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為加快涪陵頁(yè)巖氣田產(chǎn)能建設(shè)的步 伐，解決常規(guī)鉆具起下鉆次數(shù)多、純鉆 時(shí)效低、鉆井周期長(zhǎng)的問(wèn)題，2014 年 江漢石油工程公司在“井工廠”鉆井模 式基礎(chǔ)上，開(kāi)展了水平段“一趟鉆”快 速鉆井技術(shù)的研究，并成功應(yīng)用于涪陵 頁(yè)巖氣田開(kāi)發(fā)。 

地質(zhì)復(fù)雜 “甜點(diǎn)”難選

為加快涪陵頁(yè)巖氣田產(chǎn)能建設(shè)的步 伐，解決常規(guī)鉆具起下鉆次數(shù)多、純鉆 時(shí)效低、鉆井周期長(zhǎng)的問(wèn)題，2014 年 江漢石油工程公司在“井工廠”鉆井模 式基礎(chǔ)上，開(kāi)展了水平段“一趟鉆”快 速鉆井技術(shù)的研究，并成功應(yīng)用于涪陵 頁(yè)巖氣田開(kāi)發(fā)。

地質(zhì)復(fù)雜 “甜點(diǎn)”難選

如何確定目的層位置并保證鉆頭 在甜點(diǎn)中鉆進(jìn)成為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵問(wèn) 題。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”判別和隨鉆監(jiān) 測(cè)技術(shù)廣泛采用 LWD 地質(zhì)導(dǎo)向和錄井 綜合導(dǎo)向技術(shù)， 彌補(bǔ)了在非常規(guī)油氣藏， 特別是頁(yè)巖氣常規(guī)鉆井技術(shù)難以穿越超 長(zhǎng)水平段的缺陷，進(jìn)一步提高頁(yè)巖氣井 的儲(chǔ)層鉆遇率，提高單井產(chǎn)能。 涪陵頁(yè)巖氣田實(shí)際鉆探過(guò)程中也 存在水平段“甜點(diǎn)”部位選取問(wèn)題，不 同部位實(shí)際試氣結(jié)果不同，按目前要 求 A 靶點(diǎn)位于氣頂以下 20~25m，從 龍馬溪組下段水平鉆至五峰組，存在一 個(gè)水平段部位及長(zhǎng)度合理分配的問(wèn)題。 分析已鉆完且產(chǎn)氣量高的井，五峰組 水平段鉆遇率均較高， 且上、 下部位 “甜 點(diǎn)”較合理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析、測(cè)錄井 解釋和試氣結(jié)果分析，五峰組 5 號(hào)層 中上部、距下部澗草溝組 2m 左右是較 合理的“甜點(diǎn)”水平段層位。優(yōu)先選擇 五峰組 5 號(hào)小層作為主要水平段鉆進(jìn)， 提高鉆井施工方的機(jī)械鉆速和時(shí)效， 破解五峰組難鉆問(wèn)題，充分實(shí)現(xiàn)雙方 共贏。 焦石壩構(gòu)造奧陶系五峰組地層在本 區(qū)沉積厚度一般在 6~8m，富含筆石， 沉積相為深海陸棚相，主要為灰黑色碳 質(zhì)頁(yè)巖、 粉砂質(zhì)頁(yè)巖， 夾薄層硅質(zhì)頁(yè)巖， 頂部見(jiàn)薄層狀灰質(zhì)頁(yè)巖。五峰組是區(qū)域 重要的生氣巖，也是頁(yè)巖氣重要的產(chǎn)氣 層。武隆江口野外露頭可見(jiàn)五峰組頂部 為灰黑色碳質(zhì)頁(yè)巖，性硬、脆，頁(yè)理發(fā) 育， 緊接頁(yè)巖見(jiàn)一薄層狀灰質(zhì)、 硅質(zhì)巖， 局部白云化， 性硬；中部為灰黑色碳質(zhì)、 粉砂質(zhì)、灰質(zhì)頁(yè)巖；下部為灰質(zhì)泥巖， 露頭可見(jiàn)與澗草溝組瘤狀灰?guī)r呈平行不 整合接觸。 統(tǒng)計(jì)該區(qū)已完井直井五峰組鉆時(shí)資 料，根據(jù)巖石露頭、巖心、實(shí)鉆資料 分析認(rèn)為五峰組地層從上往下可細(xì)分 為 6 個(gè)小層，按巖石可鉆性上順序依 次為：好—差—好—較差—好—差，按 厚度上順序?yàn)椋?.0m—1.0m—1.5m— 0.5m—3.0m—1.0m；對(duì)應(yīng)編號(hào)為 1 號(hào) 層—2 號(hào)層—3 號(hào)層—4 號(hào)層—5 號(hào)層— 6 號(hào)層。目前水平井采用的江鉆 PDC 鉆頭和螺桿，在 5 號(hào)層的平均機(jī)械鉆速 8~9m，鉆時(shí) 5~6min，鉆頭未出現(xiàn)較 大磨損。

應(yīng)用“一趟鉆”技術(shù)

開(kāi)鉆前，地質(zhì)工程院建立精細(xì)地質(zhì) 模型，對(duì)井眼軌跡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；鉆井 工程根據(jù)井況條件，優(yōu)選抗高溫井下 動(dòng)力鉆具和 LWD 儀器，并對(duì)各項(xiàng)工作 參數(shù)和施工流程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；針對(duì) 水平段托壓、定向困難的情況，優(yōu)化鉆 具組合和鉆井參數(shù)并對(duì)鉆井液性能進(jìn)行 詳細(xì)要求。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中，要保證 全程儀器信號(hào)正常、定向順利、軌跡控 制精確光滑，分析數(shù)據(jù)也要綜合測(cè)井參 數(shù)、鉆井參數(shù)以及 LWD 隨鉆測(cè)量信息 對(duì)鉆頭附近的地質(zhì)參數(shù)及井眼軌跡進(jìn)行 預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確估計(jì)鉆頭位置，幫助現(xiàn)場(chǎng)人 員對(duì)所鉆地層做出準(zhǔn)確的判斷，才能控 制井眼軌跡在甜點(diǎn)中穿行。錄井綜合導(dǎo) 向技術(shù)利用隨鉆測(cè)錄的 LWD 測(cè)井、氣 測(cè)、鉆時(shí)、巖屑和 MWD 井斜資料結(jié) 合地層的沉積特征和構(gòu)造特征進(jìn)行綜合 分析，達(dá)到井眼軌跡控制和井工廠水平 段“一趟鉆”的目標(biāo)。 在實(shí)際水平段導(dǎo)向過(guò)程中，充分按 照地質(zhì)認(rèn)識(shí)的思路，邊鉆進(jìn)、邊認(rèn)識(shí)， 總結(jié)出五峰組地質(zhì)導(dǎo)向方面的一些成 果。實(shí)鉆水平段五峰組較龍馬溪組下段 氣測(cè)顯示好；五峰組 1 號(hào)層、3 號(hào)層、 5 號(hào)層可鉆性好，按照水平段“甜點(diǎn)” 部位選取原則，1、3 號(hào)層不考慮，主 要選取 5 號(hào)層水平鉆進(jìn)。實(shí)際導(dǎo)向過(guò)程 中，不同層位之間導(dǎo)向效果不同，利用 2號(hào)層、 4號(hào)層可鉆性差， 具有 “天花板” 功能， 以此調(diào)整鉆頭與地層的鉆進(jìn)夾角， 讓鉆具在不同層間，小于 0.5 度上切或 下切，形成類似于側(cè)鉆效應(yīng)，地層傾角 變化，夾角隨之變化，始終保持 0.5 度 左右，水平段長(zhǎng)鉆到一定長(zhǎng)度后形成了 有效阻擋，鉆具在選取的小層之間順著 地層起伏前進(jìn)。

焦石壩鉆井實(shí)例

以焦石壩構(gòu)造南部區(qū)塊上的一口水 平井焦頁(yè) 46-1HF 井和焦頁(yè) 48-1HF 為例分析。焦頁(yè) 48-1HF 井位于焦石 壩構(gòu)造東南部，地層產(chǎn)狀平緩，通過(guò)計(jì) 算該井 A-C 之間地層傾角在 -3~-4° 之間，C-B 點(diǎn)之間地層傾角在 -1~- 2°之間，層位穩(wěn)定，無(wú)地層缺失，該 井設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng) 1,500.00m，水平段 朝正北向穿行。在實(shí)鉆探 A 靶點(diǎn)過(guò)程 中，實(shí)時(shí)跟蹤隨鉆伽馬數(shù)據(jù)，分析曲線 形態(tài)特征，結(jié)合地層巖性特征、氣測(cè)特 征判斷鉆頭準(zhǔn)確位置，及時(shí)修正地質(zhì)模 型，指導(dǎo)鉆頭平穩(wěn)著陸。實(shí)鉆 A 靶點(diǎn) 井深 3,020.00m，井斜 90.50° ，垂深 2,691.57m，閉合距 598.94m，進(jìn)入氣 層 31.00m。在水平段導(dǎo)向過(guò)程中，在 運(yùn)用隨鉆伽馬數(shù)據(jù)、錄井?dāng)?shù)據(jù)判斷鉆頭 位置的同時(shí)，充分結(jié)合鉆具組合和五峰 組 5 號(hào)小層的自身造斜能力，最大限度 減少定向作業(yè)次數(shù)，縮短鉆井周期，節(jié) 約鉆井成本。 焦頁(yè) 46-1HF 井設(shè)計(jì) A 靶點(diǎn)垂深 2,574.00m，B 靶點(diǎn)垂深 2,548.00m， 自井深 1,900.00m 開(kāi)始造斜，沿主力 氣層中部（主力氣層頂以下 20.00m） 穿 越 水 平 段 長(zhǎng) 1,700.20m， 地 震 解 釋剖面圖顯示 AB 段地層產(chǎn)狀接近水 平，地層傾角上傾 0.88°。在 5 號(hào)層 鉆進(jìn)中與地層基本保持水平鉆進(jìn)，略 以 0.2~0.5° 向上微切。由于水平段長(zhǎng) 已達(dá) 1,100m 左右，且與地層保持小 于 0.5°夾角向上切地層，鉆頭與 4 號(hào) 小層較硬夾層依靠很近，小于 0.5m， 于是出現(xiàn)與地層起伏一致的運(yùn)行趨勢(shì)， 井斜角隨地層變化而變化，C-B 靶點(diǎn) 600m 至完鉆，不必對(duì)井斜調(diào)整，充 分發(fā)揮 4 號(hào)小層“天花板”功能，井 斜始終穩(wěn)定在 89.4~90.4°之間直到 4,630.0m 完鉆。該井在五峰組穿越長(zhǎng) 度 1,410.00m，五峰組氣測(cè)甲烷值在 11.21%~24.73% 之間，平均 9.11%， 均為頁(yè)巖氣層。 利用地層巖石屬性進(jìn)行自然導(dǎo)向， 從而實(shí)現(xiàn)水平段的“一趟鉆”，排除了 LWD 和巖屑錄井的滯后性影響，在涪 陵頁(yè)巖氣區(qū)塊不但提高了機(jī)械鉆速，縮 短了鉆井周期，減少了油氣層污染，同 時(shí)為快速鉆井提供了有效的技術(shù)手段， 為國(guó)內(nèi)其它類似油氣田經(jīng)濟(jì)高效開(kāi)發(fā)樹(shù) 立了成功范例，提供了可借鑒的鉆井地 質(zhì)綜合導(dǎo)向技術(shù)。