隨鉆方位伽馬測井優(yōu)化頁巖油氣探測

頁巖資源的探測、評價(jià)和開采是石油工業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。探測中的關(guān)鍵問題之一是找到最佳位置，即該位置的儲層參數(shù)如厚度、孔隙度、滲透率、有機(jī)質(zhì)含量、礦物、脆度、天然裂縫、熱成熟度和氣體含量等最有效。這些參數(shù)在優(yōu)化鉆井、完井和增產(chǎn)作業(yè)設(shè)計(jì)中有重要應(yīng)用，對頁巖儲層實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性開發(fā)，正確定井位和優(yōu)化完井。準(zhǔn)確而實(shí)時(shí)的LWD數(shù)據(jù)對于識別最佳油氣位置具有重要作用，用于在目的層段井定位和確定壓裂井段，提高產(chǎn)量和開采率。

常規(guī)三組合LWD系統(tǒng)包含伽馬、電阻率、方位密度和中子孔隙度傳感器。用這些傳感器測得的數(shù)據(jù)可以確定儲層巖石物理性質(zhì)，如巖性和孔隙度；實(shí)時(shí)井眼成像可以提供地層傾角信息并前瞻性地將井眼定在最佳的位置。LWD與地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)RSS（Rotary－Steerable System）被集成到BHA（Bottomhole Assembly），共同完成地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)。

海恩斯維爾頁巖從東德克薩斯延伸到路易斯安那州，覆蓋了大約23 309km2的區(qū)域，比其他頁巖產(chǎn)層顯示出了更高的儲層壓力，井下溫度高達(dá)149～188℃。為適應(yīng)這些條件，使用了專用的RSS和LWD系統(tǒng)。

利用實(shí)時(shí)方位伽馬LWD測井曲線和井眼成像圖確定地層傾角和探測地層界面及井位。作為業(yè)界唯一的能譜方位伽馬LWD傳感器，威德福公司的SAGR（Spectral Azimuthal Gamma Ray Sensor）儀器還可以提供鈾、釷和鉀測量，用于TOC評價(jià)、確定黏土含量和類型。用LWD測得的鈾含量與干酪根含量、TOC和儲層氣之間關(guān)系，在生產(chǎn)層中進(jìn)行實(shí)時(shí)地地質(zhì)導(dǎo)向水平井鉆井，評價(jià)鄰近的頁巖井的產(chǎn)能。利用這種先進(jìn)的巖石物理信息，可以精確地找到井眼軌跡，成功地選擇壓裂層段，減少作業(yè)步驟和成本。

LWD聲波傳感器如ShockWave（Weatherford’s LWD Sonic Tool的商標(biāo)）儀器可以提供實(shí)時(shí)地震時(shí)間與深度相關(guān)性，以及巖石的力學(xué)特性，包括泊松比和楊氏模量。這些參數(shù)即使在具有聲學(xué)和力學(xué)各向異性的地層中，對于確定壓裂井段和設(shè)計(jì)水力壓裂作業(yè)、模擬開采動態(tài)都是非常關(guān)鍵的。

頁巖比其他類型產(chǎn)層更難開采。頁巖產(chǎn)層開發(fā)的經(jīng)濟(jì)有效性要求在降低成本的同時(shí)不斷提高鉆井、完井和壓裂作業(yè)的效率。LWD正在成為經(jīng)濟(jì)開發(fā)頁巖油氣的重要技術(shù)。

（信息來源：E ＆P，2011年第6期，唐宇 編譯 王環(huán) 審校）