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旋转地质导向技术应用服务案例


    旋转地质导向钻井技术是一项尖端钻井新技术,在超薄油层的水平钻井、大位移井、分支水平井等轨迹控制方面取得了显著效果。代表了当今世界钻井技术发展的最高水平,其发展和应用推动了世界钻井技术的飞跃。

    自2012年我公司与贝克公司合作,采用AutoTrak G3 RCLS旋转导向钻井系统,完成各类水平井共计50多口井。从钻井速度、储层钻遇率、井下风险控制方面,均得到了油田公司的认可。为开发难采储量,非常规油气开发,提供了有利保障。

 

一、旋转地质导向系统简介

    AutoTrak G3 RCLS系统主要由两部分组成:井眼轨迹随钻控制系统AutoTrak,随钻测井系统OnTrak。该系统可以在旋转钻进过程中实现导向,改变井眼轨迹,并与地面双向通讯。可提供近钻头井斜、方位伽玛、电磁波传播方位电阻率、实时压力和振动测量等实时数据。


 

图1  AutoTrak+onTrak 组合图

 

该系统具有以下技术优势:

1)ATK旋转导向钻井系统额定工作压力20000Psi,工作温度-40℃~150℃;

2)ATK旋转导向钻井系统,近钻头井斜测量和闭环自动控制,良好的井斜微调能力(≤0.2),钻出的井眼轨迹更平滑;

3)ATK旋转导向钻井系统,随钻监测井下工况和井眼清洁情况,掌控井下动态,避免井下风险;

4)OnTrak地质导向系统采用模块化设计,减少连接点,提高性能稳定性;

5)利用多频电阻率及方位伽玛,实时地质导向和准确轨迹定位;

6)通过方位伽玛对油藏地质边界进行识别,防止出层及找不到油层的施工风险。

 

二、地质导向施工

1、地质建模

    施工前根据该井地质构造、地震资料、上部地层实钻地质资料,邻井的相关测井资料进行地质建模及邻井地层对比。绘制详细的油藏图,井眼位置图,为着陆及水平段井眼轨迹控制提供依据。

    根据邻井资料结合构造图做出钻前模型,由模型及邻井资料该目的层顶底板均为泥岩,伽玛及电阻率在目的层和围岩之对比性良好,可对地质导向起指导性作用。

    现场实施过程中,利用随钻测井实时采集参数,和地质模型以及邻井资料对比,超前预测和识别油气层,并根据需要调整井眼轨迹,引导钻头准确钻达油气富集区域。

 

2、着陆部分

1)下入工具后,加强邻井对比,新的标志层出现以后,根据贝克休斯地质导向软件中,地质模型计算的油层顶部垂深,重新计算着陆点的斜深、井斜角。逐步将井斜增至与地层夹角为1~3度探目的层顶。最后综合方位伽玛值、深浅电阻率、岩性和气测全烃值等数据,确定着陆点。

2)若地层下移,根据甲方指令或增斜到与地层夹角2~3度后停止增斜,稳斜向下寻找油层,根据实测资料再做调整。若下移较多,及时优化轨迹设计,减少水平段损失。

3)若地层上移,在狗腿度允许的范围内提高造斜率,重新设计轨迹,使得增斜至目的层时,达到合适的探顶角度。

4)根据方位伽玛值、深浅电阻率,结合地层岩性、气测全烃值等数据,确定着陆。

 

3、水平段地质导向施工

1)利用近钻头井斜参数测量,及时掌握钻头所处地层位置;

2)利用方位伽玛成像资料估算视地层倾角,结合电阻率探边判断上出层或下出层(须使用AziTrak),及时调整轨迹;


图 2  地层倾角拾取示意图

 

3)全井眼的深方位电阻率成像实时显示油气层的岩性及物性,始终保持井眼处于油气富集区;


图 3  油层导向示意图

 

4)利用地质导向模型,并根据实钻资料及时修正,指导水平段地质导向施工。


图 4  地质导向示意图

 

三、技术案例

案例1:

    XXX油田XXX井,是一口大位移水平井,井别预探井,设计井深3531米,为提高该井入窗精度及油层钻遇率,更好地发现和保护油气层,提高钻井速度,在井段2190~3531m使用了6-3/4"AutoTrak+OnTrak旋转地质导向系统。

    通过应用,圆满地完成探油顶着陆、水平段钻进,尽可能多地在物性好的油层穿越,在精确控制井眼轨迹的同时,提高机械钻速并随钻提供地层伽玛、电阻率等随钻测量服务。

    为了搞好该井旋转地质导向施工,地质导向工程师根据邻井测井资料提前建立数据模型,实时监测对比井下传输的伽玛值、电阻率、井斜数据及岩屑返出的情况,制定技术措施,参考地震图像,延地层倾角追踪油层,油层有效油层厚度约1.1米,钻头距层顶仅0.6米左右,施工水平段1187米从未出层,水平段砂岩钻遇率100%,油层钻遇率98.4%。旋转地质导向确保了随时下发指令,调整造斜率,使井眼轨迹更光滑,减小后续完井等作业的风险和费用 。

 

案例2:

    XXX油田XXX井,是一口大位移水平井,井别采油井,该井设计井深3910m,水平段长1866m,设计最大井斜角92.04。由于水平段长,油层上倾等因素,为了提高油层钻遇率,提高钻井速度,保证水平段井眼轨迹平滑,采用6-3/4"AutoTrak+OnTrak旋转地质导向系统。

该井取得成果

    1)旋转导向平均机械钻速为15.56m/h;

    2)砂岩钻遇率96.42%,油层钻遇率92.66%;

    3)水平段井眼轨迹平滑,最大井斜角93.12,最小井斜角89.51,平均井斜角91.38;

    4)水平段钻进时间只有16天,减少了钻井液对油气层的污染,很好的保护了油气层。

 

 



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