地质导向技术对煤层气开发的影响范文

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《能源与节能杂志》2014年第八期

1随钻地质导向技术体系

1.1前期地质分析收集井区已有的地质资料，已钻井的测录井资料，钻井层位信息。尽可能地收集齐全，加以分析利用。主要分析工作有以下几个方面：a)建立地层模型。建立煤层顶底板框架模型，刻画目的煤层构造形态，对水平井钻井实施过程中提供宏观构造约束；b)邻井地层对比。利用邻井测录井资料，建立沿水平井轨迹的地质导向模型。掌握主要层位的厚度、岩性特征；c)掌握随钻测录井设备工程参数。测井设备测点局钻头距离，气测录井、岩屑录井迟到时间，以便于预测井底钻头钻遇位置。

1.2随钻地质导向分析

1.2.1着陆段随钻地质导向以合适的井斜角度进入目的煤层，避免损失水平段长度。利用随钻伽马测井数据，参考岩屑及全烃数据计算目的煤层顶部表标志层厚度，并更新单井地质导向模型，指导水平段钻进。

1.2.2水平段随钻地质导向煤层顶底围岩以泥岩为主，煤层内部发育夹矸。井区泥岩、夹矸的伽马测井响应值在100API以上，煤层的伽马测井响应值在30API以下，检测随钻伽马数据，判断已钻地层所处位置，通过三维层面模型判断钻头前部地层走势，利用随钻气测录井、岩屑验证已钻揭示地层信息。综合推断井底钻头钻遇位置，并及时下达钻井轨迹调整指令，以保证钻井轨迹始终处于煤层有利位置。

1.3钻后地质评价通过对已钻地层资料的分析，更新完钻的地质导向模型，并将水平段模型中已揭示的煤层厚度进行统计，用于井区三维框架模型的更新，刻画目的煤层顶底板构造形态，以指导后续调整井的实施。

2在煤层气开发中的应用

T-1井组是在沁北某煤矿布置的第一组U型连通井组，由排采井T-1V和工程井T-1H两口井组成。通过实施U型水平井，验证U型水平井技术在七元矿区的实用性，为本区下一步的开发提供井型选择依据。

2.1作业描述T-1V井眼于井深741.62m～745.93m钻遇15＃煤层，厚4.31m。T-1H井井口距T-1V井洞穴水平位移823.98m，闭合方位270.33°。T-1H井于井深872.00m（垂深699.17m）进入15＃煤层，于井深1423.41m（垂深690.05m）与T-1V井洞穴连通。

2.2地质导向分析

2.2.1邻井分析与前导建模现场地质导向师根据收集到邻近煤田钻孔数据及钻井测录井数据，分析目的层15#煤层上部地层信息，并以T-1V井测井资料为主要参考，建立区块地层模型及T-1H井着陆段地质导向模型。根据地震资料获取的目的煤层高程图，T-1H井设计轨迹A靶点垂深为765.25m，而通过邻井钻井分层数据约束建立的设计轨迹地质导向剖面显示（如图2），A靶并未进入目的煤层，因此钻井作业前，地质导向工程师重新设计水平井轨迹，A靶加深至770.89m，重新建立着陆段地质导向模型图。

2.2.2随钻地质导向调整作业现场可提供判断钻遇地层的有效参数为以下四个：a)方位伽马。在顶底板围岩伽马测井响应数值大于煤层伽马测井响应数值，当钻头从煤层顶部钻出时，顶伽马曲线值变高，低伽马曲线值不变，钻具从顶部钻出煤层过程中后，低伽马值逐渐变高[3]。当钻头从煤层底部钻出时，低伽马曲线值变高，顶伽马曲线值不变，钻具从底部钻出煤层过程中后，顶伽马值逐渐变高；b)气测录井。据本区以往钻井经验，目的煤层15#中，全烃范围在30%～50%之间；气测值受钻时、循环时间、开关泵等因素影响；c)岩屑录井。根据岩屑资料来验证井下钻遇的地层信息，目的煤层同时通过滴酸实验来判断是否钻遇本井顶板的灰岩；d)钻时。据以本区往钻井经验，煤层中复合钻进时，钻时为1.5min/m左右；煤层中滑动钻进时，钻时为5min/m左右。钻时受钻压、井底摩阻等因素影响。实钻过程中，现场工程师根据随钻测录井参数的变化，判断钻头钻遇地层，更新地质导向模型以预测钻头前方所钻遇地层[4]。通过向现场定向井工程师下达调整轨迹指令，提高保证实钻轨迹始终处于目的煤层内部，水平段煤层钻遇率。

2.3煤层钻遇效果T-1H井水平段进尺751.4m，其中全部钻遇在15#煤层的层内，全井段钻遇15#煤层内部夹矸长度56.2m，优质煤层钻遇率为92.52%，符合钻井设计要求（如图4）。

3结语

实践证明，随钻地质导向技术指导煤层气开发有着重要作用，在区域地质资料不完备的情况下，通过对煤田钻孔数据、邻近钻井资料的综合利用，建立三维地质模型，在地质模型宏观约束条件下，建立沿井轨迹的地质导向模型，用于指导水平井的钻井实施，通过利用随钻伽马和录井资料，能够高效、直观地判断井下钻头钻遇地层位置，进而更新地质导向模型，指导水平井的轨迹调整，保证了煤层钻遇率。

作者：张春泽单位：中海油田服务股份有限公司