页岩气水平井钻井随钻地质导向方法研究

张威

摘要：随着我国油气资源的不断前进发展，页岩气已经更成为了一个很重要的资源。本次论文基于此背景研究页岩气水平井钻井随钻地质导向问题，研究主要将结合当前我国在页岩气水平井的开发情况，对页岩气水平井随钻地质导向的过程中比较关键的技术及技术的难点进行分析，提出了一系列的关键技术，主要目的是希望可以帮助推动我国在页岩气水平井的进一步向前发展奠定稳定的基础。

根据研究显示：在页岩气水平井钻井作业的过程中，随钻地质导向技术主要存在五大难点问题，分别是纵向靶窗小、靶点精确预测难度大、对比标志层选取难度大、气测资料失真以及仪器盲区影响，因此，相关工作人员需要从靶点深度预测、入靶角论证以及水平段导向三个角度入手，采取合理的技术方案，为推动我国页岩气的进一步发展奠定基础。

关键词：页岩气;水平井;钻井;地质导向;关键技术

1前言

近些年来，页岩气的快速发展已经促进了社会的进步，是促进社会发展很重要的来源之一，相信在不久的将来，我国会在页岩气开采和勘探这一块加派更多的人力和物力。其实在页岩气的开发过程中，水平井是一各很典型的发展类型，当然在进行水平井的开发任务之前，需要我们专业的勘探人员对要根据钻井附近的地质情况进行分析，然后进行井眼的轨迹进行全面细致的设计，之后施工人员根据设计的方案进行钻井作业^[1]。但是因为受到很多原因的限制，比如说资料不全，导致在井眼轨迹设计不周全，在实际的钻井作业中也达不到要求。而本文所讨论的地质导向方法它可以随着钻井作业的进度对地质的参数进行不断评价和对比，根据数据的评价和对比结果，对井眼轨迹的设计结果进行不断的修正，使得钻井作业可以达到预期的目标^[2]。

本次研究主要是对地质导向技术进行深入分析，主要是为了提升我国页岩气水平井的作业效率和质量，促进我国页岩井钻井技术的不断发展。

2页岩气水平井钻井随钻地质导向技术难点

2.1靶点精确预测难度大

在我国大部分地区，存在地质构造相对复杂，地质倾角也有较大变化的情况，在这样的地区进行井控作业相对困难，加之目前获得的地质资料精度相对较差，因此，根据地质结构进行箱体的计设和倾角设计都会出现较大的误差^[3]。另一方面，由于地质角度的变化较大，下倾的形成方面在钻井作业的过程中，根据地层的厚度出现明显的增加，上倾的形成方面在钻井的过程中，形成了明显的厚度将会显著降低，这给目标预测带来了一定的困难。

2.2对比标志层选取难度大

目前，随着伽马射线测井钻井技术在水库的过程指导已广泛应用，但其应用仍有一定的困难，以我们国家一个街区作为一个例子，页岩的厚度达到450m，在第三次钻井作业过程中，在沉积较严重的区域仅仅只出现了一条伽马曲线，在这种背景下，对于工作人员来说可以实际应用到的参数相对比较少，这样就很容易造成标志点的选取比较的困难。

2.3纵向靶窗小

通过对我国页岩气区块页岩气质量的分析后发现，大多数页岩气的优质页岩厚度都可达40米，但是如何在优质的页岩成里面选择最优质量页岩层进而确定最佳的箱体位置，这一要点对于随后的页岩气井生产任务产生重大影响，一般情况来说，工作人员可以将最优的页岩层的厚度设置为6m，但纵向靶窗相对较小，这可能会在钻井作业中造成分层问题发生^[4]。

2.4气测资料失真

在使用旋转导向钻井作业的过程中，装置速度相对较快，气体测量数据的可靠性相对较低，在钻井水平井的过程中钻具与井壁之间可能会出现一定的影响，另外，在水平段，岩石的破碎程度也会影响气井测井资料的出现，进而造成气井测井信息失真问题，当气测资料失真时，工作人员根据地质资料调整井眼轨迹的难度增加，这对于水平井的钻井作业而言十分不利^[5]。

2.5仪器盲区影响

在地质导向作业过程中，钻井和测井资料可以反映地质条件的形成，但在实际作业过程中，测井仪器与井底之间会存在10多米的盲区，这使得测井仪器无法对井底的地质资料进行全面的测量，如果伽马已经达到了箱体的边界，则此时钻井作业的钻头可能已经钻出了箱体。当钻头再次返回箱体时，钻进轨迹可能已经钻出箱体外钻进了40m左右，这使得钻进作业过程中箱体的钻遇率相对较低。由此可见，仪器的盲区也会对钻井作业产生严重的影响

3页岩气水平井钻井随钻地质导向关键技术

3.1靶点深度预测

靶区深度预测可分为构造预测、地层对比预测和地层倾角预测三部分。在钻井作业过程中，由于早期获取的地质数据精度较差，因此井控水平相对较低，严重影响地质导向，通过进行构造预测，构造图可以不断的被修正，在地质发育相对较为平缓的区域内，也可以直接通过构造预测对靶点的相关数据进行预测，但如果地质发育比较复杂，则利用构造预测进行靶点预测的难度会存在一定的风险。通过地层对比预测，可以清晰地识别标记物，并可以明确各标记物的特征，为下一步钻井作业提供地质依据

^[6]。通过对倾角的预测可以推断出目标层的深度，在地层结构相对较差的情况下，推断出的靶点深度数据相对较为可信。

3.2入靶角论证

相对于靶点深度的预测，入靶角的预测还需要相关地质资料与随钻测井资料相结合。目前，我国大部分页岩气区块页岩厚度发育情况较为清楚，可在入靶作业前利用标志层深度准确计算地层倾角。如果在进行钻井作业的过程中发现地层的倾角存在较大的变化，或者如果钻井过程的轨迹影响倾角的计算,操作员需要审查倾角根据标记的情况,对地层倾角进行复核，进而达到入靶角精确计算的目的。

3.3水平段导向

在进行水平段导向评价的过程中，工作人员首先需要进行三维地震预测，如果页岩地层的倾角变化相对较大，且构造发育属于微发育状况，则工作人员需要使用三维地震模型对水平段的导向状况进行指导，通过在水平段内切出一条剖面，然后对剖面状况进行深入分析，就可以获取地层的发育和倾角信息。同时，工作人员还需要对目标储层进行细化的分层，在进行细化分层的过程中，需要对实钻的轨迹进行准确的识别，然后才能实现箱体精细化控制的目的，进而使得水平段的地质导向更加精确^[7]。

结束语

通过本次研究可以发现，目前在页岩气水平井钻井作业的地质导向技术应用中仍然存在一定的问题，这些问题的存在对于页岩气水平井钻井技术的发展十分不利，因此，工作人员需要从靶点深度预测、入靶角论证以及水平段导向三项关键技术入手，采取多项有效措施，推动页岩气水平井钻井技术的进一步发展。

参考文献

[1]王国勇，魏斌，李明波，等.页岩气水平井压裂分段优化方法：，CN110714745A[P].2020.

[2]石晶穗萃，何英，吴宗蔚，等.CQ-IGS水平井一体化地质导向技术——以在长宁—威远国家级页岩气示范区的应用为例[J].天然气工业，2020，040(005)：43-49.

[3]廖勇，赵红燕，陈辉，等.页岩气水平井随钻地质导向入靶前轨迹控制方法：，CN108316859B[P].2019.

[4]江民盛，熊青山.随钻地质导向技术在钻井中的应用探析——评《钻井地质》[J].新疆地质，2019，v.37;No.144(04)：163-163.

[5]周勇.页岩气水平井钻井液技术的难点及选用探讨[J].中国化工贸易，2019，011(034)：62.

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[7]王军军.页岩气水平井钻井技术的研究及应用[J].中国石油和化工标准与质量，2019(7).