1、 31 2023 年 2 月第 50 卷 第 2 期2023 年 2 月Vol.50 No.2Feb.2023天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY 应用技术探边工具在稠油底水油藏开发中的应用范 凯，王海涛，徐立帆，殷小琛，杨小婕（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452）摘 要：南堡油田某区块的稠油油藏储层横向发育变化大，属于底水油藏；另外，受前期开发影响，油水系统也较为复杂。为了保证油藏开发效果和实现近顶避水钻进和油藏开发效益最大化，在作业实施过程中实时更新对油藏的认识，通过充分利用旋转导向与探边工具优势，实现了对井眼轨迹的有效控制，并取得
2、了实时测井资料，为实现稠油油藏的长期高效稳定开发奠定了坚实的基础，取得了良好的经济效益。关键词：探边工具 稠油油藏 底水油藏 水平井中图分类号：P631.81 文献标志码：A 文章编号：1006-8945（2023）02-0031-03Application of Boundary Detection Tools in Development of Bottom Water and Heavy Oil Reservoir FAN Kai，WANG Haitao，XU Lifan，YIN Xiaochen，YANG Xiaojie（Drilling and Production Company，
3、CNOOC Energy Technology and Services Limited，Tianjin 300452，China）Abstract：The heavy oil reservoir in a certain block of Nanpu Oilfield has a large lateral development change and belongs to bottom water reservoir.In addition，affected by the early development，the oil-water system is also more complex
4、.In order to ensure the reservoir development effect and realize the near-top water-avoidance drilling and maximize the reservoir development benefit，the reservoir knowledge is updated in real time during the operation implementation process.By making full use of the advantages of rotary steerable s
5、ystem and boundary detection tools，the effective control of the well trajectory is achieved，and real-time logging data are obtained，which lays a solid foundation for achieving the long-term，efficient and stable development of heavy oil reservoirs and obtains good economic benefits.Key words：boundary
6、 detection tools；heavy oil reservoir；bottom water reservoir；horizontal well基金项目：中海油能源发展股份有限公司重大科技专项（课题）“钻井地质风险评价及实时导向技术研究”（HFZDZX-GJ2020-01-05）。收稿日期：2023-02-070 引 言随着稠油底水油藏开发生产时间延长，受原油黏度大、油水系统复杂、砂岩疏松等影响，低产低效井越来越多，影响油田开发效果及生命周期。水平井实施过程中旋转导向与探边工具 AziTrak 组合的应用发挥了工具零长短、调整轨迹能力强、稳斜模式下控制轨迹精准、深方位电阻率边界探测清晰可
7、靠的优势1-3，对稠油底水油藏的储层分布有了准确判断，可实现地质预警，提高对储层沉积类型、横向变化、纵向展布的认识，指导实时钻井轨迹优化，确保轨迹贴近储层顶部钻进，规避钻穿储层顶底界面和尽可能远离油水界面。1 油藏地质概况南堡A油田位于渤中凹陷北部石臼坨凸起的西南端，油田主力含油层系发育于新近系明化镇组下段和馆陶组顶部（图 1）。在开发过程中，受原油黏度大、构造幅度低、油水系统复杂、出砂严重等因素影响，油田开发呈现中低含水期短、含水上升快、产量递减快的特点4-5。针对一系列现实问题，一方面利用低产井及关停井实施同层位侧钻，采用大曲率中短半径技术，实现降本增效及油井高产稳产6；另一方面利DOI:
8、10.14099/ki.tjkj.2023.02.019 32 天 津 科 技第 50 卷 第 2 期用剩余井槽调整井钻遇砂体边部，提高储量动用程度，完善注采井网，挖潜剩余油。为该区块实现稠油油藏长期高效稳定开发奠定了坚实的基础。图 1 过井油藏剖面图Fig.1 Cross-well reservoir profile2 施工难点及探边工具特点2.1 水平井施工难点2.1.1 地质油藏要求高A29H1 2 口邻井水平井生产效果不佳，A7M井投产后高含水，A29 井投产由于出砂关井。A29H1设计着陆要求高，8.5 in（215.9mm）半井眼中完井深1 787 m，井底井斜 90，垂深 1 0
9、24.1 m，油水界面垂深 1 032.42 m，考虑到避水要求，井筒轨迹需控制在储层顶 0.5 1 m内。2.1.2 实钻水平段施工难度加大水平井着陆时仅钻遇储层顶部厚度约 2.0 m物性较好的油层，下部储层物性有变差的趋势，为了避免接近油水界面导致侧钻，套管下至 1 776 m，着陆在储层顶部 2.0 m的油层内，储层中下部物性差，并且需要避水，井位位于构造边部，河道变化难以预测。为保证开发效果，主观上不允许此井有任何闪失。2.1.3 工程风险大本井难点在于钻出套管后需要立即以大于 4.5 狗腿实施增斜，综合考虑到水泥环风险，弃用马达，优选旋转导向工具，以期达到平滑控制井眼轨迹的目的。水平
10、段施工难点在于贴近储层顶部物性较好油藏，钻进和调整轨迹远离底水界面。2.2 探边工具特点渤海油田常用的探边工具（表 1）有斯伦贝谢的Periscope7-8、贝克休斯的AziTrak9、哈里伯顿的ADR10和中海油服DWPR11。探边工具 AziTrak 集成井斜/方位、电阻率方位电阻率、方位伽玛、井筒压力 ECD、井下振动与粘滑等模块，采用发射器发射电磁波，电磁波轴向屏蔽，径向进入地层。十字交叉接收线圈在均匀介质中信号为零，但在相对导电性地层界面，镜像激发产生次生磁场。通过测量不同源距接收线圈间的感应电动势的幅度比或相位差，依靠反演运算可转换为对地层信息定性、定量解释所需的可测量电阻率和导电
11、界面两类地层信息，以帮助判断地层界面的远近和方位。其实际探测深度取决于钻遇地层电阻率及其与围岩电阻率的比值，所钻遇地层电阻率越高，与围岩对比值越大，探测深度也就越大（图 2）。表 1 探边工具技术指标对比Tab.1 Comparison of technical indexes of boundary de-tection tools仪器/技术指标AzitrakADRPeriscopr/Periscope HDDWPR仪器尺寸/mm475/675475/675475/675475/675/800探边深度17 ft18 ft15 ft/21 ft22.3 ft电阻率探测深度（10m）48 in1
12、20 in65 in144 in频率2 MHz/400 kHz2 MGz/500 kHz/125 kHz2 MGz/400 kHz/100 kHz2 MGz/400 kHz/100 kHz测量模式四发/四收 六发/三收六发/四收四发/四收电磁全分量否否是是地址信号相对值否是是是电阻率成像否是否是各向异性成像否否否是 注：1ft=0.304 8 m，1in=25.4 mm。图 2 AziTrak探边边界距离Fig.2 Boundary distance of Azitrak3 应用效果分析A29H1 井选用旋转导向与AziTrak探边工具组合的方式进行水平井钻井实施（图3），主要依据A29 井建
13、立地质导向模型，目标砂体上下部泥岩电阻率约2.0，伽玛值大于 80.0 API；目的层电阻率20.025.0，伽玛范围 60.0 API左右。水平段钻进中将根据探边工具及其他随钻曲线预判地层趋势，提前调整轨迹；33 2023 年 2 月在保障油柱高度及物性好储层钻遇率的同时，避免大狗腿度和过于频繁的轨迹调整，以保证后期完井作业顺利进行。图 3 钻井组合示意图Fig.3 Schematic diagram of drilling assembly风险井段应对策略 12 段：钻到底钻出尾管斜后（测深 1 672.0 m，垂深 1 018.0m）实测近钻头井斜约 85，钻至斜深 1 676 m开始先
14、全力增斜。于1 685 m垂深 1 018.99 m增到 87 后稳斜找层，AziTrak探边工具探测显示距离储层顶 0.15 m，为陆地随钻决策提供了可靠依据。继续钻进 2 m，于测深 1 687 m（垂深 1 019.12 m）进入储层后增斜到 89 钻进。待AziTrak 探边工具进入储层后，探边显示轨迹位于砂体中部，距离上下围岩边界各约 1 m。据此AziTrak探边结论，下部低阻层非薄夹层，而是有一定厚度的泥岩，并且明确好储层厚度 2.0 m与着陆的一致性。风险井段应对策略 24 段：在储层厚度 2.0 m的条件下，利用 AziTrak 探边工具探测的可靠性和零长短特性，根据储层边界
15、实时调整钻井轨迹，确保钻头在储层中部钻进。测深 1 775 m，垂深 1 021.3 m，近钻头井斜 89.1，显示距储层顶部边界 2 m，据底部边界仍约 1 m，砂体有变厚趋势。测深 1 790 m，垂深1 021.4 m，近钻头井斜 89.5，AziTrak 探边显示距离上部边界约 1.5 m，下部边界“消失”。在此段水平段钻井过程中，砂岩储层垂厚 2 3 m，钻遇率 100%，完美发挥 AziTrak 探边工具零长段、储层沉积相刻画清晰特性。在与储层设计厚度存在较大差异的情况下，根据 AziTrak 探边资料结合实钻储层电性、物性、油气性质，确定储层横向连通连续性和纵向变化，好储层一定存
16、在，增强了后续水平段实施的决心和信心。风险井段应对策略 46 段：测深 1 861 m，垂深1 022.0 m，近钻头井斜 89.5，AziTrak 探边显示轨迹距离上部界面接近 0.6 m，轨迹下方 4.5 m一直未见下边界，砂体物性非常理想，远超预期，完成地质油藏目的。考虑节省油柱高度避水，增斜到 90 钻进，若钻遇泥岩立即完钻。测深 1 890.0 m，垂深 1 022.0 m，井斜90，轨迹距上界面0.29 m，下方4.5 m未见下边界，岩性仍为理想砂岩，按油藏设计井深完钻。此段根据 AziTrak 探边清晰刻画储层顶面使得避水高度达到极大值。本井用AzitrakAutotrak自测深 1 687 m着陆后开始进行水平段导向钻进，钻进到测深 1 890 m按设计完钻。在高风险的储层条件下，实现水平段 0 次地质循环，实钻水平段长度203 m，钻遇好储层203 m，储层钻遇率 100%；水平段最低油柱高度 10.5 m，较设计提高 2.5 m。油井投产后实现高产稳产，综合含水率为零（图 4）。图 4 A29H1 井地质导向模型图Fig.4 Geological guidance