IGD综合导向钻井技术应用
摘要：为了解决甲方在开发难动用储量过程中出现的问题，将IGD综合导向钻井技术应用在水平井钻井中，获得良好效果。
首先介绍IGD综合导向钻井技术并阐述技术创新点；然后说明解决的问题；最后以水平井为例，详细介绍如何将地质导向技术和水平井井眼轨迹控制技术相结合，同时指明应用方向。该技术具有良好的社会效益和经济效益。
关键词：水平井钻井；地质导向；轨迹控制；难动用储量；开发一、IGD综合导向钻井技术
IGD（Integrated Geosteering and Drilling）是地质导向和钻井一体化技术的英文缩写。该技术在进行地质风险精细分析和地质建模基础上，使用地质导向软件与随钻测井实时资料，对水平井钻井进行实时三维可视化地质导向，缩短钻井周期，降低钻井成本，同时提高油层钻遇率，提高单井产量，提升开发效益。
在现场作业中，LWD随钻测井技术提供实时测井参数，输入三维地质模型，对模型进行调整和修正，直接指导水平井井眼轨迹控制，提高地质导向的实效性、准确性。该技术的主要创新点：
一是，地质建模部署井位与水平井钻井工程设计相结合，优选井位平面部署位置和剖面目的层，确保工程方面实现地质开发目的和水平井钻井安全；二是，应用模拟算法建立随钻伽玛和随钻电阻率测井的属性模型，控制水平井井眼轨迹在油层最佳位置，提高井位部署的精确性，同时在后续作业中实时更新，预判岩性和目的层位置，判别薄油层顶底边界；三是，随钻测井数据与软件结合进行地质模型实时动态修正，实现现场LWD数据传输的实时性、后方地质模型更新的即时性、现场井眼轨迹调整的及时性。
二、解决的问题
1.解决了水平井油层钻遇率低的问题
从2012年10月至2013年7月，该技术应用在哈萨克斯坦扎那若尔区块的四口水平井，水平段平均长度400.2米，油层平均钻遇率高达95.76%，获得很好的钻井效果。水平井投产后，单井平均日产油80.3吨，是邻近直井日产油的5～9倍，获得很好的开发效果。其中一口井的油层钻遇率达到100%，产量远超预期，初期单井日产油达到118吨，稳产在91吨。
2.解决了扎那若尔区块开发效益低的问题
该技术在低渗低孔碳酸盐岩油田的成功应用，推广水平井钻井，为甲方转变开发方式提供了新思路和新方法，为甲方解决了使用常规钻井方式面临的开发效益低的问题。水平井实现高产的良好效果，为甲方进一步规模采用水平井开发难动用储量注入了信心，甲方对IGD综合导向钻井技术给予了高度赞扬和充分肯定。
三、技术应用
1.水平井地质导向技术
某口井是在扎那若尔难动用储量区块部署的一口水平井，水平段设计长度400米。先完成导眼井钻井作业，井深3870.1米，井斜43°，垂深3767.2米，完成测井作业和测井资料解释。
根据区块构造情况，目的层构造平缓，地层倾角0.9°。通过对比分析邻近井位和已钻导眼井的地层得知，导眼井发育了两套油层，上部油层厚度只有1米，下部油层厚度有4米，在部署区域发育较为连续，设计为水平井目的层，设计A点、B点的垂深分别是3721米、3727米，设计水平段井斜为89.1°。
地质导向工程师应用地质导向软件对水平井主眼钻井开始现场地质导向工作。通过参考地质模型和软件模拟计算，对比分析，辨识出了3个标志层位置，并且根据标志层的深度，预测目的层深度变化趋势，地质导向工程师建议井斜86°稳斜钻进，到达目的层之后，增斜到90°入靶。实际施工中，钻进到3833米，钻时明显变快，全烃升高到3.82%、含油量3%-6%，判断通过有效的地质导向已经成功进入目的层，增斜钻进到中完井深3878米，井斜90°，垂深3722.2米。完成中完作业。
在水平段施工之前，参考地质模型得知，水平段地层倾角变化平缓，地质导向工程师建议水平段井斜控制为89.2°，钻进过程中结合LWD随钻测井信息进行地质导向工作，实时调整水平段井眼轨迹。
在水平段施工过程中，在 3878 米-4153 米井段的钻进过程中，井斜控制在88.4°-89.3°之间，钻进至井深4153米，地质导向工程师根据地质模型和软件计算，并结合LWD随钻测井信息，判断当前井眼轨迹位于目的层的中部偏下位置，与甲方讨论之后，决定调整,增斜至 90°继续钻进，完钻井深 4278 米，井斜89.9°，垂深3727.6米，水平段井眼轨迹全部在目的层油层中，水平段长度401米，钻遇油层401米，油层钻遇率100%。
2.水平井井眼轨迹控制技术
（1）井眼轨迹剖面类型优选
剖面类型包括：单弧剖面（三段制，直-增-水平），双弧剖面（五段制，直-增-稳-增-水平），三弧剖面（七段制，直-增-稳-增-稳－增－水平）。
单弧剖面，适用于目的层顶界位置与定向工具造斜率确定条件下的水平井剖面设计。由于所钻的水平井设计有导眼井，所以目的层顶界位置与定向工具造斜率已确定，因此设计采用单弧剖面。
（2）钻具组合、钻井参数的选择和使用效果
采用四种定向钻具组合：导眼井定向造斜组合、侧钻钻具组合、水平井主眼定向造斜组合、稳斜钻具组合。选取其中一种钻具组合进行介绍。
表1 某口井水平井主眼定向造斜组合
φ215.9mm钻头＋涡轮＋φ172mm MWD＋φ172mm无磁钻 铤2根＋循环接头＋Φ127mm加重钻杆3根＋Φ127mm钻杆 30根＋Φ127mm加重钻杆30根＋Φ127mm钻杆钻进井段：3444米-3784米时间：6天
井深：3784 米测深： 3767.58米井斜：66.48°方位：236.8°钻压：40- 80KN转速：60rpm排量：27-29L/ s泵压：20- 23MPa纯钻时间： 116h进尺：340米钻速：2.95m/ h造斜率：7°/ 30m效果：定向钻进，复合钻进时微增斜，机械钻速高，造斜效果好。
结论
IGD综合导向钻井技术，在哈萨克斯坦扎那若尔区块成功应用，获得良好的社会效益和经济效益。第一批四口水平井的成功施工，引领甲方转变油田开发方式，规模应用水平井开发难动用储量。
作者简介：张玉峰（1981-），男，河北石家庄人，工程师，本科学历，油气井钻井工艺研究。
