2 地質導向鉆井工藝技術研究綜述

　　國外經過近十年的發展，地質導向鉆井技術已經成熟，具有先進而完善的地質導向硬件工具和與之配套的隨鉆地質工程參數解釋與地質導向應用軟件系統，但由于技術壟斷，我們不可能從他們那里得到地質導向鉆井核心技術。為了在現有儀器基礎上有效地實施地質導向鉆井，進一步提高井眼軌跡在油層中的有效穿透率和油氣采收率，彌補國內地質導向工具測量傳感器距離鉆頭較遠、應用軟件系統存在空白等實際差距，依托中石化集團公司項目“地質導向鉆井工藝技術研究”開展了地質導向鉆井工藝技術系列研究工作。在研究內容上，該項目主要圍繞水平井地質導向測量參數隨鉆解釋系統研究、基于地質導向的水平井待鉆井眼軌道校正設計研究、地質導向鉆井隨鉆預測理論與方法研究和基于地質導向的井眼軌道設計與井眼軌跡控制軟件研制等四個方面進行了深入研究。

　　2.1 水平井地質導向測量參數隨鉆解釋系統研究

　　在文獻調研和方法研究基礎上，結合LWD儀器在勝利油田的實際應用情況，以帶自然伽瑪和電阻率兩道參數的LWD系統為依托，以實時地質參數為研究對象，以地質測量參數實時解釋為研究目標，研制成功了水平井地質導向測量參數隨鉆解釋系統。
研究主要取得了三方面的研究成果：

　　1）通過開展隨鉆測井資料標準化和斜井校正方法研究，實現了LWD曲線與直井曲線的對比分析；

　　2）利用隨鉆測井資料與相鄰井對應層位測井曲線上具有相似性為基礎的相關對比技術，從方差分析和極值分析的角度出發，采用一種直觀實用的適合于對稱型和非對稱型兩類曲線分層的數理統計法?極值方差聚類分層法，完成了在鉆井的儲層自動劃分以及與鄰井層位的對比連線；

　　3）根據目前隨鉆測井資料不全的實際情況，綜合利用在鉆井自然伽瑪、電阻率和鄰井資料，建立了無孔隙度測井資料條件下的孔隙度解釋模型，在很大程度上彌補了無孔隙度測井資料的缺陷，從而實現本井鉆遇地層孔隙度、滲透率、飽和度等儲層參數的計算和儲層評價及流體性質判別，進而實現了隨鉆測井資料的實時解釋。

　　在理論分析和方法研究基礎上研制的水平井地質導向測量參數隨鉆解釋系統，具有水平井測井資料標準化與斜井校正、地層對比、儲層參數解釋和流體性質判別等功能以及設計新穎、操作簡便、功能強大等特點，為井場隨鉆測井資料的實時解釋提供了強有力的工具和平臺，同時也為水平井地質導向鉆井提供了有力技術支撐。應用結果表明，水平井地質導向測量參數隨鉆解釋系統能夠較好地指導油氣藏評價和水平井地質導向鉆井施工，并取得了良好的地質效果和經濟效益，具有較高的推廣應用價值。

　　2.2 基于地質導向的水平井待鉆井眼軌道校正設計研究

　　基于地質導向的水平井待鉆井眼軌道校正設計是地質導向鉆井工藝技術的重要內容之一。由于地質導向鉆井技術主要應用于水平井鉆井，開發那些薄油藏、厚油層頂部剩余油藏、復雜斷塊油氣藏、老油田長期開采剩余的邊底水構造油氣藏、隱蔽油氣藏等復雜油氣藏，因此在進行地質導向鉆井時，不僅應滿足水平井的矢量中靶要求，而且要求中靶偏差很�。ㄒ驗橛筒乇《��。�。然而，地質導向鉆井的靶點位置具有不確定性，無法像幾何導向鉆井那樣直接進行待鉆軌道設計，斷層、巖性尖滅、地層缺失、油藏較薄等情況使得水平井準確中靶難度進一步增大。合理的待鉆井眼軌道校正設計可以在一定程度上降低中靶難度，提高鉆井成功率。

　　通過開展地質靶點不確定條件下中靶優化設計研究、基于油藏可視化的水平井靶區軌道優化設計研究、水平井待鉆井眼軌道校正設計研究和摩阻扭矩預測分析研究等一系列的研究工作，提出了一套準確而實用的中靶優化設計方法和基于油藏可視化的軌道設計方法，開發出了相應的理論模型和計算模塊，解決了基于地質導向的水平井待鉆井眼軌道校正設計問題。同時，對待鉆軌道設計和靶區軌道設計的各種情況進行了分析，將任意情況下的軌道設計分解為8個基本計算模塊，通過調用某個計算模塊或某些計算模塊的組合可以完成任意待鉆軌道和靶區軌道設計。

　　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” 為目標的地質導向水平井中靶優化設計模型，開發出了相應的優化設計模塊，有利于提高靶區水平段油層穿透率；

　　2）建立了地質導向水平井軌道參數優選模型，使得設計軌道具有最大的適應油層垂深不確定性的能力；

　　3）提出了彈性桿撓曲線法設計多目標靶區軌道的新概念和彈性桿撓曲線法靶區軌道設計方法，建立了理論計算模型，開發了相應的計算模塊，并與其他方法一起形成了完整的多目標井靶區軌道設計方法；

　　4）針對水平井矢量靶的特點，建立了水平井待鉆井眼軌道校正設計理論模型，開發了相應的設計模塊，解決了水平井待鉆井眼軌道校正設計中的矢量中靶問題；

　　5）改進并完善了摩阻扭矩計算理論模型，開發了管柱在井眼中的摩阻扭矩分析計算模塊。