軌跡設計油藏剖面圖、目的層微構造圖、標準井位圖、靶點周圍鄰井測井圖。工程地質一體化主要步驟一利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二1、鉆井公司2、錄井公司3、定向井公司4、采油廠（地質所、監督中心）涉及單位 鉆井工程涉及單位多，需要多方單位密切配合，才能確保一口井安全順利施工。因此在鉆井監督工作中，從狠抓安全施工入手，積極協調各施工單位關

9、系，加強現場監督管理，提高工程質量，并盡可能滿足地質要求。 步驟二：加強各方協調，在確保鉆井井身安全前提下，盡可能滿足地質要求，提高水平井成功率。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二 步驟二：加強各方協調，在確保鉆井井身安全前提下，盡可能滿足地質要求，提高水平井成功率。 鉆井工程涉及單位多，需要多方單位密切配合，才能確保一口井安全順利施工。因此在鉆井監督工作中，從狠抓安全施工入手，積極協調各施工單位關系，加強現場監督管理，提高工程質量，并盡可能滿足地質要求。井身安全 1、井眼規則、光滑、起下方便、不卡鉆具，不碰老井。 2、地層壓力穩定、泥漿性能穩定。鉆進過程不噴、不漏

10、。 3、盡可能縮短鉆井周期，確保安全。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二1、成立水平井鉆井現場管理項目組。 為了保障水平井的良好鉆進，保證水平井在有效油層中穿行，采油廠成立了水平井鉆井現場管理項目組。 由地質所負責地質，鉆井監督負責工程和外協單位的協調組織。負責地質負責工程利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二 項目組的職責主要是做好水平井住井跟蹤工作，為保證水平井更好的鉆遇油層，開發技術人員和鉆井監督技術人員一起做好水平井住井跟蹤工作 。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二 鉆井監督人員和開發技術人員加大水平井住井

11、跟蹤，提高水平井鉆遇油層有效率。 地質導向鉆井技術將水平段軌跡控制在垂向誤差小于0.5m范圍內，結合鉆井和地質人員每口水平井住井跟蹤，大大提高水平井鉆遇油層有效率。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二 2、二開前的技術交底會和地質設計更改后鉆井軌跡和老井防碰設計審核。 水平井二開前，鉆井監督到現場組織井隊、錄井、定向井等單位技術人員進行二開前的技術交底。主要內容包括：一是有無復測后的正式鉆井工程設計。 利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二 二是地質設計更改后（靶點深度、位移等）要求重新進行鉆井軌跡優化，滿足下儀器、井身安全，并符合地質要求。防

12、碰老井整理是否齊全，做出防碰軌跡掃描圖，由鉆井開發主任師進行技術審核。南7-斜614渤89-斜4南7-斜12南6-平612原井眼南8-斜712南6平612井防碰掃描剖面圖 防碰軌跡掃描圖目的是提醒定向技術人員老井防碰深度，告訴鉆臺司鉆采取必要措施安全鉆進。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟二 其他包括：井口要求、軌跡調整要求、井身質量、泥漿性能、油層保護材料加入，完鉆、下套管、固井及交資料、交井要求等。固 井利用工程地質一體化技術確保水平井成功率工程地質一體化主要步驟三 步驟三：現場技術人員必須依據設計要求和現場實際情況，利用較全面知識進行合理軌跡調整。 采油廠一口開

13、發水平井投資在450700萬元之間，井下儀器價值1000-2000萬元，存在高投資、高風險，現場技術人員必須有高度責任心和較高技術水平。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率1、設計要求 （1）靶前位移 （2）靶點垂深 （3）靶點距頂位置（4） 穩斜角 （5）水平段長 （6）全角變化率 工程地質一體化主要步驟三 水平井設計涉及許多相關單位，水平井軌跡調整必須在設計要求基礎上，根據地質、開發要求進行調整。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率2、現場技術支持開發地質測井技術 利用地質、測井技術對比鄰井，落實構造，卡準層位，指導軌跡調整。工程地質一體化主要步驟三 技術人員在現場綜合運用各項技術，指

14、導軌跡調整，確保安全高效。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率2、現場技術支持開發地質測井技術 利用地質、測井技術對比鄰井，落實構造，卡準層位，指導軌跡調整。鉆井工程 確保泥漿性能、合理工程參數，安全、高效鉆進。工程地質一體化主要步驟三開發單位孤島采油廠井號南31-平307施工單位一公司43688井別熱采井設計井深1714層位館陶組目前鉆深1416生產動態鉆進檢測項目設計指標實驗數據對比密度 (g/cm3)1.30-1.401.34 粘度 (s)45-6050 API失水(ml)54.5 pH值8-97.5 塑性粘度 (mPas)15-2517 動切力 (Pa)6-1010 初切力 (Pa)

15、3-54 終切力 (Pa)5-1039 含砂 (%)0.30.3 固相含量 (%)2015 結論合格檢測時間2009-03-25結論：合格批準意見：利用工程地質一體化技術確保水平井成功率2、現場技術支持開發地質測井技術 利用地質、測井技術對比鄰井，落實構造，卡準層位，指導軌跡調整。鉆井工程 確保泥漿性能、合理工程參數，安全、高效鉆進。錄井技術利用錄井儀器和巖屑錄井輔助卡層。工程地質一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率2、現場技術支持開發地質測井技術 利用地質、測井技術對比鄰井，落實構造，卡準層位，指導軌跡調整。鉆井工程 確保泥漿性能、合理工程參數，安全、高效鉆進。錄井技術 利

16、用錄井儀器和巖屑錄井輔助卡層。 通過隨鉆測量多種地質和工程參數對所鉆地層的地質參數進行實時評價和對比，根據評價對比結果來調整控制井身軌跡。導向技術工程地質一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率（1）潛山油藏 由于外圍油田井網控制條件差，構造多根據地震剖面進行校正，構造誤差在5-10米，水平井軌跡調整難度相當大，并且地質導向儀器使用受限，一般要先根據鄰井錄井資料事先確定穩定標志層，根據構造和沉積情況預測厚度，根據所鉆遇標志層巖性和厚度來不斷調整軌跡，才可能確保入層穿行。工程地質一體化主要步驟三 一般選標志層、輔助標志層主要有：薄而穩定的太原組煤層、中生界致密的玢巖、潛山風化殼上的

17、鋁土礦。巖屑錄井成為技術關鍵。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率（2）普通砂巖油藏 A、孤島油田館陶組砂巖油藏，地層傾角小，井網完善，井網控制條件好，構造誤差一般在3米以內，可根據地質導向和錄井情況指導調整。定向儀器必須在靶點垂深50米左右深度下人，靶點上部必須有主力層和大段泥巖便于地層對比卡層。 當鉆至距靶點斜深20-30米時，技術人員住井，根據現場資料進行對比，判斷地層提前、正好還是滯后，估算提前、滯后深度。根據靶點距頂深度，預測調整靶點深度，依據儀器安全、造斜率要求，調整鉆頭定向角度，進行鉆進。 B、外圍油田東營組和砂三段砂巖油藏，井網控制條件差，構造多根據地震剖面進行校正，構造誤差

18、在5-10米，地層傾角大，變化大，4-11之間，地層發育不穩定，厚度變化大，水平井調整難度相當大。必須在鉆至距靶點斜深40-50米前住井。工程地質一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率3、現場軌跡調整 根據油藏類型、沉積構造情況，鉆井和地質技術人員必須在鉆至靶點前斜深20-50米達到現場，現場定向技術人員準備好1:200標準垂深、斜深隨鉆測井圖、實際鉆井軌跡表，地質技術人員將軌跡投影到油藏剖面中，并根據最近鄰井資料進行對比，結合地質導向、錄井資料綜合判斷地層是提前、正好、滯后，并預測提前、滯后高度，依據目前鉆頭井斜角、造斜率范圍、距頂高度、水平段長等參數來調整鉆井軌跡。工程地質

19、一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率MWD/LWD泥漿脈沖上傳信號信號地面解碼立管壓力傳感器無線隨鉆測量/地質導向/過程示意圖測量曲線利用工程地質一體化技術確保水平井成功率隨鉆測量隨鉆測量井底信息地質參數鉆井工程參數軌跡空間位置鉆井參數鉆壓扭矩壓力自然伽瑪電阻率密度聲波傾角井斜方位工具面LWD/FEWDMWDPWT孔隙度利用工程地質一體化技術確保水平井成功率地質導向水平井鉆井井眼軌跡控制技術鉆柱結構采用防斜打直技術，及時監測，確保直井段打直斜井段直井段上部井段下部井段“鉆頭+動力鉆具+MWD+”幾何導向鉆井系統“鉆頭+動力鉆具+LWD+MWD+” 地質導向鉆井系統“鉆頭動力鉆

20、具LWDMWD”水平段地質導向鉆井系統 根據隨鉆導向技術測得的實時地質參數分析判斷所鉆遇的地層情況，通過合理調整鉆井方式（渦輪/復合）來控制水平段井眼軌跡在油層中有效穿行。工程地質一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率泥巖側積體 如果電阻率值顯示偏低，而伽瑪值顯示偏高，鉆速慢，說明鉆頭沒有進入目的層，還在目的層頂部的泥巖中穿行。應該使鉆頭繼續向下定向鉆進，使井斜角小于90度。當電阻率值和伽瑪值在正常范圍之內顯示時井斜角再調到90度左右，以保證鉆頭按水平方向鉆進。中一區Ng4井位圖 進入油層前，現場要注意隨時觀察儀器刻度情況，根據實測曲線找出泥巖自然伽瑪、電阻率基值、純水層電阻率

21、值，并與臨井資料進行對比，以便準確劃分油層頂，確定油層頂深度。工程地質一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率隨鉆及臨井曲線對比臨井錄井巖性剖面臨井測井解釋剖面地層對比軸剖面圖地層對比利用工程地質一體化技術確保水平井成功率標志層設計調整后實鉆軌跡上挑入產層設計軌道離標志層7m 在目的層中穿行時，發現地質發生變化時，及時調整軌跡，將實鉆軌跡調整進入產層。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率A井軌跡方向電阻率分析剩余油分布圖中5-平512井Ng531頂Ng532底層內夾層實際預測夾層上升1.5米實際預計工程地質一體化主要步驟三利用工程地質一體化技術確保水平井成功率地質導向技術應用示

22、意圖利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 一、采油廠水平井開發應用簡介 二、工程、地質一體化技術在水平井軌跡調整過程中的應用 三、一體化技術應用效果 四、存在問題與下步打算利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 2007年，因為油藏經營改革的需要，原地質所鉆井室一分為二，鉆井監督與鉆井運行進行了職責分離，鉆井監督劃歸采油廠技術質量安全監督中心，成立專業化鉆井監督站 。為提高水平井成功率，鉆井監督人員與地質技術人員經過長期合作，對水平井工程地質一體化技術進行了成功的探索，逐步做到油藏地質要求和鉆井工程施工的有機結合，形成了獨具孤島特色的“以地質要求為主、兼顧鉆井施工要求”的工程地質密切合作的水

23、平井一體化技術， 提高了水平井施工質量和投產效果。 地質所鉆井室鉆井監督鉆井運行監督中心生產管理部利用工程地質一體化技術確保水平井成功率1、提升了新鉆水平井質量。 2008年采油廠水平井共完鉆37口，井身質量合格率達到100%，總體油層鉆遇率93.2%，達到油田較高水平，并且投產全部成功。37口井中因地質原因填井兩井次，創全局水平井高水平。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率2、減少了事故的發生。 通過鉆井監督人員和地質技術人員的密切配合，確保了井身軌跡的平穩圓滑，加快了施工進度，縮短了泥漿浸泡時間，從而使2008年采油廠新鉆井卡鉆、掉儀器、工程等重大事故的發生率為零。中22-平540 井眼

24、軌道垂直投影示意圖利用工程地質一體化技術確保水平井成功率3、改善了開發效果。 優化后實鉆完美的井身軌跡和較高的油層鉆遇率，提高了水平井投產后增油效果。 截至2009年一季度，采油廠水平井投產126口井，初期平均單井日產油能力17.999噸，為普通直井或定向井單井產量的3倍左右。 利用工程地質一體化技術確保水平井成功率 由此看出，通過水平井的開發，我們以1.5倍的投入，獲得了23倍的產出，可見水平井挖潛空間很大。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率4、獲得了四個突破。 第一個突破：采油廠第一口高含水潛山水平井（中石化重點井）墾古22-平1 獲得突破。于2007年6月完鉆并一次投產成功，水平段長

25、180米，初期日油能力85噸。 第二個突破：采油廠第一口下精密篩管試驗井中20-平515井獲得突破。井身軌跡規則平滑，油層鉆遇率100%，因此決定篩管完井，下精密篩管長度100米。于2007年5月投產后，初期日油能力40.68 噸。 第三個突破：2008年復雜斷塊K761斷塊四口水平井全部成功完鉆，并且全部投產成功，平均單井日油能力15.57噸。 第四個突破：2009年3月，鉆井液用新型油保材料-聚合物彈性微球在中30-平536井先導試驗獲得成功。利用工程地質一體化技術確保水平井成功率完井泥漿性能檢測對比表項目比重粘度失水泥餅含砂PH值設計值1.3-1.450-6050.50.38-9加入前1.45190.90.49井隊檢測1.45020.50.39采油院檢測1.38491