李进步，吴小宁 （中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心 ）低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安710018

魏千盛，陈龙，杨映州 （中石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古 乌审旗 017300）

赵忠军 （中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心 ）低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地西北部地区，构造位置属于伊陕斜坡，勘探面积约4×104km2。截至2012年底，苏里格气田累计探明储量 （含基本探明）34943.4×108m3，形成产能210×108m3/a，成为我国名副其实的第一大气田。为提高苏里格气田的开发效益，2009年开始进行水平井规模开发试验，通过4年的开发实践，水平井优化布井技术、地质导向技术不断完善，水平井单井产量已超过了同等储层条件下直井的3倍以上，水平井开发技术已成为苏里格气田提高单井产量及开发水平的主要手段［1～3］。然而苏里格气田西区受生烃强度低及储层非均质性强等因素影响，储层内束缚水、毛细管水及自由水在平面上相对独立，无统一气水界面，这些因素为苏里格气田西区水平井开发带来较大的挑战［4～6］。截至2012年底，苏里格西区累计完试水平井40口，其中18口不同程度产水，平均产水量20.6m3/d，个别井超过了100m3/d。储层出水严重影响了水平井产能的发挥，因此在储层气水关系复杂地区完善水平井导向技术、优化水平段钻井轨迹迫在眉睫。为此，在苏里格气田西区首次试验随钻电磁波电阻率仪器，取得了较好效果，为提高苏里格气田水平井地质导向技术积累了宝贵经验。

1 仪器简介

一直以来，苏里格气田水平井随钻仪器主要为MWD（measure while drilling，随钻测量）＋随钻自然伽马。作为分析砂泥岩地层重要指标的自然伽马数据比钻头实钻井深滞后14m，且测得的自然伽马并非地层自然伽马的真实数值，仅能反映钻遇地层自然伽马的相对高低。钻进过程中主要综合岩屑、钻时、气测、自然伽马资料等进行地层识别及地质导向［7～9］。该随钻系统在钻遇含水层时不能及时有效地识别地层，给气水关系复杂地区水平井地质导向带来较大困难。

随钻电磁波电阻率作为含水储层综合评价的一种有效方法，目前在国内部分油田进行试验应用取得了良好效果［10～12］。首次在苏里格气田试验应用的随钻电磁波电阻率仪器 （WPR，wave propagation resistivity）采用两种工作频率 （2MHz和400kHz）同时工作，能提供8条不同探测深度的电阻率曲线，地层对比研究中主要采用浅侧向电阻率及深侧向电阻率2条曲线。WPR与MWD、随钻自然伽马共同组成井下电磁波电阻率随钻测井系统，其电阻率测点零长9m，伽马测点零长10.91m，定向测点零长12.65m，仪器串长度20.1m。该随钻系统与苏里格气田主要应用的随钻仪器相比具有以下优势：①旋转阀脉冲器泄流通道较大，信道稳定性、可靠性高；②参数测量部分的伽马、电阻率仪器性能稳定，精度高，与EILog（express and image logging，快速与成像测井）对比相关性较好，能反映地层真实的岩石物理特性；③应用了最佳的对称补偿方法，能准确求取地层真电阻率，详细描述地层径向剖面，为精确判断油/气水层提供可靠参数；④电池连续工作时间可达130h以上，可以在更换钻具时更换电池，不影响钻井周期；⑤仪器测点零长比常规随钻系统短5m，水平段钻遇泥岩或致密层可更早做出调整。

2 应用实例

试验井苏48－AH1井位于苏里格气田苏48区块中南部，目的层位为二叠系下石盒子组盒八段（P2sh8），设计水平段长度1500m，方位0°（图1）。设计目的层砂体厚度约19m，入靶垂深3579.8m，入靶点位于目的层砂顶以下10m处。钻进过程中自井深3039m开始进行随钻电磁波电阻率测井，每0.1m一个测点。地质导向过程中紧密结合测井、录井资料，综合利用构造分析、岩性、厚度及地层对比等多种方法，确保水平井一次成功入靶及水平段实施效果良好。

图1 水平井入靶过程中地质导向跟踪图

2.1 入靶过程中的地质导向

水平井入靶导向坚持 “标志层多级控制、关键点提前预判、变化点及时调整”的原则。自二叠系石千峰组 （Psq）底部开始密切跟踪水平井钻井剖面，与邻井进行小层精细对比，准确判断所钻地层位置，逐级预测水平井入靶点垂深。进入目的层砂体后根据气层厚度及气测值响应特征，并结合工程参数，最终确定入靶点位置。

苏48－AH1井钻进过程中Psq底部及石盒子组 （Psh）地层随钻电阻率曲线特征与邻井苏48－A井具有非常好的对应性 （图1），结合自然伽马曲线及岩屑 （岩性）剖面，可以精确判断钻头所处地层位置，从而准确预测目的层砂顶及入靶点垂深，确保水平井一次顺利入靶。该井实际入靶井深3795m，垂深3582.0m，井斜89.5°，全烃峰值14.9920%，平均5.5173%。

2.2 水平段钻进过程中的地质导向

水平段地质导向主要根据砂体叠置关系、沉积相变化趋势及微幅构造进行预测，提前预测储层变化并进行有效调整，确保水平段较高的有效储层钻遇率。

根据邻井资料对比分析，苏48－AH1井水平段目的层的气层厚度8～10m，构造平缓。水平井入靶位置处于目的层顶部位置，因此水平段以89.5～90°进行钻进。钻进过程中电阻率与气测值呈较好的正相关性。井深4100m处钻时、自然伽马、岩屑均无变化，而气测和随钻电阻率陡然降低，与苏48－A井底部含气层段电阻率特征一致。结合厚度分析认为，该处构造略微抬升，因此及时制定调整方案，将井斜增至90.5～91°之间，垂深上升1m；至井深4330m时，随钻电阻率与气测明显上升 （表1、图2）。该井水平段钻遇的干层段自然伽马与气层段无明显差别，若无随钻电磁波电阻率仪器，则很难判断目的层微构造变化并做出有效调整。该井最终完钻井深5303m，水平段1508m，录井显示砂岩1508m，砂岩钻遇率100%，气层1110m，气层钻遇率73.6%。

表1 苏48－AH1井水平段随钻参数及实施意见调整表

图2 苏48－AH1井水平段随钻跟踪剖面

3 几点认识

3.1 测井系统的随钻自然伽马测量值真实可靠

目前苏里格气田水平井随钻自然伽马仪器给出的测量结果大多为定性的，其测得的自然伽马值不能反映地层真实自然伽马值，仅能反映砂泥岩自然伽马值的相对高低；随钻自然伽马的大小与缆测自然伽马 （通常意义上的自然伽马都是指缆测自然伽马）仪器的测量值难以统一，仅能达到趋势上基本一致。因此随钻自然伽马测量值仅能提供对地层进行定性分析的依据，不能为定量解释地层提供准确的资料（图3）。该次研究应用的井下电磁波电阻率随钻测井系统中的随钻自然伽马仪器测量原理与缆测自然伽马仪器完全相同，均以地层的自然放射性为基础，在进行随钻测井过程中，自然伽马探测器将探测到的地层伽马射线的强弱转换成电脉冲信号，并通过泥浆传到地面，其测量值能反映地层的真实自然伽马值。由图4可知，随钻自然伽马与完井缆测自然伽马相比，其值的大小及幅度基本一致 （由于受钻铤屏蔽作用的影响，随钻自然伽马比缆测自然伽马略微偏低）；苏48－AH1井随钻自然伽马曲线与岩屑录井资料匹配性较好，泥岩自然伽马值83～135API，砂岩自然伽马值24～89API，砂泥岩界面清晰可靠。

图3 常规仪器随钻自然伽马与缆测自然伽马对比图

图4 苏48－AH1井电磁波电阻率随钻测井系统的随钻自然伽马与缆测自然伽马对比图

3.2 随钻电阻率地层响应特征明显

苏48－AH1井自随钻电阻率测量井段开始，全程跟踪对比岩屑录井与随钻电阻率响应特征。对比结果表明：泥岩段表现为低电阻率、高自然伽马特征；砂岩段表现为高电阻率、低自然伽马；气层段电阻率急剧升高，深侧向电阻率与浅侧向电阻率异常值增大，表现为高电阻率、低自然伽马特征（表2，图5）。

表2 苏48－AH1井随钻电阻率与地层响应特征参数表

3.3 随钻电阻率与缆测电阻率对应性好

由苏48－AH1井随钻电阻率与缆测电阻率对比 （图6）可知，两者符合较好，曲线形态一致。由于随钻电阻率受泥浆侵入影响较小，其数值更接近地层真实情况。从该井深侧向电阻率与浅侧向电阻率数值上来看，随钻电阻率比缆测电阻率数值略大。此外，在气层段随钻电阻率与缆测电阻率均表现为明显的正异常，随钻电阻率异常值较大。

图5 苏48－AH1井随钻地层剖面

图6 苏48－AH1井随钻电阻率与缆测电阻率对比剖面

3.4 随钻电阻率可为射孔段优选提供重要参考信息

大量研究表明，苏里格气田出水井Psh8储层电性参数在电阻率－声波时差交会图中表现为低阻特征。因此，为减少试气、生产过程中出水对水平井产能的影响，苏48－AH1井在改造方案的设计过程中综合录井、随钻测井、综合测井解释等资料，避开4100～4330m低阻段，最终优选了15段进行压裂改造，试气无阻流量71×104m3/d。

4 结论及建议

WPR（随钻电磁波电阻率仪器）性能稳定、精度高，能反映地层真实的岩石物理特性，精确判断气水层，详细描述地层径向剖面，准确求取地层真电阻率，实现钻遇地层的含水性分析。实践表明，WPR在气水关系复杂区水平井导向过程中可为地质导向人员提供可靠依据，导向人员可根据随钻参数对地层特征及地层变化作出准确判断，及时进行轨迹调整，有效避开含水储层。该仪器具备在储层气水关系复杂区水平井地质导向中推广应用的条件。建议在苏里格气田进行随钻孔隙度测井系列试验，待条件成熟后逐步由随钻测井取代完井缆测，从而降低测井风险，缩短建井周期，提高气田开发水平。

［1］何光怀，李进步，王继平，等 .苏里格气田开发技术新进展及展望 ［J］.天然气工业，2011，31（2）：12～16.

［2］李建奇，杨志伦，陈启文，等 .苏里格气田水平井开发技术 ［J］.天然气工业，2011，31（8）：60～64.

［3］欧阳诚，杜洋，彭宇，等 .苏里格气田水平井地质导向的意义及技术研究 ［J］.天然气勘探与开发，2011，34（3）：69～71.

［4］窦伟坦，刘新社，王涛 .鄂尔多斯盆地苏里格气田地层水成因及气水分布规律 ［J］.石油学报，2010，31（5）：767～772.

［5］金文辉 .苏西48区盒8段气水分布规律 ［D］.成都：成都理工大学，2010.

［6］王波，陈义才，李小娟，等 .苏里格气田盒8段气水分布及其控制因素 ［J］.天然气勘探与开发，2010，33（2）：29～33.

［7］赵占良，白建文，胡子见，等 .苏里格气田薄产层水平井地质导向技术研究 ［J］.钻采工艺，2010，33（4）：10～12.

［8］杨锦舟 .基于随钻自然伽马、电阻率的地质导向系统及应用 ［J］.测井技术，2005，29（4）：285～288.

［9］周明生，唐海全，李继红 .随钻电阻率仪器在地质导向钻井中的应用 ［J］.化学工程与装备，2011，（4）：71～72.

［10］李培泉.CPR地质导向仪器在高43平60井中的应用 ［J］.中国西部科技，2009，8（13）：28～30.

［11］杨晓峰.CPR随钻测井系统在薄油层中的应用 ［J］.特种油气藏，2011，18（2）：129～131.

［12］许泽瑞，汪忠浩，王昌学，等 .随钻电阻率测井响应分析与应用 ［J］.岩性油气藏，2012，24（3）：93～98.

［编辑］ 龙舟