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探析优化钻井地质设计的具体策略

2022-03-28 197 上传者：管理员

摘要：钻井地质设计不仅与勘探部署有较大的关系，也与钻探施工有直接关系，且钻井地质设计会影响到勘探部署与钻探施工的质量，为此应该加大对钻井地质设计技术的研究力度。当前，常用的钻井地质设计技术有地层预测技术、油气层保护设计技术、钻井工程复杂情况预测技术、地质资料录取工程项目设计技术以及计算机应用设计技术，以某矿井为例分析这些技术的应用。

关键词：
施工质量
油气田开发
设计技术
钻井地质设计
钻探施工
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油气田开发在社会经济发展中发挥着重要作用，而钻井地质设计是油气田开发的关键环节，其设计质量影响着油气田开发的效果，为此应当深入研究钻井地质设计技术的应用。

1、钻井地质设计概述

钻井地质设计指的是根据单井任务书，利用地面地质、地球物理勘探、邻区或邻井的钻探资料进行待钻井的地质设计（如图1所示）[1]。钻井地质设计的主要内容包括井号、井位、井别、井深、钻井依据与目的、地层与构造、地质录井与测井的内容和要求、泥浆性能要求、地层压力预测、井身结构、完井方法以及可能会出现的工程事故等。钻井工程会消耗大量的资金，甚至会达到上千万元，且地下情况十分复杂，很容易出现安全事故，为此在进行钻井之前需要科学开展地质设计，从而保障钻井工作的顺利开展提高钻井质量。设计人员需要钻井目的以及现有的地质资料开展钻井地质设计工作。

首先，钻井有很多目的，根据钻井目的可以将井划分为多种类型，例如探井、开发井、地质井、一般开发生产井、评价井、预探井、基准井、参数井等，这些井别反映出了钻井的基本目的。钻井的目的决定着资料录取的着重程度以及地质录井工作量的大小，例如探井的主要目的就是获取资料，所以地质工作量较大，而开发井的主要目的是构建采油注水通道，所以地质工作量相对较小。其次，在进行钻井地质设计之前，设计人员需要系统搜集区域地质概况与邻井地质资料，例如该区域的地层发育情况、地层剖面分布情况、地层的构造特点、钻揭地层的流体分布、流体性质以及压力温度情况[2]。

2、钻井地质设计的关键技术

2.1 地层预测技术

地层预测技术是钻井地质设计中的关键技术之一，是利用现有资料、三维可视化技术以及地层划分对比技术预测待设计钻井地层情况的技术[3]。地层预测技术又可分为地层分层预测技术、油气层预测技术以及地层岩性剖面预测技术这三种技术。其中，地层分层预测技术指的是在邻井实钻资料的基础上，根据地震以及测井资料制定划分方案，并根据目的层以及区域层的构造图科学选择邻井进行分层。地层分层的影响因素有很多，例如井型、沉积体系以及构造不整合面与断层的发育情况等因素都会影响到地层的分层。而地层岩性剖面预测技术指的是根据设计分层数据，在设计井所处沉积相带与邻井录井剖面中的纵向位置的基础上，预测设计井各个层面岩性的构成。油气层预测技术指的是依据试油资料、区域特征以及邻井录井资料预测可能会含有油气层位置的技术。

在应用地层分层预测技术时，工作人员需要先收集邻井实钻的资料以及地震资料，科学制定划分方案。之后，工作人员需要综合分析目的层以及区域构造图，从而选出最具有代表性的邻井进行系统分层，并预测设计井可能会出现的地层分层情况。工作人员需要预测设计井在挖掘过程中可能会触碰到的层位与断层，预测钻探的深度以及地层接触关系。最后，工作人员需要在这些工作的基础上绘制设计井与邻井的地层对比图。

2.2 油气层保护设计技术

油气层保护设计技术指的是根据测井、录井以及地震等资料，并结合邻井的相关参数开展深入研究与综合分析，明确目标设计井的关键参数，例如钻井液的类型、相关的性能要求等[4]。同时，工作人员也需要制定可以满足需求的油气层保护措施，科学预测油气蕴含的关键层段，达到平衡钻井以及保护油气层的目的。

2.3 钻井工程复杂情况预测技术

钻井工程复杂情况预测技术就是根据邻井钻探过程中的实际情况的分析结果预测设计井的技术。通过钻井工程复杂情况预测技术可以了解在实际作业时可能会出现的一些较为复杂的情况，并根据分析结果制定行之有效的预防措施，从而避免出现油气浸、井喷以及井漏等问题。

2.4 地质资料录取工程项目设计技术

地质资料录取工程项目设计技术就是根据地质剖面与油气性质等资料开展地质录井工程项目的设计工作，从而明确井别与井型等各个方面存在区别的单井、录井的信息[5]。

2.5 计算机应用技术

可以结合钻井作业的特点研究可以满足钻井作业需求的钻井地质设计系统软件，并将该软件应用在钻井地质设计工作当中，根据实际情况不断优化钻井地质设计工作。同时，也需要根据钻井地质设计的发展不断更新软件，从而为钻井地质设计奠定基础。

3、钻井地质设计技术的应用分析

无论是地层预测技术、油气层保护设计技术还是地质资料录取工程项目设计技术、钻井工程复杂情况预测技术、计算机应用设计技术都在钻井地质设计工作当中发挥着重要作用，可以有效增强钻井勘探开发的经济效益。

本文将以大庆油田当中的某个矿井为例分析钻井地质设计技术的应用。该矿井具有重要作用，可以探索徐家围子断陷徐东坡带深层砂砾岩储层的含气性，并探营四段砂砾岩和登娄库组。同时，该矿井总的设计深度达到了3950m，当钻至设计井深时，井底60m当中没有油气显示完钻[6]。

由于区域性近南北方向与北东方向出现了深大断裂的情况，所以松辽盆地的北部出现了近南北向的断凹、断隆相间的区域构造格局。同时，目的层沙河子组顶面的埋藏深度处于2900～4200m这个范围当中。从地震反射剖面的情况来看，目标区的砂砾岩体具有明显的特征，即上方呈现中高频中强振幅连续反射特征，可以预测其是薄层砂砾岩以及泥层互岩。而下方呈现低频弱振幅断续反射特征，所以可以预测是厚层砂砾岩。从能量半衰时的剖面情况来看，目标区的上方呈现中高频高连续高能特征，因此可以判定其为薄层砂砾岩，而下方呈现低频较差连续性高能特征，所以判断其是厚层砂砾岩。

从实际钻井工作来看，地质设计姚二段与姚三段的顶为1215m，而实际钻井发现姚二段与姚三段的顶是1211m，所以设计顶高与实际顶高之间有4m的差距[7]。地质设计泉四段顶是1665m，而实际钻井发现泉四段顶是1672.5m，设计与实际顶高之间相差7.5m。地质设计登四段顶是2600m，实际钻井发现登四段顶是2607m，设计与实际顶高之间相差7m。所以，地质设计与实钻之间的误差相对较小。而地质设计营城组顶是3065m，实钻营城组顶是3087m，设计与实钻之间有22m的误差，误差相对较大。

4、优化钻井地质设计的策略

4.1 加大对地层与工程复杂情况预测技术的研究力度

钻井地质工作通常都是在地下开展的，若想确保所有的工作都能够顺利进行，就需要掌握底部环境的情况，为此需要根据现有资料对设计井的地层进行预测。为此，工作人员需要加大对地层与工程复杂情况预测技术的研究力度，利用检测系统明确工作过程中可能会出现的问题并完善预防措施。

4.2 完善地质资料录取工程项目设计技术

在进行钻井地质设计时，设计人员需要综合考虑各种因素，例如油气性质、地质剖面等因素，所以相关的工作人员需要深入分析地质资料录取的工程项目，从而为钻井地质设计工作提供大量可靠的数据信息，这样设计人员才可以根据地质情况开展钻井地质设计工作。不同地质录井工程项目会形成不同的井别与井型，所以需要掌握更加全面的地质资料。

4.3 提高设计人员的专业素养

设计人员的专业素养在一定程度上决定着钻井地质设计工作的质量，但是一直以来我国的设计人员都存在专业素养较低的问题，对钻井地质设计工作的发展造成了限制，为此应该通过有效措施提高设计人员的专业素养。第一，需要不断完善钻井地质设计工作素质标准，从而充分发挥设计人员的优势。第二，需要根据素质标准对设计人员进行专业培训，从而提高现有设计人员的业务能力，并为钻井地质设计工作提供储备人员，确保钻井地质设计工作能够得到有效衔接[8]。第三，需要对井控进行综合考核，要从设计上进行本质管控，避免出现原有人员担任独立设计的情况，优化钻井地质设计的效果。

4.4 科学配置工作设备

工作设备是应用钻井地质设计技术的关键部分，影响着技术应用水平，为此在进行钻井地质设计工作时，设计人员需要科学配置所有的工作设备，同样在指导性工作当中也需要科学配置工作设备。首先，设计人员需要对前期钻井地质设计涉及到的精细油藏描述工作站进行科学配置，同时需要完善高性能计算机的硬件与软件系统。其次，设计人员需要根据实际需求进行地质图件编绘软件与地震地质一体化解释软件等软件的安装，从而不断提高钻井地质设计工作的效率与质量。

5、结语

无论是地层预测技术、油气层保护设计技术、钻井工程复杂情况预测技术还是地质资料录取工程项目设计技术与计算机应用设计技术都是钻井地质设计的关键技术，需要根据实际情况将这些技术应用在钻井地质设计当中，提高设计质量。

参考文献:

[1]赵古建有关钻井地质设计技术的应用分析[J].大科技,2018(18):176.

[2]王贵文.水平井钻井地质设计优化分析[J].黑龙江科技信息,2020(2):136-137.

[3]张志香,钻井地质设计技术及应用实践探微[J].中国石油石化,2016(14);23-23.

[4]杨秋梅.水平井钻井地质设计优化及关键环节探讨[J].西部探矿工程,2018,30(6):87-89.

[5]杨文斌钻井技术在煤田地质勘探中的应用探究[J].数码设计(下),2018(1):151.

[6]郝智光地质钻探技术与应用研究[J].中国煤炭地质,201830(S2):57-58,69.

[7]司志伟开发钻井地质的主要技术探讨[J].化学工程与装备,2018(7):107-108.

[8]江民盛,熊青山随钻地质导向技术在钻井中的应用探析-评《钻井地质》[J].新疆地质2019,37(4):163-163.

文章来源：龙玉沙.钻井地质设计技术的应用探讨[J].西部探矿工程,2022,34(04):81-82+84.