油田地质导向研究与应用

　　摘 要：随着我国油田勘探开发程度的提高和生产的需要，可供开采的大规模油田越来越少。我国的油田勘探和开发技术人员不得不将目标转移到小油层、薄油层、断块油层和老油田衰竭剩余油藏的开发利用上。但是这些油藏油层的地质结构十分复杂，为了满足开采的要求，地质导向钻井技术被广泛的的利用到了地质结构复杂的油层开发和勘探中。本文针对油田地质导向钻井技术做了研究探讨以及阐述了地质导向钻井技术在油田中的应用。

　　关键词：油田 地质导向钻井技术 研究 应用

　　一、引言

　　20世纪90年代，地质导向钻井技术在石油勘探开发中面临着复杂地质条件的背景下与随钻测量技术（MWD）日渐成熟的基础上发展起来的一项国际前沿钻井技术，是随钻测井（MWD）仪器响应、地质信息和用于引导井眼进入目的层并保持在目的层内的解释技术的综合。它可在钻井作业的同时，实时测量地层参数和井眼轨迹，并能绘制各种测井曲线，从而精确地控制井下钻具达到最佳的开采效果。这种地质导向钻井技术对保护油气层、提高钻井成功率、降低作用风险以及降低钻净成本都是有显著效果的。目前，这种技术在国外是相当成熟的，能够实时测量近钻头处的地质参数和工程参数；但国内相比于国外的先进技术还是存在着一定的差距。然而，地质导向钻井技术的重要性和潜在的经济价值在国内的石油钻井界是有所瞩目的，开展适合我国发展的地质导向钻井技术是非常有必要的。本文就针对于地质导向钻井技术在我国石油界的应用现状进行了阐述，并对它的技术进行了研究。

　　二、地质导向钻井技术的研究

　　1.水平井地质导向测量参数随钻解释系统研究

　　通过对理论的分析和方法的研究基础上，成功研发了水平井地质导向测量参数随钻解释系统，并获得了3个方面的研究成果：

　　1.1通过对随钻测井资料标准化和斜井校正方法的研究，实现了LWD曲线与直井曲线的对比分析。

　　1.2根据油田的实际情况，对方差和极值进行分析，以随钻测井资料与相邻井测井曲线的相似性作为基础，采用极值方差聚类分层法。实现了钻井储层自动化分以及与邻井层位的对比连线。

　　1.3根据钻井测井资料不全的实际情况，应用了钻井自然伽马、邻井资料以及电阻率等，建立了孔隙度解释模型。从而弥补了无孔隙测井资料的不全，完成了钻遇地层孔隙度、饱和度以及渗透率等储层参数的计算和评价及对流体性质的判断，进而完成了随钻测井资料的实时解释。

　　2.水平井待钻井眼轨道校正设计研究

　　水平井待钻井眼轨道校正设计是地质导向钻井技术内容的重要组成部分。由于地质导向钻井技术主要针对的是复杂断块油藏、超薄油藏、隐蔽油藏以及边底水剩余油区块等复杂的油气藏，所以在进行地质导向钻井时，在满足水平井的矢量中靶要求的同时，还要求中靶偏差小。通过对地质靶点的优化设计、基于油藏可视化的轨道设计以及摩阻扭矩分析等一系列的设计研究工作，提出了一套合理有效地中靶优化设计方法和基于油藏可视化的轨道设计方法，开发了相适应的理论模型和计算模块。同时，可将任意情况下的轨道设计分成8个基本计算模块，通过调用这些模块完成轨道的设计。它的主要研究成果表现在以下几个方面：

　　2.1在油层垂直深度不确定的条件下，以油层穿透率最高为目标，建立了地质导向水平井下靶优化设计模型，开发出了合理有效地优化设计模块，从而提高靶区油层的穿透率。

　　2.2建立的地质导向水平井下靶优化设计模型，提高了设计轨道的适应油层垂直不确定性的能力、

　　2.3提出了弹性杆绕曲线法的设计多目标靶区轨道的新概念和靶区轨道设计方法，研究出了理论计算的模型，建立了相对应的计算模块。并与其它的设计共同形成了一套完整的多目标井靶区轨道设计。

　　2.4根据水平井矢量靶的特征，研究出了水平井待钻井眼轨道校正设计理论模型，并并建立的相对应的设计模块。解决了校正设计中的矢量中靶问题。

　　2.5研究出比较完善的摩阻扭矩计算理论模型，实现了管柱在井眼中的摩阻扭矩计算模块。

　　3.随钻预测理论与方法研究

　　目前，我国应用的地质导向仪器的测量传感器距离的钻头存在普遍偏远的现象，严重阻碍了钻头处工程和地质参数的准确获取，也阻碍了井眼轨迹在油层中的有效穿行。通过对随钻预测理论与方法进行研究，可以有效地解决上述的问题。

　　3.1通过对地质导向钻井的井眼轨迹参数和预测方法进行了研究，分别基于Kaman滤波和支撑向量机统计学习理论，提出了井眼轨迹参数实时估计与井眼轨迹预测的新方法。通过实践分析，轨迹预测的新方法在提高BHA测点零长的轨迹预计精度的同时，还可以进一步的预测待测钻井眼的轨迹。

　　3.2对地层可钻性级数进行研究，提出了基于遗传算法的地层可钻性级数估计理论与方法，以此更好地使地层可钻性成为判断钻头是否在目标层钻进的依据。

　　3.3在复杂褶皱、断层或隐蔽油层的油藏中，要确定其位置、厚度及走向是地质导向钻井要解决的一个重要问题。通过运用Bayes估计理论，对地质导向钻井的三维地层建模进行了分析，从而提出了基于Bayes估计理论的三维地层建模，并通过模拟数据得到了证实。

　　三、总结

　　地质导向钻井技术的引入和国内对其的研发，在很大的程度上解决了石油开采难的问题。尤其是对小油层、薄油层、断块油层和老油田衰竭剩余油藏等，为这些复杂的油气藏开采提供了技术的支撑。尤其在当今这个可供开采的大规模油田越来越少的情况下，地质导向钻井技术在石油开采中将会成为主流的技术，为我国的石油开发做出巨大的贡献。

　　参考文献：

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