地質導向技術是一項在鉆井工程中將先進的隨鉆測井技術,工程應用軟件與人員緊密結合的實時互動式服務,主要應用于水平井實時作業;主要目標是優化水平井軌跡在儲層中的位置,實現單井產量最大化和投資收益的最大化。地質導向技術是隨著隨鉆測量工具以及地質導向軟件的發展而不斷向前發展的,自1992年Anadrill公司首次提出地質導向概念以來,經過20多年的不斷發展,主要形成了三大類的地質導向技術。
一、地層傾角拾取技術
在地質導向過程中,準確判斷構造特征和軌跡在儲層中的位置,更新地質導向模型,并及時做出地質導向決策是確保水平井地質導向成功的關鍵因素。通常情況下,地層傾角的預測是通過地震資料預測或者根據標曲線對比結果,進行三角函數的計算得出。第一種方法,由于地震資料分辨率低,預測誤差比較大;第二種方法由于曲線對比在水平段鉆進過程中存在較大的不確定性,或者必須出現明顯的進出層特征以后才能夠計算,會造成誤判或損失有效儲層鉆遇率。
實時的井筒成像測量很好地解決了這個問題,目前成像的主要類型有電阻率、密度以及伽馬成像。井筒成像能夠直觀地反映井眼軌跡相對于地層的切割關系(圖1),另外通過專業的軟件,它是將Petrel E&P 軟件平臺使用的兩個插件進行綜合:eXpandBG能夠實時從成像數據中提取地層的視傾角和真傾角等信息,并實時導入地質導向軟件eXpandGST,更新地質導向模型。

圖1 鉆井軌跡下切地層時,呈現“哭臉”特征, 上切地層時呈現“笑臉”特征。利用eXpandBG能夠從成像信息中提取地層傾角的信息,從而指導地質導向工作。
應用實例
案例來源于陸地油田致密油藏開發項目,設計水平段超過1000米,目的層薄(只有1~2米厚),其他方面的挑戰主要體現在儲層物性變化、地層厚度和局部地層傾角
變化等方面的不確定性。此外,設計水平段附近沒有控制井。

圖2 左圖:運用MicroScope*的實時高分辨率電阻率成像識別和確認儲層構造特征,據此控制軌跡於儲層內最好的位置。右圖:應用eXpandBG從MicroScope的高分辨率電阻率成像識別出沿軌跡方向的構造特征。(圖片來源于SPE-0512-0030-JPT,Resistivity, Imaging-While-Drilling Tool Helps Well Placement in Chinese Tight Reservoirs)
通過分析MicroScope工具提供的高分辨率電阻率成像,可以提取沿軌跡方向的地層傾角、斷層和裂縫。即使遇到局部構造波動、目的層厚度變化以及儲層物性變化,實時電阻率成像可以將上述因素產生的影響最小化,幫助建立準確的地層模型,提高導向精度,將軌跡置于導向窗口內。最終一趟鉆完成水平段進尺1095米,純鉆時間151小時。儲層鉆遇率91%,超出了鉆前要求(80%)(圖2)。全井段氣測顯示較好,初始初始產氣量12萬方/天,超出預期目標。