地质工程一体化在水平井应用

地质工程一体化在水平井应用

丁大鹏

大庆钻探工程公司EISC中心 黑龙江 大庆163000

摘要石油产业发展要求钻井技术向智能化方向发展，对深层致密气水平井施工提出更高要求。文章简述构建地质工程一体化水平井新技术发展框架，总结技术难点，将地质工程一体化理念贯穿整个施工过程，将EISC远程支持现场施工、优快钻井技术、专家远程决策、地震资料建模、构造特征分析及预测、压力分析及预测等新技术相结合，实现方案优化、工程跟踪、地质导向分析、风险提示及智能化轨迹控制来提高优质钻遇率，具有良好应用前景。

关键词致密气水平井；地质工程一体化；钻探EISC中心

面对致密气水平井新井型、新挑战，在专家团队指导下，以提质提效为目标，以两案一优一结为基础，以地质工程一体化理念为指导，以EISC远程支持平台为手段，由传统钻井向数智钻井转变，实现由经验钻井向科学钻井跨越，地质工程一体化理念成为钻井技术发展的必然趋势。

1地质工程一体化理念指导方案制定

1.1制定施工方案

研读地质设计与工程设计，调研周边已钻井的井身结构变化历程，钻井液体系，各井段施工时密度，发生的复杂情况，油气层位置，气测显示，录井岩性描述、钻时，钻头程序钻头选型及使用数据，钻具组合，各开次钻井周期，初步制定施工方案。

1.2分析地质情况明确施工难点

青山口组发育硬脆裂缝泥岩，力学敏感水敏性强，易水化开裂、掉块。

1.3依据本井地质情况优选钻井工具

结合钻井设计、邻井实钻资料，对本井地层可钻性进行分析，做到所有钻头螺杆及提速工具选择有科学依据。根据邻井地层岩性元素及可钻性分析，营城组和沙河子组岩性硬度大、非均质性较强，PDC钻头受较大冲击，对钻头磨损较大，易出现钻头崩齿和严重磨损。

1.4致密气水平井导向跟踪钻前预案

地层参数分析导向通过岩性电性，气测等参数选取特征明显的标志层，实钻过程中根据实钻参数逐层对比，确定着陆点深度。水平段控制阶段，应用SarSteer软件根据随钻测井及元素分析数据与邻井曲线拟合，横向拟合确定地层倾角，纵向拟合判断轨迹在储层中的位置，结合地震反演数据，在保证井眼轨迹平滑的前提下调整轨迹，确保较高的储层钻遇率。

1.5梳理钻井液难点

依据三压力曲线，明确施工时各开次钻井液密度的安全区间，并依据地质情况，优化钻井液性能。并根据致密油邻井特点，结合本井的地质特点和工程需求，梳理出钻井液难点。图1

图1三压力曲线图

2地质工程一体化理念指导钻井施工

2.1数智赋能为高效钻井施工发力

（1）大庆钻探EISC总部远程指导，现场EISC指挥中心将钻井、录井、测井、固井等多专业的数据集成在一个平台下，实现现场多工种协同工作、实时跟踪、全程管控的一体化指挥中心。

（2）每施工至重要地层、关键节点或出现异常及复杂，进行视频连线，召开视频会议，前后线共同研讨施工方案及措施。

2.2当前技术瓶颈

深部复杂层岩性以中基性火山岩为主，局部发育酸性火山岩和低水化度硬脆性泥岩、页岩，钻进过程易发生井壁坍塌，井壁稳定问题严重，极易导致阻卡、填埋钻具等风险。地质导向技术是上世纪九十年代，在随钻测量技术逐渐成熟基础上发展起来的一项新型综合性技术，把钻井技术、测井技术及油藏工程技术融为一体[1]，利用随钻测量系统将测到的接近钻头处井眼地层参数，和井斜参数实时传输到地面，再利用地面软件系统适时做出解释与决策。从而实现真正的地质导向，降低井下施工风险，从而提高勘探开发效率，提高水平井的储层钻遇率和优质钻遇率[2]。

2.3以地质预测为指导优化工程措施

钻前轨迹优化，最大限度降低施工难度，保证井眼平缓。并针对钻前地质资料分析预测，实钻中提前调整钻进参数及钻井液性能，降低横向振动及环空返速，降低井壁剥落风险，提高井下安全及施工效率，取得较好复杂预防效果。

2.4地质导向综合模型建立技术

（1）提升地震数据应用水平，对各个目标层进行层校正，得出构造模型。

（2）应用地质导向系统软件及地震基础上，导入地震体通过蚂蚁体追踪识别不同规模断层，使其初步掌握实际井下地质变化情况，优选钾、钙、硅、铝等参数建模，来提高地质模型精度。

２.5智能化在水平段控制、钻中修模应用

（1）围绕Starsteer功能软件系统，利用元素分析进行地层对比，主要地质依据是不同岩石具有不同矿物组合，矿物具有一定的化学成分，组成矿物的基本单元为元素，分析岩石中常见元素的变化，就可以区分岩性，通过连续分析地层中元素变化，形成实时分析曲线进行地层对比。

（2）致密油水平井在轨迹控制技术运用地震资料，能够清晰的反映地层的构造趋势。地震反演剖面能够反映储层横向展布特征，当地震资料与实钻局部构造不符时，后线专家通过回传数据实时远程指导远程决策，并实时进行曲线拟合地层倾角，参考元素分析数据及地震预测倾角及时调整轨迹，指导轨迹在水平段中钻进。

3 利用优快钻井技术助力钻井提速

钻前对钻头机械比能、钻具组合建模，优选出最适合的钻头水眼、钻具组合。造斜段钻前通过正压力、屈曲、摩阻等建模和分析，针对降低摩阻、预防托压的需求优化钻具组合，改善螺旋屈曲情况取得良好效果。

4 现场应用

在致密气水平井现场应用过程中，通过地质工程一体化理念，钻前统筹及钻中指导，做到了全井无事故。

5 结论

（1）在钻前针对邻井低效率事件建模，查摆提速空间，钻中监控施工状态并进行钻后复盘总结助力钻井施工。应用EISC远程支持现场施工，实现现场多工种协同工作、实时跟踪、全程管控的一体化指挥中心，让前后线联动零距离、零延时，并不断完善管理制度，多措并举。

（2）根据深层地层特点，利用EISC钻井工程作业智能支持中心系统对工程与地质作业进行实时跟踪分析，对粘滑、涡动、泥包等低效率事件及时发现并提出解决方案，从而达到钻井实时优化的目的。

参考文献

[1]许朝辉,王智明,姜天杰.钻井液正脉冲器原理研究[J].石油矿场机械,出版年份2011,40(07):28-30.

[2]刘景超,党瑞荣,马认琦.导向钻井命令下传的实现方法及参数分析[J].电气应用,出版年份2016,35(05):38-41.