淺談錄井技術面臨的挑戰(zhàn)
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[時間:2009-03-25 中國錄井網 關注度:0]
摘要: 錄井技術是油氣勘探開發(fā)過程中的隨鉆技術,在建立地層剖面、發(fā)現(xiàn)和評價油氣層、指導工程安全施工等方面起到越來越重要的作用。地質錄井是錄井的根本任務,工程錄井、信息服務是錄井的拓展。但與其他相關專業(yè)相比,錄井技術發(fā)展相對緩慢。目前由于勘探開發(fā)...
錄井技術是油氣勘探開發(fā)過程中的隨鉆技術,在建立地層剖面、發(fā)現(xiàn)和評價油氣層、指導工程安全施工等方面起到越來越重要的作用。地質錄井是錄井的根本任務,工程錄井、信息服務是錄井的拓展。但與其他相關專業(yè)相比,錄井技術發(fā)展相對緩慢。目前由于勘探開發(fā)的難度增大、鉆井工藝的技術創(chuàng)新,對錄井技術提出了新的挑戰(zhàn)。
一、 日益復雜的油氣地質條件的挑戰(zhàn)
目前陸上39%的剩余石油資源和57%的剩余天然氣資源分布在深層。而且復雜地表環(huán)境區(qū)剩余油、氣資源占相當比例。全國陸上石油資源中27.26%分布在山地、黃土塬、沙漠和灘海、沼澤地區(qū)。全國天然氣資源中85.1%分布在地理條件復雜的海域、沙漠、山地、黃土塬和高原地區(qū)。這不僅在深度和廣度上為探井錄井增加了難度,更因為這些資源量有極強的隱蔽性。
老油氣田隨著勘探對象的變化,地質條件日益復雜,目的層具有高泥、高鈣、低孔低滲、薄互層、非均質性強、高溫高壓、高應力、鹽膏層等特點。油氣層的發(fā)現(xiàn)與評價難度不斷增加,如特殊巖性及隱蔽油氣藏、低壓低滲油氣藏、氣藏、油層及古潛山油氣藏、稠油油藏等在勘探程度比較高的老區(qū)已成為勘探的主攻方向,錄井行業(yè)扮演著越來越重要的角色,要求錄井這個專業(yè)要有較完善的、針對不同類型油氣藏的特色技術和理論方法,而目前錄井技術在一定程度上還不能滿足需求。
另外老油氣田隨著油田開發(fā)的不斷深入和綜合含水率越來越高,采用常規(guī)的分析手段對油層水洗程度、水淹狀況等方面的判斷已變得十分困難,特別是小層內由于巖性變化大,非均質性嚴重,水洗程度極不均一,給穩(wěn)油控水、提高采收率工作造成很大困難。如何發(fā)揮錄井資料的作用,為有針對性的采取工藝措施、提高采收率提供科學依據是擺在錄井工作者的難題。
勘探開發(fā)目標日益精細化,向錄井提出更高要求。不僅要及時、準確發(fā)現(xiàn)油氣顯示,而且要及時、準確解釋、評價油氣層、油氣性質。錄井行業(yè)還沒有形成完整的技術理論體系,大多數解釋評價技術只是停留小區(qū)域范圍內和經驗的水平上,因此缺乏發(fā)展的后勁和長遠的技術發(fā)展方向。
海相深層油氣勘探開發(fā)對錄井技術提出了新要求。地層具有含油氣層位較老、目的層埋藏深度大、地層傾角大(高陡地層常見)、地層巖性及壓力系統(tǒng)復雜(如常遇鹽膏層、砂礫巖層、裂縫性儲層、異常壓力層)、儲層巖性致密、含油氣非均質性強、局部高含硫、含CO2等特性。給錄井帶來了海相巖性鑒定難、復雜構造判斷難、斷層識別難、油氣層發(fā)現(xiàn)與收集難、儲層評價難、有利縫洞段的判斷難、地層壓力預報與監(jiān)測難、工程異常預報難等挑戰(zhàn)。
二、鉆井技術發(fā)展的挑戰(zhàn)
近年來鉆井技術發(fā)展較快、鉆井工藝發(fā)生了較大的變化,定向井及深探井增多,欠平衡鉆進、小井眼鉆井、空氣鉆井及高壓噴射等技術的應用越來越廣泛,這些復雜的鉆井工藝給錄井技術帶來新的挑戰(zhàn):
水平井鉆井和大位移井鉆井條件下的錄井技術
隨著油田勘探程度的不斷加深,勘探對象也由簡單構造變?yōu)閺碗s斷塊構造,為提高單井利用率,盡可能地多發(fā)現(xiàn)或多鉆穿油氣層,使得大位移井、水平井越來越受到重視。近年來我國水平井鉆井技術發(fā)展較快,鉆井數逐年增長,逐步形成了較完善的鉆井、完井配套技術。隨著水平井鉆井廣泛應用,大位移井技術也得到了較快發(fā)展。然而,大位移井、水平井的鉆井施工與直井相比有著相當大的風險性,如鉆井事故增多、鉆達地質目的的難度增大等,同時,大斜度大位移定向井、水平井鉆井也給現(xiàn)場錄井工作帶來了極大的困難:如巖屑混雜更加嚴重,代表性變差,造成巖性描述困難,油氣顯示層歸位難度增加,鉆時不能準確反映地層巖性和物性等等;而且大位移井、水平井鉆井為降低鉆具摩阻往往要使用有機鉆井液或混油泥漿,這又會極大的影響熒光錄井、氣測錄井的作用等等。所有這些因素都會降低錄井資料的采集品質、剖面歸位的準確性和油氣層解釋符合率,削弱現(xiàn)場錄井對鉆井的指導作用。
欠平衡鉆井條件下的錄井技術
欠平衡鉆井是二十世紀九十年代初在美國和加拿大發(fā)展起來的一種新的鉆井技術。欠平衡鉆井包括氣體鉆井、泡沫鉆井、普通泥漿(密度小于地層壓力梯度的水基、油基泥漿)欠平衡鉆井。目前在國外已得到大規(guī)模的應用,在我國也方興未艾,中原油田的文古3井、部1-34井等多口井己采用。該項技術不但可以最大限度地減少對儲層的損害,最大限度地發(fā)現(xiàn)低壓、低孔、低滲和隱蔽油氣藏,而且還可以避免惡性井漏、提高鉆井速度從而提高鉆井綜合效益。然而同時也給綜合錄井工作帶來了極大的影響和新的挑戰(zhàn),如巖屑樣品的采集與鑒定困難、油氣層判斷和資料收集較難、工程異常監(jiān)測預報難等。
超深井鉆井條件下的錄井技術
從上世紀80年代開始,我國塔里木盆地,鉆井深度就超過5000米,后來超過6000米的井屢見不鮮。2006年7月27日由華北石油局施工塔深一井完鉆,完鉆深度達8408米。目前,我國超深井、甚至超深水平井技術已經比較成熟。井超深易發(fā)生鉆具刺漏、刺泵、堵塞、掉水眼以及鉆具的遇阻、遇卡、溜鉆、斷鉆具、掉牙輪、井壁垮塌等鉆井事故,給工程事故預報帶來困難。
鉆井工程工藝的變化,改變了錄井工作所信賴的物質基礎,如巖屑混雜(甚至混入大量添加劑、原油、工業(yè)油等)、細。ㄉ踔翞榉勰⒎蹓m狀)、油氣散失、鉆時變化不明顯等等。鉆井技術的發(fā)展給錄井巖性的識別、分層定名、油氣的識別、油氣層評價,以及取心卡層工作都帶來極大的挑戰(zhàn)。
三、定量化、數字化、信息化對錄井技術提出新的要求
人們習慣于使用定量資料,它能以少量的幾個數字或曲線的形式準確、直觀地表述事物的特征,并用還能對不同的事物進行精確類比。錄井資料大部分為定性的,很多還是描述性的,資料類型非常繁雜多樣,并且不同地區(qū)、不同井、不同層位的錄井資料可比性較差。另外,面對繁雜多樣的錄井資料,如何利用數理統(tǒng)計運算和計算機處理等現(xiàn)代數字技術手段得出定量的評價結果,是目前一大技術難題。
錄井既是油氣發(fā)現(xiàn)的直接手段,又是儲層評價的第一手資料。及時、準確的錄井評價,將為儲層保護、完井方案的確定、測試選層、射孔井段確定及其他油藏工程作業(yè)提供強有力技術支撐。然而,目前錄井對儲層的解釋評價水平卻偏低,大多還停留在只對儲層巖進行含油級別定名這個水平上,對儲層流體性質難以做出準確的定量評價。目前錄井對儲層的評價主要靠經驗,沒有系統(tǒng)的理論支持。錄井只回答了“有沒有油氣”的問題,沒有很好的回答“是油還是氣,有多少,可動不可動”等問題,錄井還只是起著“發(fā)現(xiàn)”的作用。
由于鉆井現(xiàn)場為勘探開發(fā)提供了重要的第一手資料,國外各大石油公司重視鉆井現(xiàn)場信息的利用工作。目前國外20余個國家和地區(qū)進行井場數據的遠程傳輸。傳輸標準:WITS標準。傳輸方式:大多采用衛(wèi)星。面對國外信息化管理帶來的機遇和挑戰(zhàn),中國的石油企業(yè)也在積極部署,抓緊實施,近年來,國內各油田都在著手建立自己的井場資料共享平臺,并積累了大量數據資源。這些平臺采用的技術標準各不相同,數據庫內容具有各油田的特點。數據遠程傳輸方面,一般井大多采用CDMAGPRS方式進行,重點井或手機通訊盲區(qū)借助衛(wèi)星通訊方式 進行。與國外相比,國內井場信息化建設面臨如下問題:各油田資料整理不規(guī)范、數據庫標準和平臺技術標準不統(tǒng)一;綜合錄井儀數據接口不統(tǒng)一;“重建設、輕應用”現(xiàn)象不同程度的存在。
四、工程異常檢測預報對錄井提出的新的要求
目前綜合 錄井井下異常情況檢測90%服務于鉆井工程,但還存在著難以定量的問題。隨著綜合錄井工程參數應用更趨成熟,以及如井下實時地壓監(jiān)測、鉆具振動隨鉆檢測、氣體鉆進井下燃爆檢測等技術的逐漸成熟和應用,將為完善各種地質、工程條件下的異常情況檢測預報方法提供更準確可靠的依據是,為進一步體現(xiàn)錄井工程的作用,擴大錄井技術的服務范圍發(fā)揮不可替代的作用。
五、 經濟的發(fā)展對錄井提出了挑戰(zhàn)
錄井工程作為油氣勘探開發(fā)中重要的一環(huán),長期以來處于邊緣化的地位,未受到應有的重視,錄井工程價格體系不合理。另一方面,隨著勘探開發(fā)難度越來越大,各種裝備、技術措施、安全環(huán)保設施不斷增加。各錄井公司均存在員工收入偏低,人才流失嚴重,影響職工隊伍穩(wěn)定,制約了錄井工程的發(fā)展和技術進步。