作者:火山
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(十七)深层火山岩储层水平井随钻现场跟踪与地质导向的认识与收获
1、一口水平井钻井过程可能分为几个阶段,每个阶段的工作制度可能不同,比如钻头的尺寸的选择、随钻测井系列的选择、阶段完井(固井)的选择、阶段完井前测井系列的选择等,其中每一个阶段成为“开”,如果一口井的钻井过程分为数个阶段,那么第一个阶段称为“一开”,第二个阶段称为“二开”,第三个阶段称为“三开”,依此类推。
2、每一个钻井阶段可能分为多个起钻和下钻过程,统称为“起下钻”,起下钻一般在遇到井下设备发生故障(如卡钻、随钻测井信号传输故障等)或需要改变工作制度(如更换钻头、更换螺杆等),其中一次钻头钻进过程称为“一趟钻”。
3、随钻测井分为MWD和LWD两种,MWD主要用于测量井斜和方位,LWD又可进一步分为两种,即感应测井和放射性测井,前者包括深、中、浅感应电阻率测井和伽马测井等,后者包括中子孔隙度测井和密度测井等。
4、钻井钻进速度有两种表达方式,随钻测井(LWD)以单位时间钻进距离(m/h)-钻速表达,地质录井以钻进单位距离所需时间(min/m)-钻时表达。
5、随钻测井和地质录井都存在数据信息滞后现象,随钻测井滞后的原因是测井仪器安装的位置到钻头位置的距离产生的,滞后距离的单位是米(m),不同的随钻测井仪器安装的位置不同,感应测井仪器相对安全而且便宜,安放位置距离钻头近些;MWD设备相对昂贵,安放位置距离稍远一些;放射性测井设备不仅昂贵而且一旦卡钻脱落打捞不上来可能会对环境造成危害,出于安全考虑安放位置尽量远离钻头。地质录井滞后的原因是烃类和岩屑随钻井液(泥浆)从井底返到地面的时间产生的,滞后时间是秒(s)。由此可见,随钻测井的滞后在“一趟钻”钻进过程中一般是一个常数,而且滞后现象不会因为停钻或“起下钻”而消失;地质录井的滞后在“一趟钻”钻进过程中是一个变数,这一变数与钻井泥浆泵的性能和井筒中钻井液(泥浆)循环速度和质量密切相关,但一旦停钻或“起下钻”,随着时间的延续,这种滞后就会消失。
6、钻井液(泥浆)分为水基和油基两种,不同性质钻井液(泥浆)作用不同,一是对井下工具影响不同,油基泥浆润滑效果较水基泥浆好,水平钻井选用油基泥浆井下设备安全性更高;二是对随钻测井响应不同,油基泥浆与水基泥浆相比测井响应效果稍差一些(例外:对于声波时差测井而言,油基泥浆比水基泥浆要好);三是对地质录井气测影响不同,油基泥浆对烃类响应效果不如水基泥浆;四是对地层岩石腐蚀程度不同,油基泥浆对地层岩石的腐蚀更强,现场证实:油基泥浆可以腐蚀和软化硅质(SiO2)岩石,经过油基泥浆浸泡的硅质岩石,再经过淘洗和高温烘干后甚至可以被轻而易举地拈成粉末,从而对岩屑鉴定产生影响。
7、水平钻井驱动方式分为机械驱动和水力驱动两种,依靠钻井平台上转盘驱动属于机械驱动,依靠钻井液(泥浆)循环驱动螺杆转动驱动属于水力驱动。两种驱动方式可以单独使用,也可以组合使用,通常情况下,水平钻井现场经常将两种驱动方式组合使用。
8、水平钻井轨迹诸参数含义:造斜点是指钻井轨迹开始发生曲率和方向变化的深度位置;着陆点是指钻井轨迹达到油气储层顶面位置;靶点是指钻井轨迹在油气储层中储层物性和流体性质最为有利位置穿行的控制点;直井段是指从地面到造斜点之间井筒轨迹斜度(井斜角)小于3°的井筒轨迹路径;水平段是指从第一个靶点到最后一个靶点之间的井筒轨迹路径;造斜段是指井筒轨迹从垂直到水平之间的井筒轨迹路径。
9、磁偏角是指因地磁坐标北极与地理坐标北极位置不同而产生的角度,通常大地测量采用的是地理坐标系统,而测量设备识别的是地磁坐标系统,因此,在利用测量仪器完成测量任务后需要将测得的坐标数据进行磁偏角校正,即坐标旋转变换。
10、钻井液粘度是一把双刃剑,粘度较高时对井下设备安全有利,但对录井气测存在影响,反之,对录井气测有利,但对井下设备安全不利。个人认为确定钻井液粘度应该在保证钻井安全的基础上,尽可能降低钻井液粘度;对于较高粘度时对录井气测的影响,可以通过系统对比的方式予以消除。
11、地质录井获得的岩屑是识别岩性、判断钻遇地质层位的有力证据,但录井岩屑的组成往往很复杂,常常会有许多假的成分(俗称假岩屑)参杂其中,给岩性鉴别和层位判断造成混淆。做为一名随钻跟踪技术人员,应该具有一双能够鉴别真假岩屑、去伪存真的眼睛。岩屑的鉴别一般有如下几种方式:
一是目测法,就是利用眼睛直观感知不同深度或位置点岩屑外形、大小和颜色的变化,依此来分析和判别岩屑的岩性、矿物组成和储层物性变化。
二是体验法,就是利用双手或随身携带的别针给岩屑施加一定的压力或者剪切力,观察岩屑的硬度变化,依此来分析和判别岩屑的岩性、矿物组成和储层物性变化。
三是镜下观察法,就是在显微镜或者偏光显微镜下观察岩屑或者岩屑制成的薄片,观察岩屑内部矿物组成和结构特点,依此来分析和判别岩性和储层的物性变化。
四是间接法,就是依据随钻地质录井(气测、钻时)、随钻测井(钻速、伽马、电阻率、密度等)的变化,结合钻井区块已经形成的地质认识,间接判别地层岩石的地质层位、岩性、物性。
五是综合法,就是利用上述各种手段,综合分析地层岩石的地质层位、岩性、物性。
12、气测是判断储层性质的一种直接有效的手段,一般情况下,在钻井液粘度低于100毫帕秒时,总烃含量的峰值与基值(钻井液中混入柴油的反应)的比值在4倍以上时,一般为较好的储层。
13、水平井钻进过程中往往需要根据实际地质录井和随钻测井响应,结合三维地质模型,综合判定钻头位置所处的实际地质层位和储层性质,并且依此来调整钻井的方向,一般地,向上调整称为“挑”,向下调整称为“抠”。
14、在水平井的造斜段位置,井眼的形状与直井段井眼形状存在很大的差别,这是因为钻井用的钻杆是直的、硬的,如果井眼只有钻头大小,斜井段钻杆就无法通过,为此,通常情况下,在斜井段钻井都要通过“滑眼儿”-即在水平井钻进方向所在垂直平面上扩大井眼的方式来加以解决,此处扩大后的井眼形状就像狗的腿肚子,俗称“狗腿肚”。
15、随钻测井与钻后测井深度往往存在一定的差异。前者仪器设备安装在钻杆内部,随着钻杆转动和上下移动对井眼周围地层进行探测,探测的信号通过钻井液传输到地面,因此,测得的结果往往波动幅度较大,但总体趋势是正确的;另一方面,钻杆的刚性和韧性较强,拉伸量相对较小,而且钻杆所处位置一般都接近井眼的中心,因此,随钻测井的深度与实际深度误差较小。后者仪器设备是依靠钢丝绳索悬垂下井,钢丝绳索一般拉伸量都较大,而且仪器设备以这种方式下井在斜井段位置往往不在井眼的中心,因此常常造成较大的误差,另一方面,常规测井一般在井筒内部钻井液相对静止的情况下测量,受环境影响较小,因此,测得数据相对比较平滑。
16、水平井钻进过程一般又可分为滑动和转动两种方式,一般而言,随钻测井设备在转动的情况下,测得的方位更多,测得的数据更密集,因此,结果也更可靠,如果钻进过程为滑动,随钻测井测得的数据质量就会相对差一些。
17、水平井随钻测井结果的精度除了受钻进方式(滑动和转动)影响外,还与钻进速度、钻头尺寸有关,钻进速度越快,测得数据密度越低,精度就越差,反之,精度就高,钻头尺寸越小,随钻测井设备距离井筒周围地层的距离越近,测得的数据精度越高,否则,精度就低。
18、随钻测井包括深、浅感应电阻率测井、伽马测井、中子密度测井、中子孔隙度测井和MWD(井斜和方位)测井等,各种测井信号因仪器设备位置差异滞后也不尽相同,为了安全中子测井系列常放置在最靠上位置,因此,滞后也越多。由于中子测井系列需要的投资较大,加之滞后较多。为了节约成本,建议在直井段和造斜段到达目的层之前不使用这种测井系列,而在接近目的层时使用。
19、随钻测井各种测井系列所反应的地层信息不同,需要组合起来综合使用,但仅仅依靠随钻测井还是不够的,还必须结合岩屑录井、气测录井、钻进速度(钻时)等信息综合判别,以及三维可视化地质模型的实时跟踪显示和实时模型更新,才能获得比较可靠的认识,为水平井的钻进提供有效的指导。
20、水平钻井设计方案一般都比较超前,往往都是在方案设计之后才开始三维地质建模,因此,方案的完善性就值得怀疑。基于这种考虑,个人认为水平钻井设计方案在现场指导中仅供参考,随钻跟踪和地质导向应该更多地参考三维地质模型,同时,结合随钻测井和地质录井信息综合判断,以此来指导水平钻井。可见,水平井随钻跟踪与地质导向必不可少,水平井跟踪与地质导向人员不应该成为方案的奴隶,而应该成为方案的改进者和完善者。因此,个人认为水平井随钻跟踪与地质导向人员应该具备一定的创新意识。
21、对于三维地质建模人员来说,水平钻井区块三维地质模型建立完成并不意味着工作的终结,而是工作的开始,由于受原始地质资料的丰富程度、分辨率和解释精度等的影响,建立的三维地质模型中还必然包含着许多不确定性,随着水平钻井的进行,获得的知识变得丰富起来,原先建立的三维地质模型必然存在许多不适应性,因此,需要对三维地质模型进行必要的更新,只有这样,才能为水平井钻进提供更加可靠的指导。
22、深层火山岩气藏水平井现场随钻跟踪与地质导向的实践给了我很多的启示,其中最重要的一点就是:水平钻井随钻跟踪与地质导向人员是水平钻井现场的主心骨,水平钻井随钻跟踪与地质导向人员除了具备较强的责任心、自信心和去伪存真的能力外,还应该能够随机应变、处乱不惊,能够针对现场出现的突发情况进行迅速、周密、细致的分析和判断,为水平井钻进提供可靠指导。从这个角度来讲,水平钻井现场好比一个人体,随钻测井就是人的眼睛,地质录井就是人的鼻子,钻井就是人的手足,而随钻跟踪与地质导向就是人的大脑,大脑必须将视觉、嗅觉、触觉等信息综合在一起,加工出正确的指导手足工作的进一步指令,可见,随钻跟踪和地质导向何等重要。强调随钻跟踪与地质导向的重要,并不意味着抹杀其它部门的功绩,事实上,只有各部门协同作战,才能把工作干好,否则,只是强调那一方重要,而忽视其它方,就可能闹出“五官争功”的笑话,最终影响到我们的工作。也许有人会问,为什么我的比喻中没有“嘴”这一器官,我的意见就是在水平钻井现场不需要“嘴”,“嘴”的工作应该在水平钻井完成之后,它的工作就是对整个水平钻井结果进行评说(表扬或者批评),从这一点上来看,个人认为:这里不需要“嘴”。
火山:与碎屑岩相比,火山岩储层性质及其分布更为复杂,主要体现在后生改造对储层性质的影响方面:对于火山岩储层而言,尽管储集空间仍以原生孔隙为主,但若无后生改造作用如风化淋滤及构造运动所产生的溶蚀孔隙和裂缝,也很难成为好的储层,也就是说孔隙间连通是由后生孔隙沟通的。
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