地质导向(Geosteering)是指在钻井过程中,根据各种地质资料,随钻测井及测量数据,实时地调整井眼轨迹的测量分析控制技术。从事地质导向的人员被称为地质导向师(Geosteering Engineer )。
以往水平井的开发过程是通过对区域地质、地震、测井和油藏资料的综合研究,结合工程施工的要求设计出井眼轨迹,然后交由现场施工人员去实施。但是钻前研究所使用的资料会产生地质不确定性,工程实施过程中会产生工程不确定性,上述不确定性往往会导致实钻过程中,沿着设计轨迹钻进的水平井不在油藏预期的位置或最佳的位置,从而影响了水平井着陆及水平段目的层的钻遇效果,以及影响到后期投产后采油或注水效果,进而影响到生产单位的投资回报。
地质导向的过程是互动的钻井方式,地质导向工程师利用高科技的随钻测井、随钻测量、定向工具及导向模型软件,在水平井的钻进过程中不断的进行对比分析和调整井轨迹,指挥钻进的方向,将井眼轨迹调整到预期层位或油藏最佳的位置,以达到最佳的产油(气)或注水效果。精确的地质导向可帮助油田提高钻井投资的回报。
在水平井钻进的过程中,地质导向人员需要与地质研究所、录井公司、钻井公司及相关技术人员及时沟通协调。根据现场掌握的第一手资料及时调整井眼轨迹。达到施工设计的地质、工程要求。从事地质导向的地质导向师,需要具有丰富的地质,油藏,测井,地震,及定向井施工等方面知识。
地质导向的本质就是地层对比。无论是在着陆阶段还是在水平段跟踪阶段,对于井轨迹的调整都是基于实时获得的数据与邻井或对地层已知认识(其也源于对邻井地层的认识)进行对比而实现的。在着陆阶段,主要是进行井间对比;在水平段阶段,主要是进行井内和井间对比。通过地层对比,可以克服构造不确定性、井轨迹工程误差所造成垂深误差及在认识上的偏差所造成的不利影响。而这些影响是单纯的利用地震等资料是无法解决的。因而目前主要基于地震资料的地质导向,尤其是对于薄层的地质导向、非均质性较强的目标层位的地质导向以及存在微幅构造区域的地质导向,往往达不到理想的效果。其原因是无法克服地震本身的误差和井轨迹所带来的误差影响。
地质导向的产生源于传统的几何钻井无法满足水平钻井的地质要求。这主要是因为地震、测量以及作业方法等带来的误差极大的影响了传统几何钻井的最终结果。这种影响往往使水平井的最终结果无法满足地质和油藏要求。因而地质导向和地质导向软件应运而生。
地质导向职业最先出现在国外油田服务公司,如斯伦贝谢和贝克休斯和哈里伯顿等公司,其作用是协助油田地质人员达到钻井的地质要求。
随着国内水平井数量的增加,目前国内最近几年的地质导向发展比较迅速。钻井公司、录井公司和油田公司及大部分油田服务的民企都有涉及,因行业内对地质导向人员资质尚无统一标准,行业门槛较低,因而从业人员良莠不齐,就地质导向服务行业而言,整体上作业方式并没有达到地质导向应该起到的作用。现阶段地质导向主要工作还是油田公司或相应的研究院的地质人员在做。
地质导向的工作主要是基于通过分析实时获得的井下数据实现的。国外公司主要利用专业地质导向软件对数据实现可视化分析和对比,进而根据对比变化而对作业方案进行调整,达到地质油藏目的。目前国内地质导向服务处于发展和普及阶段,对于地质导向软件的使用尚未普及,主要通过纸质版的图件对比或用成图软件进行地层对比,不能进行地层厚度校正和模拟对比,在构造或地层变化的情况下,无法有效进行地层追踪,随意性或主观性比较大,往往难以达到地质或油藏设计要求。
地质导向软件与一般地质显示软件的最本质区别就是能把邻井赋于地质模型中的属性,沿井设计或实钻轨迹提取出来或模拟出来,然后用实钻曲线与模拟曲线进行对比,通过调整地质模型使模拟曲线与实钻曲线达到完美匹配或达到对比目的(这也能真实的反应地下地层产状情况),从而指导地质导向工作的进行。国内目前有很多人用能够进行地层对比或绘制地质剖面并显示实钻曲线的软件做地质导向,并认为这种软件就是地质导向软件,实际上这种软件只能达到示意性的效果,并没有地质导向软件的地层对比功能。斯伦贝谢和哈里伯顿之所以在已有地质建模软件的基础上,还要研发地质导向软件,就是因为,原有的软件达不到地质导向的目的。而且地质导向软件一般都不采取投影的方式展示水平段模型,对于二维井而言,采取投影剖面方式还可以接受,但精度也受影响。对于三维井而言,采取剖面投影方式,有时根本无法正确显示模型或地震剖面。
国际三大油服公司的地质导向软件是在结合地质、测井和钻井的基础上,在实践和应用中逐渐完善起来的,实用性较强。国内大部分软件是在地震或测井软件的基础上发展起来的,虽然大部分具有三维显示功能,但三维显示在实际地质导向中帮助有限,很难达到导向模型及时客观准确调整。地震对于薄层和存在微幅构造的地层的作用也微乎其微,因为地震自身的精度和转化为深度域的地震体准确性存在天生缺陷,更无法克服井轨迹精度、作业方式等产生的不确定性。在实际应用中,还是要看软件在真厚度校正、地层对比、模型模拟和软件稳定性等在地质导向有帮助方面的性能。
一款好的地质导向软件可以达到事半功倍的效果。北京思睿德科技有限公司的地质导向软件——地层矿工(StratiMiner),是在遵守地质学理论基础的前提下,吸收国内外地质导向软件的优点,结合具有国内最早一批地质导向人员的工作经验的基础上进行研发的,是地质导向人员的理想软件工具,在使用过程中可以达到事半功倍的效果。
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