2 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)研究綜述

　　國(guó)外經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)已經(jīng)成熟，具有先進(jìn)而完善的地質(zhì)導(dǎo)向硬件工具和與之配套的隨鉆地質(zhì)工程參數(shù)解釋與地質(zhì)導(dǎo)向應(yīng)用軟件系統(tǒng)，但由于技術(shù)壟斷，我們不可能從他們那里得到地質(zhì)導(dǎo)向鉆井核心技術(shù)。為了在現(xiàn)有儀器基礎(chǔ)上有效地實(shí)施地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，進(jìn)一步提高井眼軌跡在油層中的有效穿透率和油氣采收率，彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)地質(zhì)導(dǎo)向工具測(cè)量傳感器距離鉆頭較遠(yuǎn)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)存在空白等實(shí)際差距，依托中石化集團(tuán)公司項(xiàng)目“地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)研究”開(kāi)展了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)系列研究工作。在研究?jī)?nèi)容上，該項(xiàng)目主要圍繞水平井地質(zhì)導(dǎo)向測(cè)量參數(shù)隨鉆解釋系統(tǒng)研究、基于地質(zhì)導(dǎo)向的水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)研究、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井隨鉆預(yù)測(cè)理論與方法研究和基于地質(zhì)導(dǎo)向的井眼軌道設(shè)計(jì)與井眼軌跡控制軟件研制等四個(gè)方面進(jìn)行了深入研究。

　　2.1 水平井地質(zhì)導(dǎo)向測(cè)量參數(shù)隨鉆解釋系統(tǒng)研究

　　在文獻(xiàn)調(diào)研和方法研究基礎(chǔ)上，結(jié)合LWD儀器在勝利油田的實(shí)際應(yīng)用情況，以帶自然伽瑪和電阻率兩道參數(shù)的LWD系統(tǒng)為依托，以實(shí)時(shí)地質(zhì)參數(shù)為研究對(duì)象，以地質(zhì)測(cè)量參數(shù)實(shí)時(shí)解釋為研究目標(biāo)，研制成功了水平井地質(zhì)導(dǎo)向測(cè)量參數(shù)隨鉆解釋系統(tǒng)。
研究主要取得了三方面的研究成果：

　　1）通過(guò)開(kāi)展隨鉆測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化和斜井校正方法研究，實(shí)現(xiàn)了LWD曲線與直井曲線的對(duì)比分析；

　　2）利用隨鉆測(cè)井資料與相鄰井對(duì)應(yīng)層位測(cè)井曲線上具有相似性為基礎(chǔ)的相關(guān)對(duì)比技術(shù)，從方差分析和極值分析的角度出發(fā)，采用一種直觀實(shí)用的適合于對(duì)稱型和非對(duì)稱型兩類曲線分層的數(shù)理統(tǒng)計(jì)法?極值方差聚類分層法，完成了在鉆井的儲(chǔ)層自動(dòng)劃分以及與鄰井層位的對(duì)比連線；

　　3）根據(jù)目前隨鉆測(cè)井資料不全的實(shí)際情況，綜合利用在鉆井自然伽瑪、電阻率和鄰井資料，建立了無(wú)孔隙度測(cè)井資料條件下的孔隙度解釋模型，在很大程度上彌補(bǔ)了無(wú)孔隙度測(cè)井資料的缺陷，從而實(shí)現(xiàn)本井鉆遇地層孔隙度、滲透率、飽和度等儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)及流體性質(zhì)判別，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了隨鉆測(cè)井資料的實(shí)時(shí)解釋。

　　在理論分析和方法研究基礎(chǔ)上研制的水平井地質(zhì)導(dǎo)向測(cè)量參數(shù)隨鉆解釋系統(tǒng)，具有水平井測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化與斜井校正、地層對(duì)比、儲(chǔ)層參數(shù)解釋和流體性質(zhì)判別等功能以及設(shè)計(jì)新穎、操作簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，為井場(chǎng)隨鉆測(cè)井資料的實(shí)時(shí)解釋提供了強(qiáng)有力的工具和平臺(tái)，同時(shí)也為水平井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井提供了有力技術(shù)支撐。應(yīng)用結(jié)果表明，水平井地質(zhì)導(dǎo)向測(cè)量參數(shù)隨鉆解釋系統(tǒng)能夠較好地指導(dǎo)油氣藏評(píng)價(jià)和水平井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井施工，并取得了良好的地質(zhì)效果和經(jīng)濟(jì)效益，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　2.2 基于地質(zhì)導(dǎo)向的水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)研究

　　基于地質(zhì)導(dǎo)向的水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)是地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)的重要內(nèi)容之一。由于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)主要應(yīng)用于水平井鉆井，開(kāi)發(fā)那些薄油藏、厚油層頂部剩余油藏、復(fù)雜斷塊油氣藏、老油田長(zhǎng)期開(kāi)采剩余的邊底水構(gòu)造油氣藏、隱蔽油氣藏等復(fù)雜油氣藏，因此在進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向鉆井時(shí)，不僅應(yīng)滿足水平井的矢量中靶要求，而且要求中靶偏差很小（因?yàn)橛筒乇《�小）。然而，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的靶點(diǎn)位置具有不確定性，無(wú)法像幾何導(dǎo)向鉆井那樣直接進(jìn)行待鉆軌道設(shè)計(jì)，斷層、巖性尖滅、地層缺失、油藏較薄等情況使得水平井準(zhǔn)確中靶難度進(jìn)一步增大。合理的待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)可以在一定程度上降低中靶難度，提高鉆井成功率。

　　通過(guò)開(kāi)展地質(zhì)靶點(diǎn)不確定條件下中靶優(yōu)化設(shè)計(jì)研究、基于油藏可視化的水平井靶區(qū)軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)研究、水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)研究和摩阻扭矩預(yù)測(cè)分析研究等一系列的研究工作，提出了一套準(zhǔn)確而實(shí)用的中靶優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和基于油藏可視化的軌道設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的理論模型和計(jì)算模塊，解決了基于地質(zhì)導(dǎo)向的水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)待鉆軌道設(shè)計(jì)和靶區(qū)軌道設(shè)計(jì)的各種情況進(jìn)行了分析，將任意情況下的軌道設(shè)計(jì)分解為8個(gè)基本計(jì)算模塊，通過(guò)調(diào)用某個(gè)計(jì)算模塊或某些計(jì)算模塊的組合可以完成任意待鉆軌道和靶區(qū)軌道設(shè)計(jì)。

　　主要研究成果如下：

　　1）建立了油層垂深不確定條件下以“油層穿透率最高” 為目標(biāo)的地質(zhì)導(dǎo)向水平井中靶優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，有利于提高靶區(qū)水平段油層穿透率；

　　2）建立了地質(zhì)導(dǎo)向水平井軌道參數(shù)優(yōu)選模型，使得設(shè)計(jì)軌道具有最大的適應(yīng)油層垂深不確定性的能力；

　　3）提出了彈性桿撓曲線法設(shè)計(jì)多目標(biāo)靶區(qū)軌道的新概念和彈性桿撓曲線法靶區(qū)軌道設(shè)計(jì)方法，建立了理論計(jì)算模型，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算模塊，并與其他方法一起形成了完整的多目標(biāo)井靶區(qū)軌道設(shè)計(jì)方法；

　　4）針對(duì)水平井矢量靶的特點(diǎn)，建立了水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)理論模型，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的設(shè)計(jì)模塊，解決了水平井待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)中的矢量中靶問(wèn)題；

　　5）改進(jìn)并完善了摩阻扭矩計(jì)算理論模型，開(kāi)發(fā)了管柱在井眼中的摩阻扭矩分析計(jì)算模塊。