录井技术在页岩油水平井地质导向中的实践应用

录井技术在页岩油水平井地质导向中的实践应用

王立峰

（长庆工程监督处，陕西 西安 710018）

摘要：录井技术借助于现代化工具和技术及时反馈井下信息数据，可以辅助发现油气藏并评估钻进轨迹，具有高效性、及时性以及便利性优势。基于此，通过对主要录井技术分析，分析了水平井地质导向过程中遇到的难点和应用案例。以期能够充分认识到录井技术优势，借助于录井技术的应用全面提高水平井勘探效率。

关键词：页岩油水平井；地质导向；录井技术

引言：录井技术作为石油开采中最基础的技术，能够评估发现油气藏，并根据录井数据信息分析地层岩性，切合实际需要及时调整钻进工作。录井技术充分利用传感器设备等先进设备工具，辅助技术人员对井下数据展开分析处理，能够将井下数据信息反馈给技术人员，帮助技术人员分析钻探工程。数据信息能够帮助技术人员充分了解地层结构以及油气情况，便于设计更完善的钻进方案，推进石油开采等工作顺利进行。

1 主要录井技术分析

1.1 红外光谱录井技术

该技术存在分辨率、灵敏度高的优势，分析周期短，速度快的优势，能够辅助快速发现油气层，在水平井钻进过程中使用该技术可以快速获取钻进储集层的资料。在应用过程中，主要利用该技术进行C1、C2、C3、nC4、CO2及其他十四种气体参数。从储集层向油气层水平钻进过程中，组分值以及光谱全烃从低值快速升高并稳定在高值。从油气层进入储集层，组分值以及光谱全烃从高值满足降低并稳定在低值。但仅依赖于组分值以及光谱全烃很难对钻进致密砂体情况进行评估。按照储集层以及油气层组分之间发生的变化，可以发现储集层和油气层之间变化，可以发现储集层C2、C3值出现连续升高，C3/C2比值呈现出变小特征。该技术由于可以快速测定组分值，方便于在现场指导水平钻进轨迹，便于施工工作顺利进行。

1.2 地化录井技术

该技术是通过在岩屑中获取油气信息，但由于添加剂、井眼轨迹等方面影响，仅限于处理岩屑混杂、量少等问题，通过发现油气显示，根据组分变化判断储集层油性改变，用于对钻井轨迹的调整[1]。该技术多用于评价储集层含油性和烃源岩的评价中，在钻进过程中应用该技术对岩样进行分析，可以获取参数S0、S1、S2、S4、Tmax等数值，并根据计算公式TOC=0.83Pg+S4/10以及S2数值，绘制轨迹图，分析钻进砂岩区域数值的变化，能够对岩性进行分析。砂岩阶段，S1/TOC值表现出逐渐增大趋势，S2×TOC呈现出变小规律；在泥岩阶段，S1/TOC值表现出变小规律，S2×TOC呈现出变大规律，根据变化规律进行岩性分析。

1.3 元素录井技术

该技术在岩屑颗粒细碎的条件下更具优势，由于上述两种技术识别岩性相对困难。在水平钻进过程汇总利用元素含量以及组分含量特征便被岩性，评估是否属于泥岩夹层、围岩地层以及储集层岩性，对地质导向进行指导，提高储集层钻进率。该技术主要用于处理岩性识别问题，由于水平井使用的工艺相对特殊，岩屑颗粒细碎，传统识别岩性通过人工方式进行判别，受到判别人员专业素养和责任心所影响，质量控制难度高，容易出现岩性判定错误的问题。如页岩油岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩、细砂岩几类，因此该技术通过对MgO、Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO以及K2O等成分改变进行识别。由于上述成分普遍存在于泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩、细砂岩之中，砂岩化学成分中主要包括CaO以及SiO2，泥岩化学成分中主要包括Fe2O3，通过该技术进行化学成分的识别，能够对泥岩和砂岩进行区分。

2 在页岩油水平井地质导向中录井技术的实践应用

2.1 应用难点

随着水平井钻进深度积累，水平井趋于逐渐增加，井眼结构越来越复杂，岩屑经过研磨呈现出粉碎化，无法筛出进入循环罐内，真岩屑丢失，再加上岩屑沉积很难及时返回，影响对地层剖面的判断。由于自然伽玛和钻头保持较远距离，钻头穿越地层后才能捕捉到信号，造成钻井进尺损失，根据施工经验对钻头进行调整，很难满足复杂地层的需要[2]。尤其是水平井地层由于分布不稳定，可能出现油气层变薄或者岩性歼灭等难点，需要及时调整轨迹保证钻进率。由于岩屑细化失真不容易鉴别，容易造成水平段含油降低级别，出现提前完钻的问题。因此借助于录井技术展开地质导向具有重要意义，是保证钻进率的关键。

首先要分析水平油气分布情况，分析砂体构造以及地层结构，横向分析砂体，连续判断储层结构。对砂体展开精细化分析，分析砂体横纵向分布规律。并根据分布规律对砂体变化情况进行分析预测，尽可能准确预估油气砂体情况。需要提前了解水平井岩层的结构，能够对岩层结构进行分析，保证井眼轨迹设计符合实际情况。同时考虑到水平井钻眼的差异，进入目的层前能够详细掌握砂体顶底结构变化，保证井眼轨迹符合入窗时间。同时需要预测入窗靶点，根据地质治疗进行水平井建模，分析井眼轨迹是否合理，经过适当调整保证入窗准确性，钻进过程中要综合利用录井资料，观察地层变化情况，科学准确预测砂体变化，保证靶点位置准确。最后需要根据实际情况，灵活应用录井技术进行岩性分析，从而对水平井钻进导向进行指导。水平井由于目的层相对厚，随着地质录井、钻测井的应用，自然伽玛测井仪能够对岩层中放射性物质进行测定，泥岩自然伽玛最高，砂岩相对较低，因此根据伽马值能够对岩性进行评估，区分岩性。气测色谱仪的应用也能根据烃气色谱数据进行分析，对井眼轨迹进行纠正和调整，保证井眼轨迹钻率最大。若储集层位于泥岩层之间，储集层、页岩层更适合选择近钻头导向仪，由于钻头近，钻进地层2m能够根据伽马值对岩性进行判断，从多位角进行轨迹的判断和调整。对于自然伽玛仪而言，钻头从储层上下穿过，伽玛值都会发生改变。当钻头从储集层进入泥岩层，下伽玛受到泥岩射线，上伽玛射线分离，上伽玛值较下伽玛值更小，通过调整钻头可以保证钻头回到储集层。

2.2 应用效果

以某水平井钻探项目为例，该项目油层顶和第一靶点之间保持5.1m距离，第二十靶点距离油层顶部保持4.8m距离。该路径设计保证了保持最大油层钻进率。在钻进深度到3112.00m后进入岩质泥岩区域，根据红外光谱录井技术，钻伽马值提高，观察全烃气值，计算C3/C2值，观察到C3/C2值表现出变小规律，轻重烃比值表现出升高规律。根据地化录井技术分析，S2×TOC值表现出升高趋势，S1/TOC值表现出变小趋势。根据元素录井技术，SiO2比率有所减小，Fe2O3比率有所增加，MgO以及CaO比率有所降低。根据上述分析结果，钻井过程中进入泥岩区域，需要调整钻进方向。当钻进深度到3149.00m时，根据红外光谱录井技术，钻伽马值减小，观察全烃气值，计算C3/C2值，观察到C3/C2值表现出变大规律，轻重烃比值表现出降低规律[3]。根据地化录井技术分析，S2×TOC值表现出降低趋势，S1/TOC值表现出增加趋势。根据元素录井技术，SiO2比率有所增加，Fe2O3比率有所降低，MgO以及CaO比率有所增加。根据上述分析结果，钻井进入砂岩区域，可继续按照轨迹钻进。可见经过三种技术的联合应用，可以满足分析岩性需要，根据岩性分析结果及时调整钻进轨迹，以保证钻进工作的稳定开展。

结论：综上所述，石油勘探过程中地质导向工作发挥着重要作用，能够为有序开展石油开采提供地质信息支持。在地质导向工作中应用录井技术能够全面提高钻进率，保证开采工作顺利进行。在水平井地质导向中，充分利用红外光谱录井技术、地化录井技术、元素录井技术三种技术手段，对钻井工作进行指导，根据技术参数以及分析结果灵活调整钻进方向，保证钻井轨迹得到有序控制。

参考文献：

[1]王俊,岳红星,秦榜伟,等.吉木萨尔页岩油录井综合地质导向技术应用研究[J].录井工程,2023,34(01):47-53.

[2]张雷雷.水平井录井技术理论应用分析及技术方法研究[J].西部探矿工程,2023,35(02):62-64.

[3]李忠明.地质录井技术在页岩油水平井钻井中的应用[J].西部探矿工程,2022,34(10):114-116.