地質導向技術對煤層氣開發的影響范文

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《能源與節能雜志》2014年第八期

1隨鉆地質導向技術體系

1.1前期地質分析收集井區已有的地質資料，已鉆井的測錄井資料，鉆井層位信息。盡可能地收集齊全，加以分析利用。主要分析工作有以下幾個方面：a)建立地層模型。建立煤層頂底板框架模型，刻畫目的煤層構造形態，對水平井鉆井實施過程中提供宏觀構造約束；b)鄰井地層對比。利用鄰井測錄井資料，建立沿水平井軌跡的地質導向模型。掌握主要層位的厚度、巖性特征；c)掌握隨鉆測錄井設備工程參數。測井設備測點局鉆頭距離，氣測錄井、巖屑錄井遲到時間，以便于預測井底鉆頭鉆遇位置。

1.2隨鉆地質導向分析

1.2.1著陸段隨鉆地質導向以合適的井斜角度進入目的煤層，避免損失水平段長度。利用隨鉆伽馬測井數據，參考巖屑及全烴數據計算目的煤層頂部表標志層厚度，并更新單井地質導向模型，指導水平段鉆進。

1.2.2水平段隨鉆地質導向煤層頂底圍巖以泥巖為主，煤層內部發育夾矸。井區泥巖、夾矸的伽馬測井響應值在100API以上，煤層的伽馬測井響應值在30API以下，檢測隨鉆伽馬數據，判斷已鉆地層所處位置，通過三維層面模型判斷鉆頭前部地層走勢，利用隨鉆氣測錄井、巖屑驗證已鉆揭示地層信息。綜合推斷井底鉆頭鉆遇位置，并及時下達鉆井軌跡調整指令，以保證鉆井軌跡始終處于煤層有利位置。

1.3鉆后地質評價通過對已鉆地層資料的分析，更新完鉆的地質導向模型，并將水平段模型中已揭示的煤層厚度進行統計，用于井區三維框架模型的更新，刻畫目的煤層頂底板構造形態，以指導后續調整井的實施。

2在煤層氣開發中的應用

T-1井組是在沁北某煤礦布置的第一組U型連通井組，由排采井T-1V和工程井T-1H兩口井組成。通過實施U型水平井，驗證U型水平井技術在七元礦區的實用性，為本區下一步的開發提供井型選擇依據。

2.1作業描述T-1V井眼于井深741.62m～745.93m鉆遇15＃煤層，厚4.31m。T-1H井井口距T-1V井洞穴水平位移823.98m，閉合方位270.33°。T-1H井于井深872.00m（垂深699.17m）進入15＃煤層，于井深1423.41m（垂深690.05m）與T-1V井洞穴連通。

2.2地質導向分析

2.2.1鄰井分析與前導建模現場地質導向師根據收集到鄰近煤田鉆孔數據及鉆井測錄井數據，分析目的層15#煤層上部地層信息，并以T-1V井測井資料為主要參考，建立區塊地層模型及T-1H井著陸段地質導向模型。根據地震資料獲取的目的煤層高程圖，T-1H井設計軌跡A靶點垂深為765.25m，而通過鄰井鉆井分層數據約束建立的設計軌跡地質導向剖面顯示（如圖2），A靶并未進入目的煤層，因此鉆井作業前，地質導向工程師重新設計水平井軌跡，A靶加深至770.89m，重新建立著陸段地質導向模型圖。

2.2.2隨鉆地質導向調整作業現場可提供判斷鉆遇地層的有效參數為以下四個：a)方位伽馬。在頂底板圍巖伽馬測井響應數值大于煤層伽馬測井響應數值，當鉆頭從煤層頂部鉆出時，頂伽馬曲線值變高，低伽馬曲線值不變，鉆具從頂部鉆出煤層過程中后，低伽馬值逐漸變高[3]。當鉆頭從煤層底部鉆出時，低伽馬曲線值變高，頂伽馬曲線值不變，鉆具從底部鉆出煤層過程中后，頂伽馬值逐漸變高；b)氣測錄井。據本區以往鉆井經驗，目的煤層15#中，全烴范圍在30%～50%之間；氣測值受鉆時、循環時間、開關泵等因素影響；c)巖屑錄井。根據巖屑資料來驗證井下鉆遇的地層信息，目的煤層同時通過滴酸實驗來判斷是否鉆遇本井頂板的灰巖；d)鉆時。據以本區往鉆井經驗，煤層中復合鉆進時，鉆時為1.5min/m左右；煤層中滑動鉆進時，鉆時為5min/m左右。鉆時受鉆壓、井底摩阻等因素影響。實鉆過程中，現場工程師根據隨鉆測錄井參數的變化，判斷鉆頭鉆遇地層，更新地質導向模型以預測鉆頭前方所鉆遇地層[4]。通過向現場定向井工程師下達調整軌跡指令，提高保證實鉆軌跡始終處于目的煤層內部，水平段煤層鉆遇率。

2.3煤層鉆遇效果T-1H井水平段進尺751.4m，其中全部鉆遇在15#煤層的層內，全井段鉆遇15#煤層內部夾矸長度56.2m，優質煤層鉆遇率為92.52%，符合鉆井設計要求（如圖4）。

3結語

實踐證明，隨鉆地質導向技術指導煤層氣開發有著重要作用，在區域地質資料不完備的情況下，通過對煤田鉆孔數據、鄰近鉆井資料的綜合利用，建立三維地質模型，在地質模型宏觀約束條件下，建立沿井軌跡的地質導向模型，用于指導水平井的鉆井實施，通過利用隨鉆伽馬和錄井資料，能夠高效、直觀地判斷井下鉆頭鉆遇地層位置，進而更新地質導向模型，指導水平井的軌跡調整，保證了煤層鉆遇率。

作者：張春澤單位：中海油田服務股份有限公司