黄立实
中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司物探研究院，湖北武汉430035
摘要：地震地质导向技术是直接关系到水平井钻井成功与否的关键技术。以潜江凹陷BYY1HF井为例，针对该水平井导向中存在的难点，在区域地质特征研究的基础上，以地震剖面为初始导向模型，综合运用地质、录井、测井等多种数据信息，开展标志层特征分析、实时小层精细对比，建立了靶点深度和地层产状的预测方法，保证了精准入靶，确保了水平井井眼轨迹在优质页岩油层中穿行。实践证明，地震地质导向技术在BYY1HF水平井的钻探中取得较好效果，为后续水平井的高效开发奠定了良好的基础。
关键字：页岩油 地震地质导向 水平井 靶点调整 轨迹跟踪
随着江汉油田勘探程度的不断提高，目前勘探开发对象已由常规油藏向非常规油藏转移。潜江凹陷潜江组为典型盐湖沉积，地层主要由碎屑岩和化学岩两种岩系构成，纵向上共发育多达193个盐韵律层，累计厚度达2000米。上、下盐岩之间夹持的是一套泥岩、云质页岩、钙芒硝岩地层，一般厚度5-12米，最厚达38米。该套地层既是烃源层又是储集层，上下盐岩封堵，形成油藏，称为盐间页岩油。其中，潜34-10号韵律厚度分布稳定，平均在10米左右。截止目前，在该地层中见到了丰富的油气显示，平面上满凹皆“油浸”，钻井过程中共有128口井井口见显示，其中自喷井32口，井涌、井溢井19口，槽面见油花气泡井60口，已有多口井获工业油流，其中千吨井3口。上交三级储量4200万吨，展现出良好的勘探开发前景。
根据BYY1HF水平井钻井地质设计，该井水平井钻探存在以下问题：
（1）靶点埋深大，靶窗范围小。从临井对比及研究区目的层潜34-10号韵律顶面构造图看，该区目的层的埋深大于3100米，设计垂直方向中靶半径控制在3米以内，水平方向中靶半径控制在10米以内，且目的层上下界面都为稳定的盐岩层，给精确钻探带来一定的风险。
（2）目的层潜34-10号韵律厚度较小，钻头水平段穿行难度较大。与临井精细对比揭示，目的层潜34-10号韵律厚度在5-12米之间，厚度较薄，如何让钻头在如此薄且大于1000米的水平段稳定穿行，存在一定风险。
1 水平井地震地质导向技术
地震地质导向是综合利用地质、地震、钻井、录井、测井等多种数据信息，研究获取井下实际地质特征，并对钻井轨迹进行实时跟踪、调整与控制的一套技术。水平井地震地质导向可分解为水平井着陆导向和水平段导向，主要包括入靶点深度预测与调整以及水平段井轨迹跟踪与调整；前者确保钻头准确钻进目的层，后者确保水平段在目的层中钻进［3］。
水平井地震地质导向技术思路为：在水平井轨迹跟踪调整过程中，首先开展地层特征及小层精细对比分析，弄清井眼轨迹钻遇的各套地层的地震及地质特征；其次根据地质分层数据与地震资料开展构造精细研究；再次根据地层特征及构造特征研究成果对靶点深度及地层产状进行预测；最后紧密跟踪钻井动态资料，及时更新认识及相关数据，滚动调整钻井轨迹。
1.1 地层特征分析
地层特征分析在水平井地震地质导向中具有重要作用。只有了解地层特征，才能更加准确地判断钻头所处的位置，为不断的指导我们钻头钻遇位置提供依据。蚌湖地区的地层特征分析主要包含两个方面，即标志层特征分析以及近目的层与目的层的标志点特征分析。
1.1.1 标志层特征分析
蚌湖地区存在稳定的盐岩层可以作为标准层，包括潜23底、潜31下底、潜33下底。（图1）
潜23底：潜23底岩性为一套稳定的盐岩，为潜二段第24号盐韵律的底部，上伏地层为泥岩。电性特征主要表现为低伽马、高声波时差、低密度等，底部地震反射表现为连续的波组强反射特征。
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潜31下底：潜31下底岩性为一套稳定的盐岩，为潜三段第3号盐韵律的底部，上伏地层为泥岩。电性特征主要表现为低伽马、高声波时差、低密度等，底部地震反射表现为连续的波组强反射特征。
潜33下底：潜33下底岩性为一套稳定的盐岩，为潜三段顶部第8号盐韵律的底部，上伏地层为泥岩。电性特征主要表现为低伽马、高声波时差、低密度等，底部地震反射表现为连续的波组强反射特征。
1.1.2 标志点特征分析
目的层与近目的层标志点是精准入靶的关键控制点，开展近目的层与目的层的小层特征精细对比，寻找区域普遍存在且特征明显的特征点作为精准入靶的关键控制点。
通过精细小层对比分析揭示潜34-10号韵律存在11个稳定的标准点（图2，P-伽马尖峰，V-伽马波峰），对井轨迹的控制起到了非常重要的作用。
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1.2 构造特征分析
研究区构造上位于蚌湖向斜南斜坡向斜过渡的区域，钻井揭示地层潜三段14套盐岩标志层厚度稳定，地层倾角在8.5°～12.5°，变化不大。该区地震资料品质较好，通过构造精细解释研究，编制潜23底、潜31x底、潜33x底等标志层的底面构造图，可以有效指导入靶前轨迹，提高入靶精度。
1.3 井轨迹跟踪阶段
1.3.1 入靶前阶段
入靶前远离目的层控制性调整可根据潜23底、潜31x底两个对比标志层进行轨迹调整，提高有效入靶率。
近目的层滚动式精准调整，可以根据潜33x地层5套沉积稳定的低伽马盐岩层作为标志点。这5个清晰的标志层为近目的层的滚动调整提供了很好的控制点。
1.3.2 水平段阶段
主要是根据已钻水平段地质特征计算的地层倾角分析井眼轨迹与地层的交切关系，为井眼轨迹实时调整提出合适的建议，保障水平井在优质油层中的高效穿行。
1.4 滚动调整井轨迹
1.4.1 入靶阶段井轨迹跟踪与调整
在跟踪钻井动态的同时，我们的构造认识也在发生变化，这就需要对井眼轨迹设计进行调整，主要是对靶点进行调整。靶点调整主要包含靶点个数调整、靶点坐标调整和靶点深度调整。靶点深度预测的准确性是保证精准入靶的核心要素。
研究区地层沉积稳定，厚度变化不大，采用地层等厚对比来预测靶点深度，这需要开展邻井的小层精细对比，根据邻井的小层厚度，结合地震预测的井眼轨迹方向的地层产状综合预测靶点深度。随着钻头往目地层逐步逼近，预测的精度不断提高。
1.4.2 水平阶段井轨迹跟踪与调整
水平井地质导向的基本方法主要是采用几何导向法和随钻GR曲线对比分析。在水平井水平段钻进过程中，精细预测水平段地层倾角变化，保证水平段始终在有利油层段中穿越是实施地质导向的关键之一。在对导眼井和邻井地层倾角测井资料的分析，确定目的层地层倾角的基础上，结合钻井过程中实时井深、井斜角、方位等一些数据，并参考地震资料，适时修正实际的地层倾角［2］。
几何导向法实际上就是利用钻达点与目的点，以及地层倾角之间的关系形成的一个三角几何关系。主要有存在两种情况。
入靶前钻头从一个标志志点切到另一个标准标志点时，地层倾角θ的计算方法：
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式中：h1- 距离本井最近的直井地层铅直厚度 h2- 本井实钻地层铅直厚度
s- 水平位移 θ- 平均地层视倾角。
入靶后钻遇同一个标志点，地层倾角θ的计算方法：
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式中：ｈ- 实钻井的垂差 s- 水平位移 θ- 平均地层视倾角
该方法在附近有完钻井、标志层特征明显且地层厚度横向分布稳定的情况下，适用性较强，预测精度较高。
1.4.3 待钻地层视倾角预测与轨迹调整
待钻地层倾角预测准确与否是关系到井轨迹能否在优质油层里穿行的关键，其预测方法如下：随着钻头钻进，分段对比已钻水平段地层视倾角与地震预测地层视倾角，分析本井的误差情况，总结井区地层倾角误差趋势。若待钻水平段地层视倾角变化较大，则需要再细分小段预测各小段的平均地层视倾角，指导钻头轨迹的不断调整。轨迹调整方法如下：在待钻水平段地层倾角预测的基础上，结合钻头所处的页岩层位置以及实钻轨迹与地层的交切关系，对井眼轨迹作出实时监控与调整，引导定向钻进。当钻头位于页岩层底部且正向下钻进的时，则需要尽快增大井斜角，实现钻头向上页岩层顶部钻进，待钻头钻回到油层中部后，调整井斜至井轨迹与地层平行。当钻头位于页岩层顶部且仍在向上钻进时，则需要尽快减小井斜角，实现钻头向下钻进，待钻头回到油层中部后，调整井斜至井轨迹与地层平行。钻头在向上或者向下与地层交切钻进，在未调整井斜至井轨迹与地层平行时，调整时应尽量使钻头轨迹与地层夹角在2°-4°之间，不仅能保证井轨迹尽可能光滑，也能减小后续的增斜幅度。
2 应用效果
通过应用水平井地震地震导向技术对BYY1HF井钻头轨迹进行指导，完钻资料显示，地质导向分析过程精准，BYY1HF井水平段长度为1162米（设计为1000米），钻头钻进过程中基本上在距潜34-10号韵律顶4.8米-6.8米位置中穿行，靶窗范围为2.0米，目的层穿行率高达100%，做到了精确入靶、平稳穿层、井眼轨迹平滑，实现了水平井“一趟钻”。
3 结论
1）水平井地震地质导向技术是一门综合学科，要充分发挥地震、地质测井、录井等专业在导向建模和实时导向中的作用。
2）地震地质导向技术有效地指导了BYY1HF水平井钻井，为江汉页岩油的高效开发提供了保障。
参考文献
［1］万波，周扬，冯春珍，等．苏里格气田水平井随钻地质导向技术及应用［Ｊ］．测井技术，2016，40（4）：508－512。
［2］徐显广，石晓兵，夏宏泉，等．地质导向钻井技术的现场应用［Ｊ］．西南石油学院学报，2002，24（2）：53-55.
［3］查树贵，刘利平，廖 朋,等.水平井地震地质导向技术及其在涪陵页岩气田的应用［Ｊ］，．石油物探，2018，57（3）：369－377.
［4］胡超，郭世侯，谭清明，等．随钻地质导向系统在广安构造的应用评价［Ｊ］．钻采工艺，2008，31（4）：34-36.基金项目：潜江凹陷盐间页岩油“甜点“地震预测
项目编号：2017ZX05049005-002