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涪陵頁巖氣田開發采用長水平段水平井鉆井工藝，一般穿越水平段長1,500~2,000m。隨著涪陵頁巖氣田勘探開發深入，工區部署井轉向 2,800m 深的中深層。涪陵中深層頁巖地層傾角一般大于 10° ，有的甚至達到 40° ，地質導向難度加大，主要表現為構造變形強、斷裂發育、優質頁巖段區域窄、地層傾角規律性差，“常規螺桿 + 隨鉆 LWD”導向工具測量盲區超過 15m，且水平段自然伽馬曲線幅度差小， 目的層追蹤對比困難，井身軌跡的不可逆性和調整難度大，給地質導向帶來了挑戰。

 

研究適應更深地層的地質導向技術

 

地質導向的核心工作是在鉆進過程中，利用地質錄井資料和隨鉆井眼軌跡參數，結合地下地層及構造特征進行隨鉆監控、層位對比，實時識別地質目標，引導鉆頭向地質目標鉆進，完成水平井鉆探。地質導向技術經過前人大量的研究與實踐逐步成熟，在涪陵頁巖氣田中深層地質導向中迫切需要解決的是規范導向工作流程，找出切實可行的合理導向方法，實現鉆頭更多的在優質頁巖儲層中穿行。為了實現快速導向，解決常規 LWD 導向工具測量盲區長和隨鉆井眼軌跡參數測量相對滯后的問題，引入近鉆頭隨鉆伽馬測量工具，并借助 SGA-850 頁巖氣水平井地質導向工具軟件實現快速成圖。根據涪陵頁巖氣田中深層地質特征和導向工作目標，梳理導向常見方法，規范整個地質導向過程分為地質建模、精細地層對比、靶點確定、水平段軌跡控制等步驟，核心是“三圖一表”。所謂“三圖一表”是指錄井綜合柱狀圖、鄰井垂深對比圖、地質模型與井眼軌跡導向圖和地層跟蹤導向表。

 

具體導向方法
 

地質建模包括鉆前資料收集、選擇導向對比標準井及地質建模。資料收集：區域地質構造圖、鄰近已鉆井測錄井數據、待導向井地震剖面圖、待導向井鉆井設計書；確定導向對比標準井、參考井：收集導向對比標準井、參照井鉆時、巖屑、氣測、測井資料；根據收集資料分析待導向井水平段對應鄰井位置；梳理待導向井目的層厚度及橫向變化情況；明確目的層測錄井響應特征、找出該區域穩定標志層，制定靶點預測方案；利用標準井和設計數據，結合區域地質資料、待導向井地震資料建立待導向井導向地質模型，根據待導向井實鉆取得的巖性、鉆時、氣測、井斜、隨鉆伽馬數據實現待導向井模型動態調整，需要特別注意的是構造邊緣井初期建模對地震資料品質依賴較強，初期靶點、井斜角、軌跡設計主要依據地震、鄰井資料，應根據實鉆地層情況對軌跡方案及時進行動態調整。

 

精細地層對比，地質導向的基礎是精細地層對比，根據涪陵頁巖氣田地震資料及已鉆井目的層龍馬溪組下段—五峰組巖性組合及電性特征，通過井間小層對比，梳理涪陵頁巖氣田目的層段及上方地層的典型標志層，為整個導向過程提供參考；標志層在各井間有不同程度的缺失和變化，因此在地質導向中需要選擇區域標準井、待導向井鄰近井作為對比井，采取逐層拉平對比，逼近式推進，如遇標志層缺失或變化，需積極尋找缺失標志層附近上、 下層其它地層錄井巖屑、 氣測、隨鉆伽馬和井眼軌跡測量參數變化特征，增加次要標志層及細微變化控制點，最終確定著陸點。靶點確定，靶點確定現場一般采用等厚法（垂厚）法。等厚對比法就是在確定地層對比標志的基礎上借用選取對比標準井的厚度，進行綜合分析和計算， 預測目的層頂底界的動態位置，及時提出靶點、井斜角、軌跡設計等調整方案，引導施工鉆頭以較理想角度入靶。

 

水平段軌跡控制，水平段軌跡控制分為單斜型和復雜型地層控制兩種情況。一般情況下，實鉆過程中沿軌跡方向的地層產狀是經常變化的，應及時收集隨鉆資料，根據目的層龍馬溪組下段—五峰組標志層（點）進行對比，判斷鉆頭所處的位置，實時監控水平段軌跡，對地層變化提前預測，利用不同地層傾角條件下與井斜的合理匹配關系控制水平段在設計層位穿行。井斜控制方法：距離最優氣層 20m 以內，控制軌跡與地層夾角 2~3°下切地層；距離最優氣層 10m 以內，控制軌跡與地層夾角 1~2° 下切地層；距離最優氣層 5m 以內，控制軌跡與地層夾角 1° 下切地層；進入最優層中部后，將軌跡與地層夾角控制在 ±0.5° ，保持軌跡盡量平滑。

 

應用效果
 

在涪陵頁巖氣田平橋、等區塊利用“涪陵中深層頁巖氣水平井快速地質導向方法”開展快速地質導向，試驗 14 口井，達到頁巖儲層平均穿越率 99.2%，優質頁巖層段平均穿越率 93.0%，導向效果明顯。其中，J188-2HF 井采用該方法引導鉆頭在志留系龍馬溪組—奧陶系五峰組鉆水平段長 2,065.0m，含氣頁巖層段占比達到 100%，優質頁巖氣儲層占比 99.3%，完井壓裂試氣獲產能超過 20×10 4 m 3 /d，成為工區地質導向服務的樣板和標桿。好 的 作 圖 工 具 軟 件 是 實 現 隨鉆快速地質導向成圖的基礎，推薦頁巖氣水平氣井地質導向同仁使用SGA-850 頁巖氣水平井地質導向工具軟件。涪陵中深層頁巖氣水平井長水平段地質導向的關鍵是地層精細對比，掌握目的層段及其上方的標志層的變化特征，是提高優質頁巖層段穿越率的有效手段。用好以地層精細對比為基礎的“四步導向流程”和“三圖一表”現場快速導向工作方法，以及優選靶點確定方法和水平段軌跡控制服務技術是提高鉆井速度，降低勘探開發綜合成本的關鍵。