水平井測(cè)井技術(shù)與隨鉆測(cè)井Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

水平井在上個(gè)世紀(jì)二、三十年代最早出現(xiàn)在美國(guó)，八十年代中期因油價(jià)影響被油公司高度關(guān)注并取得革命性發(fā)展。我國(guó)的水平井技術(shù)始于1965年在四川鉆探的磨3井，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，未達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

通過(guò)“八五”技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)的水平井技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，形成了水平井設(shè)計(jì)、鉆井、測(cè)井、完井、射孔、采油、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等一系列配套應(yīng)用技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)外完鉆的水平井五花八門，各有千秋，其主要目的和應(yīng)用大致可分為：m垂

深A(yù)

AA

H0.7BB階梯式水平井多靶點(diǎn)水平井水三維水平井平井成對(duì)水平井1380類13901400141014200600

100

200

300

400

500“拱”型水平井常規(guī)水平井型水平段

m側(cè)鉆井水平井連通水平井分枝水平井

BⅠ水平井測(cè)井技術(shù)多目標(biāo)勘探與評(píng)價(jià)：Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)增加泄油面積：Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)克服地面條件限制：

Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

改善油藏開發(fā)效果提高經(jīng)濟(jì)效益$$$$$Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)設(shè)計(jì)井位示意

Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

水平井井身剖面設(shè)計(jì)是水平井施工的重要環(huán)節(jié)，剖面優(yōu)化能有效地降低鉆進(jìn)過(guò)程中的摩阻扭矩、降低施工難度。從曲率半徑分:

常規(guī)水平井首選類型優(yōu)點(diǎn)：水平井總進(jìn)尺及定向控制段比長(zhǎng)曲率半徑少、施工難度比短曲率半徑小

2～6°/30m長(zhǎng)半徑水平井

5～10°/

m短半徑水平井

6～30°/30m中半徑水平井Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)M－11井：BP公司于英國(guó)南部Wytch

Farm開發(fā)區(qū)，垂直井深1605米，水平位移10114米，97年5月開鉆，98年1月完井。隨鉆測(cè)井、隨鉆測(cè)量、地質(zhì)導(dǎo)向、電纜測(cè)井。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

重力牽引作用減弱

機(jī)械方面儀器不能通過(guò)井眼測(cè)井難題測(cè)量方面地層不對(duì)稱流體的流動(dòng)相態(tài)解釋方面各向異性解決油藏問(wèn)題Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

所有常規(guī)儀器測(cè)濕接頭式鉆桿輸送適合各類井型井輸送保護(hù)藍(lán)式鉆桿輸送方式隨時(shí)循環(huán)泥漿

不存在對(duì)接失敗

能保證儀器安全撓性管輸送裸眼、套管、環(huán)空…

不需鉆機(jī)

不需對(duì)接可進(jìn)行常規(guī)打撈作業(yè)Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)眾所周知，

幾乎所有測(cè)

井儀器都是

以近于鉛直

穿過(guò)近水平

地層的常規(guī)

垂直井而設(shè)

計(jì)的。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)模擬試

驗(yàn)條件

為均勻

無(wú)限介

質(zhì)。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

在儀器使用和資料解釋評(píng)價(jià)過(guò)程中，我們始終假設(shè)（這一假設(shè)被約定俗成）地層以井軸為對(duì)稱軸徑向?qū)ΨQ，在垂直井中這一假設(shè)通常是比較接近實(shí)際的。但在定向井（大位移、大斜度）和水平井中，這個(gè)假設(shè)就很難成立了。地層不是以井軸為對(duì)稱軸徑向?qū)ΨQ，而是徑向不對(duì)稱和各向異性。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)水平井測(cè)井響應(yīng)：Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)水平井測(cè)井響應(yīng)：

在垂直井中，儀器的測(cè)量值主要是儀器所在地層貢獻(xiàn)；在水平井中，儀器的測(cè)量值常常是儀器所在地層和圍巖特性參數(shù)的加權(quán)平均。在極端情況下貼井壁測(cè)量?jī)x器兩個(gè)極板測(cè)量值可能差異很大。儀器響應(yīng)受徑向不對(duì)稱性和各向異性的影響程度取決于它們各自的探測(cè)深度。探測(cè)深度越深，影響程度就越嚴(yán)重。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)水平井井眼幾何特性：Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)水平保持井壁穩(wěn)定

重泥漿坍塌井泥漏失湍流清除漿侵入清除鉆屑堆積鉆具研磨Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)螺紋井眼：泥漿流動(dòng)方向前沖力

湍流清除25°－65°層流浮力重力清除

浪狀波紋

巖屑床Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)最大主應(yīng)力螺紋井眼：

角

度

固

定

滑動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)方式Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)水平井侵入特性：垂直井水平井徑向平均型Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

雙感應(yīng)、球型聚焦儀器探雙側(cè)向補(bǔ)償中子測(cè)特自然伽馬性定向聚焦型密度微球型聚焦地層傾角Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)雙感應(yīng)測(cè)井儀器探測(cè)深度較深，常用于確定水平井井眼與地層界面的距離，當(dāng)中感應(yīng)探測(cè)到地層界面信息時(shí)，曲線才有反映。但此時(shí)無(wú)法確定井眼到底是臨近地層的上界面還是下界面。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)XX井實(shí)鉆軌跡圖Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)XX井實(shí)鉆軌跡圖Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)GR：8inCNL：12inDEN：6in徑向平均定向聚焦

Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)泥巖—砂巖：泥巖

泥巖砂巖泥巖砂巖砂巖DEN

GRCNLDEN

GRCNL

Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)砂巖—泥巖：砂巖泥巖砂巖泥巖泥巖砂巖砂巖DEN

CNL

GRDEN

CNL

GRⅠ水平井測(cè)井技術(shù)XX井實(shí)鉆軌跡圖自然伽馬(API)深度深側(cè)向(Ωm)0.2200淺側(cè)向(Ωm)101600.2200深度(m)自然伽馬(API)10160深側(cè)向(Ωm)0.2200聲波時(shí)差(μs/ft)18040自然電位(mv)淺側(cè)向(Ωm)補(bǔ)償中子(%)501000.20220086-1414井徑(cm)1843微球聚焦(Ωm)0.2200補(bǔ)償密度(g/cm3)1.22.8202019

93019301940

019401950196019501960Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)80199

902000201020202030

0102120213021402150Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)自然伽馬(API)10160井徑(深側(cè)向(Ωm)0.2200聲波時(shí)差(μs/ft)18040自然伽馬(API)10深側(cè)向(Ωm)160

0.2聲波時(shí)差(μs/ft)200

18040

深

度(m)自然電位(mv)

徑(cm)5018100

43

淺側(cè)向(Ωm)微球聚焦(Ω

Ωm)0.20.2200200

補(bǔ)償中子(%)補(bǔ)償密度(

度(g/cm3)861.2-142.8

深

度(m)自然電位(mv)

井徑(cm)5018

淺側(cè)向(Ωm)微球聚焦(Ωm)100

0.2

43

0.2

補(bǔ)償中子(%)補(bǔ)償密度(g/cm3)200

86200

1.2-142.8Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)深度校正：

在直井中井眼與地層接近正交，曲線的半幅點(diǎn)對(duì)應(yīng)于地層界面，利用基準(zhǔn)曲線法和校深曲線法基本能實(shí)現(xiàn)所有曲線在深度上對(duì)齊。

在水平井中井眼與地層的交角很小，曲線的半幅點(diǎn)不一定都對(duì)應(yīng)地層的界面，傳統(tǒng)的校深方法受到挑戰(zhàn)。

使用校深曲線法進(jìn)行校深時(shí)，要保證校深測(cè)井儀器兩次測(cè)量時(shí)的運(yùn)行軌跡盡量一致。Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

中子淺探測(cè)曲線環(huán)境密度聲波自然伽馬校正雙側(cè)向深探測(cè)曲線雙感應(yīng)為什么？Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)流體性質(zhì)分析井解釋油藏描述

地質(zhì)數(shù)據(jù)體井眼軌跡分析

軌跡精細(xì)分析

修正數(shù)據(jù)體誤差Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)XX井實(shí)鉆軌跡圖1950200020502210021502200225023002235024002450Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)LWD_GR(API)

GR(API)PD_LWD(Ωm)

RILD(Ωm)AT_LWD(Ωm)

RILM(Ωm)00150150

深

度(m)0.30.330300.30.33030

當(dāng)使用隨鉆測(cè)量?jī)x時(shí)，隨鉆測(cè)量資料可作為測(cè)井環(huán)境校正和侵入校正的最重要參照資料之一。

實(shí)時(shí)測(cè)量

地層未受污染或侵入很淺Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)水平井射孔：?jiǎn)我簧皩拥乃骄蕉蝺?nèi)射孔校深的精度要求不是很高，但根據(jù)儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)孔眼的方位及孔密要求相對(duì)比較嚴(yán)格。

Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)流體監(jiān)測(cè)：

磁定位三參數(shù)

五參數(shù)

七參數(shù)自然伽馬

井

溫

流

量

持

水

壓

力

密

度Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)定向井流動(dòng)狀態(tài)Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)測(cè)井儀器Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)建立三相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)陣列測(cè)井儀：隨鉆測(cè)量Ⅰ水平井測(cè)井技術(shù)

水平井、定向井、垂直井技裸眼井、套管側(cè)鉆井沒有鉆進(jìn)時(shí)間、存儲(chǔ)空間的限制術(shù)進(jìn)步改善儀器建立新模型高分辨率陣列測(cè)井儀方位聚焦

測(cè)井地質(zhì)學(xué)

巖石地球物理隨鉆測(cè)井隨鉆成像儀七十年代商業(yè)使用

三十年代提出隨鉆測(cè)井的設(shè)想隨鉆測(cè)井鄰井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)地震數(shù)據(jù)

地質(zhì)模型隨鉆測(cè)井設(shè)計(jì)井眼軌跡和實(shí)鉆井眼軌跡的差異隨鉆測(cè)井

鉆壓

扭矩泵壓排量實(shí)時(shí)分析鉆時(shí)巖屑轉(zhuǎn)速井斜地面系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)工程師優(yōu)質(zhì)工程方位實(shí)時(shí)解釋自然伽馬

電阻率

隨鉆測(cè)井

NaviGamma可靠的MWD實(shí)時(shí)導(dǎo)向控制渦輪發(fā)電機(jī)供電測(cè)量數(shù)據(jù)交會(huì)進(jìn)行界面確定近鉆頭導(dǎo)向井眼定位泥漿脈沖傳輸／井下存儲(chǔ)適用鉆具：

4?"－9?"

渦輪發(fā)電機(jī)

井斜

方位

自然伽馬工具面、溫度隨鉆測(cè)井★四個(gè)補(bǔ)償功能的雙頻發(fā)射線圈、兩個(gè)接收線圈；★8個(gè)探測(cè)深度、32個(gè)測(cè)量數(shù)值★2MHz高垂直分辯率，區(qū)分薄層和油水界面★400MHz橫向探測(cè)范圍大（原狀地

層），地質(zhì)導(dǎo)向，早期地層邊界

探測(cè)和油水界面確定★適用造斜率30°／100ft隨鉆測(cè)井★補(bǔ)償中子孔隙度，改進(jìn)的微處理器，高靜態(tài)測(cè)量精度，高采樣率★準(zhǔn)確的體積孔隙度測(cè)量★全能譜范圍的實(shí)時(shí)測(cè)量隨鉆測(cè)井★地層體積密度、光電吸收截

面指數(shù)、聲波數(shù)據(jù)采集★準(zhǔn)確的體積密度測(cè)量★實(shí)時(shí)方位密度測(cè)量為地質(zhì)導(dǎo)向提供保證★通過(guò)聲波井徑進(jìn)行環(huán)境校正、井眼體積計(jì)算★提取密度影像進(jìn)行構(gòu)造傾角計(jì)算★實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向測(cè)量80189019001

191019201930194010

019201930194019501960隨鉆測(cè)井常規(guī)自然伽馬(API)0.2200深度隨鉆自然伽馬(API)0.2200常規(guī)自然伽馬(API)0

100常規(guī)淺側(cè)向(Ωm)常規(guī)深側(cè)向(Ωm)0.20.2200200

深

度(m)

隨鉆自然伽馬(API)0

100隨鉆深側(cè)向(Ωm)隨鉆淺側(cè)向(Ωm)0.20.220020050100常規(guī)深側(cè)向(Ωm)常規(guī)淺側(cè)向(Ωm)0.2200(m)60160隨鉆深側(cè)向(Ωm)隨鉆淺側(cè)向(Ωm)0.2200隨鉆測(cè)井★旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)PowerDrive：定向井,

水平井,大位移井PowerV：全自動(dòng)化垂直鉆井★

GeoSteering

近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)隨鉆測(cè)井Pad

開Pad

關(guān)?近鉆頭井斜方位測(cè)量?可用于

6“

–

22”

井眼?最高壓力和溫度

–

20000psi

135

C?可利用馬達(dá)推動(dòng)

PowerDrive/PowerV,

加大扭矩,

加大轉(zhuǎn)速,更進(jìn)一步提高鉆速隨鉆測(cè)井★鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向PowerDrive：摩阻類型發(fā)生變化降低鉆具粘卡的風(fēng)險(xiǎn)井眼更平滑解決井眼凈化問(wèn)題提高鉆速★

用于定向井,

大斜度井,

大位移井和水平井★在劃眼和倒劃眼時(shí)儀器都能正常工作隨鉆測(cè)井★鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行糾斜PowerV：摩阻類型發(fā)生變化降低卡鉆風(fēng)險(xiǎn)井眼更平滑最大限度提高鉆速★在鉆進(jìn)時(shí)自動(dòng)感應(yīng)井斜進(jìn)行自動(dòng)化糾斜★解放鉆壓

正常鉆進(jìn)提高鉆速壓,★在劃眼和倒劃眼時(shí)儀器都能正常工作隨鉆測(cè)井XX井實(shí)鉆軌跡圖

近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向：高油藏鉆遇率

增加有效泄油面積，提

高單井產(chǎn)量井眼軌跡位于油藏最佳位置

井身位于油藏物性較好

的部位

井眼保持在油水界面安

全距離之上隨鉆測(cè)井近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向：保持井眼軌跡平滑：井眼軌跡起伏較大時(shí)，對(duì)完井作業(yè)、射孔、采油、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)都會(huì)造成不利影響。隨鉆測(cè)井近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向：常規(guī)水平井鉆井不能有效達(dá)到以下特點(diǎn)高油藏鉆遇率井眼軌跡位于油藏最佳位置井眼軌跡平滑

隨鉆測(cè)井

近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向：★

不能有效及時(shí)根據(jù)地層變化修正井眼軌跡測(cè)

量點(diǎn)離鉆頭太遠(yuǎn)

(

>

10

m)★不能清楚的確定井眼軌跡和地層的關(guān)系，

沒有方向性測(cè)量

(只靠平均值)隨鉆測(cè)井近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向：

XX井實(shí)鉆軌跡圖常規(guī)水平井鉆井隨鉆測(cè)井近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向：實(shí)時(shí)近鉆頭測(cè)量

(離鉆頭

2

米)

)伽馬，電阻率，井斜實(shí)時(shí)鉆頭電阻率

(測(cè)量鉆頭前方電阻率)實(shí)時(shí)方向性測(cè)量

(測(cè)量井眼上下方)伽馬，電阻率GeoSteering

近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆頭電阻率R

Resistivity

GR

rosity

Density

Por(m)

TVDR

Resistivity

GR

orosity

Density

Pom)

TVD(m1503626

7586.61

10107.03

1111

2

2.95

15952.450.454300GR

1.950.154300塔里木油田

TZ40-H7

范例TZ40-H7HorizontalSectionPre-JobModel-GRFormationProperty設(shè)計(jì)實(shí)鉆100100052.71

00.4516.8331.5336.2641.4445.8352.7166.0474.7586.61100.41107.03111.15119.04127.76139.86TrajectoryGRActGRModP34HActP34HModROBBModROBBActT