涪陵頁巖氣田開發(fā)采用長水平段水平井鉆井工藝，一般穿越水平段長1,500~2,000m。隨著涪陵頁巖氣田勘探開發(fā)深入，工區(qū)部署井轉(zhuǎn)向 2,800m 深的中深層。涪陵中深層頁巖地層傾角一般大于 10° ，有的甚至達到 40° ，地質(zhì)導(dǎo)向難度加大，主要表現(xiàn)為構(gòu)造變形強、斷裂發(fā)育、優(yōu)質(zhì)頁巖段區(qū)域窄、地層傾角規(guī)律性差，“常規(guī)螺桿 + 隨鉆 LWD”導(dǎo)向工具測量盲區(qū)超過 15m，且水平段自然伽馬曲線幅度差小， 目的層追蹤對比困難，井身軌跡的不可逆性和調(diào)整難度大，給地質(zhì)導(dǎo)向帶來了挑戰(zhàn)。

 

研究適應(yīng)更深地層的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)

 

地質(zhì)導(dǎo)向的核心工作是在鉆進過程中，利用地質(zhì)錄井資料和隨鉆井眼軌跡參數(shù)，結(jié)合地下地層及構(gòu)造特征進行隨鉆監(jiān)控、層位對比，實時識別地質(zhì)目標，引導(dǎo)鉆頭向地質(zhì)目標鉆進，完成水平井鉆探。地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)經(jīng)過前人大量的研究與實踐逐步成熟，在涪陵頁巖氣田中深層地質(zhì)導(dǎo)向中迫切需要解決的是規(guī)范導(dǎo)向工作流程，找出切實可行的合理導(dǎo)向方法，實現(xiàn)鉆頭更多的在優(yōu)質(zhì)頁巖儲層中穿行。為了實現(xiàn)快速導(dǎo)向，解決常規(guī) LWD 導(dǎo)向工具測量盲區(qū)長和隨鉆井眼軌跡參數(shù)測量相對滯后的問題，引入近鉆頭隨鉆伽馬測量工具，并借助 SGA-850 頁巖氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向工具軟件實現(xiàn)快速成圖。根據(jù)涪陵頁巖氣田中深層地質(zhì)特征和導(dǎo)向工作目標，梳理導(dǎo)向常見方法，規(guī)范整個地質(zhì)導(dǎo)向過程分為地質(zhì)建模、精細地層對比、靶點確定、水平段軌跡控制等步驟，核心是“三圖一表”。所謂“三圖一表”是指錄井綜合柱狀圖、鄰井垂深對比圖、地質(zhì)模型與井眼軌跡導(dǎo)向圖和地層跟蹤導(dǎo)向表。

 

具體導(dǎo)向方法
 

地質(zhì)建模包括鉆前資料收集、選擇導(dǎo)向?qū)Ρ葮藴示暗刭|(zhì)建模。資料收集：區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖、鄰近已鉆井測錄井數(shù)據(jù)、待導(dǎo)向井地震剖面圖、待導(dǎo)向井鉆井設(shè)計書；確定導(dǎo)向?qū)Ρ葮藴示⒖季菏占瘜?dǎo)向?qū)Ρ葮藴示⒄站@時、巖屑、氣測、測井資料；根據(jù)收集資料分析待導(dǎo)向井水平段對應(yīng)鄰井位置；梳理待導(dǎo)向井目的層厚度及橫向變化情況；明確目的層測錄井響應(yīng)特征、找出該區(qū)域穩(wěn)定標志層，制定靶點預(yù)測方案；利用標準井和設(shè)計數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料、待導(dǎo)向井地震資料建立待導(dǎo)向井導(dǎo)向地質(zhì)模型，根據(jù)待導(dǎo)向井實鉆取得的巖性、鉆時、氣測、井斜、隨鉆伽馬數(shù)據(jù)實現(xiàn)待導(dǎo)向井模型動態(tài)調(diào)整，需要特別注意的是構(gòu)造邊緣井初期建模對地震資料品質(zhì)依賴較強，初期靶點、井斜角、軌跡設(shè)計主要依據(jù)地震、鄰井資料，應(yīng)根據(jù)實鉆地層情況對軌跡方案及時進行動態(tài)調(diào)整。

 

精細地層對比，地質(zhì)導(dǎo)向的基礎(chǔ)是精細地層對比，根據(jù)涪陵頁巖氣田地震資料及已鉆井目的層龍馬溪組下段—五峰組巖性組合及電性特征，通過井間小層對比，梳理涪陵頁巖氣田目的層段及上方地層的典型標志層，為整個導(dǎo)向過程提供參考；標志層在各井間有不同程度的缺失和變化，因此在地質(zhì)導(dǎo)向中需要選擇區(qū)域標準井、待導(dǎo)向井鄰近井作為對比井，采取逐層拉平對比，逼近式推進，如遇標志層缺失或變化，需積極尋找缺失標志層附近上、 下層其它地層錄井巖屑、 氣測、隨鉆伽馬和井眼軌跡測量參數(shù)變化特征，增加次要標志層及細微變化控制點，最終確定著陸點。靶點確定，靶點確定現(xiàn)場一般采用等厚法（垂厚）法。等厚對比法就是在確定地層對比標志的基礎(chǔ)上借用選取對比標準井的厚度，進行綜合分析和計算， 預(yù)測目的層頂?shù)捉绲膭討B(tài)位置，及時提出靶點、井斜角、軌跡設(shè)計等調(diào)整方案，引導(dǎo)施工鉆頭以較理想角度入靶。

 

水平段軌跡控制，水平段軌跡控制分為單斜型和復(fù)雜型地層控制兩種情況。一般情況下，實鉆過程中沿軌跡方向的地層產(chǎn)狀是經(jīng)常變化的，應(yīng)及時收集隨鉆資料，根據(jù)目的層龍馬溪組下段—五峰組標志層（點）進行對比，判斷鉆頭所處的位置，實時監(jiān)控水平段軌跡，對地層變化提前預(yù)測，利用不同地層傾角條件下與井斜的合理匹配關(guān)系控制水平段在設(shè)計層位穿行。井斜控制方法：距離最優(yōu)氣層 20m 以內(nèi)，控制軌跡與地層夾角 2~3°下切地層；距離最優(yōu)氣層 10m 以內(nèi)，控制軌跡與地層夾角 1~2° 下切地層；距離最優(yōu)氣層 5m 以內(nèi)，控制軌跡與地層夾角 1° 下切地層；進入最優(yōu)層中部后，將軌跡與地層夾角控制在 ±0.5° ，保持軌跡盡量平滑。

 

應(yīng)用效果
 

在涪陵頁巖氣田平橋、等區(qū)塊利用“涪陵中深層頁巖氣水平井快速地質(zhì)導(dǎo)向方法”開展快速地質(zhì)導(dǎo)向，試驗 14 口井，達到頁巖儲層平均穿越率 99.2%，優(yōu)質(zhì)頁巖層段平均穿越率 93.0%，導(dǎo)向效果明顯。其中，J188-2HF 井采用該方法引導(dǎo)鉆頭在志留系龍馬溪組—奧陶系五峰組鉆水平段長 2,065.0m，含氣頁巖層段占比達到 100%，優(yōu)質(zhì)頁巖氣儲層占比 99.3%，完井壓裂試氣獲產(chǎn)能超過 20×10 4 m 3 /d，成為工區(qū)地質(zhì)導(dǎo)向服務(wù)的樣板和標桿。好 的 作 圖 工 具 軟 件 是 實 現(xiàn) 隨鉆快速地質(zhì)導(dǎo)向成圖的基礎(chǔ)，推薦頁巖氣水平氣井地質(zhì)導(dǎo)向同仁使用SGA-850 頁巖氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向工具軟件。涪陵中深層頁巖氣水平井長水平段地質(zhì)導(dǎo)向的關(guān)鍵是地層精細對比，掌握目的層段及其上方的標志層的變化特征，是提高優(yōu)質(zhì)頁巖層段穿越率的有效手段。用好以地層精細對比為基礎(chǔ)的“四步導(dǎo)向流程”和“三圖一表”現(xiàn)場快速導(dǎo)向工作方法，以及優(yōu)選靶點確定方法和水平段軌跡控制服務(wù)技術(shù)是提高鉆井速度，降低勘探開發(fā)綜合成本的關(guān)鍵。