PeriScope随钻测井技术在海上高含水油藏挖潜中的应用

PeriScope随钻测井技术在海上高含水油藏挖潜中的应用

成 艳1，白玉洪2

（1. 上海石油天然气有限公司，上海 200041；2. 中国石化集团上海海洋石油局第三海洋地质调查大队，上海 200137）

摘 要：油藏进入高含水阶段，仍有剩余油潜力可挖。但在剩余油挖潜过程中，存在三方面的风险：（1）如何避开水淹区钻遇剩余油；（2）井网密度低的区域水平井如何着陆；（3）高含水油藏挖潜受水平段进尺的限制，如何提高油层钻遇率。为了降低挖潜风险，海上某油气田采用了PeriScope随钻测井技术，结果成功预测到剩余油区砂顶界面，使得水平井成功着窗，钻成挖潜水平井。实践证明，PeriScope随钻测井技术为高含水阶段的油藏挖潜提供了一条新的思路。

关键词：PeriScope；随钻测井；高含水油藏；剩余油；水平井；挖潜

中图分类号：P631.8+1

文献标识码：A

DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2015.02.087

文章编号：1008-2336（2015）02-0087-04

收稿日期：2014-09-15；

作者简介：第一成艳，男，1978年生，2005年6月毕业于成都理工大学油气田开发地质专业获硕士学位，主要从事油气田开发地质方面的工作。E-mail：chengyan@shpc.com.cn。

改回日期：2014-10-27

PeriScope LWD Applied in Taping the Remaining Oil of High Water Cut in Offshore Field

CHENG Yan1, BAI Yuhong2

（1. Shanghai Petroleum Co. Ltd., Shanghai 200041, China；2. SOPB No.3 Marine Geology Investigation Party, CINOPEC, Shanghai 200137, China）

Abstract:There is still some potential to dig the remaining oils when the oil reservoir is at high water cut stage. But there are three risks in the production of remaining oil:(1)How to avoid the risk of drilling into water flooded area to produce remaining oils;(2)How to determine the landing space of horizontal well in the area with low well spacing density;(3)How to improve the penetrated rate of reservoir when the footage of horizontal well was restricted in high water cut area. The technology of PeriScope LWD has been used in order to decrease the risk in digging the potentials of remaining oils, and the sand top has been predicted successfully in remaining oil area. The horizontal well which is used to produce oils was landed successfully. It is proved that the technology of Peri-Scope LWD is a new method to digging the potentials of remaining oils in reservoirs with high water cut.

Keywords:PeriScope; logging while drilling; high water cut reservoir; remaining oil; horizontal well; tap the latent power

随着开发程度的不断深入，海上某油气田油藏已进入开发中后期，油藏采出程度超过35%，综合含水超过90%。虽然油藏生产上主要表现为高含水、高采出程度和剩余油高度分散的“三高”特征，但地下储层中仍存在一定规模的剩余油[1]。如何采取有效的措施来提高处于高含水阶段的油藏的采收率，是油藏开发后期挖潜工作的重点。本文通过PeriScope随钻测井技术在海上高含水油藏挖潜中的应用研究和实践，认为该测井技术能够有效指导油藏开发后期挖潜，进一步提高开发中后期油藏的采收率。

1　PeriScope基本原理和主要功能

PeriScope是斯伦贝谢公司研发的随钻边界测量仪器，它以电磁感应测量地层电阻率为原理，

探测井筒周围360°电阻率或电导率的对比边界（包括岩性边界和流体边界）以及工具到边界的距离（图1），同时也可测量所处地层电阻率以及特定条件下上、下围岩电阻率。工作中，该仪器可以98 in（243.8 cm）、84 in（213.4 cm）、34 in（86.4 cm）和22 in（55.9 cm）等多个间距和100 kHz、400 kHz 和2 MHz等多个频率进行定向电磁波测量，能提供不同探测深度、不同使用频率的电阻率曲线用于识别地层电阻率[2]。通常情况下，该工具测点位于离钻头10～12 m的位置；在电阻率对比较强情况下，能够识别出工具上下4～5 m范围内的电阻率和电导率变化边界[3]。

图1　PeriScope 360°方位边界探测示意图

随钻过程中，PeriScope随钻测井可以利用方位测量曲线判断轨迹是入层还是出层（图2）。同时，还可以利用PeriScope仪器的方位测量和电阻率测量等数据进行实时电阻率边界反演，进一步计算工具到地层边界的距离和地层倾角（图3）。根据电阻率界面反演图，及时调整轨迹，提高水平井着窗的成功率和储层的钻遇率，从而有效降低构造、储层或流体性质等因素造成的不利影响。

图2　三层模型方向性测量及常规电阻率测量

图3　基于图2三层模型的电阻率界面反演结果

2　水平井轨迹设计及随钻调整

2.1 油藏概况

据钻井资料和高分辨率地震资料构造解释，C2油藏构造呈一北北东向的长轴状背斜，构造中北部存在近北东东向的微幅鞍部，故存在南北两个局部高点；储层为砂质辫状河沉积，属于中孔中高渗储层，厚度基本都大于30 m；C2油藏为底水油藏，南北部各有一口水平井生产，后期构造中部有两口定向井补孔生产，目前C2油藏综合含水超过95%，采出程度37.8%，处于开发后期的高含水阶段。由于C2油藏储量规模大，该层一直是挖潜的重点。

2.2 水平井轨迹设计

根据C2油藏剩余油主控因素的研究成果，认为C2油藏东北部存在剩余油[4]。经过井型论证，最终采用水平井对该部位剩余油进行挖潜（图4）。但水平井挖潜也存在两方面的风险：（1）据剩余油特征分析，认为该区域剩余油的油水界面可能是倾斜的，且A井的动用范围无法确定，故水平井如何避开水淹区钻遇剩余油存在非常大的风险；（2）在井网密度低的构造部位，砂体可能存在侧向尖灭，如何在不钻探领眼的前提下，保证水平井成功着窗存在较大的风险；（3）如何在水平段长度受限的前提下，保证油层钻遇率存在一定的风险。

在综合地质、油藏认识进一步优化轨迹的基础上，本井采用了PeriScope随钻测井技术来降低上述的剩余油挖潜风险。为了避免水平井在水侵范围内着陆，钻前分别利用A井和B井的测井资料进行了水平井着窗的可行性分析。从电阻率界面反演成果图来看（图5），当轨迹距离含油砂顶0.6～1.78 m时，PeriScope能够预测到电阻率界面；

如果砂体发生侧向尖灭，则电阻率反演剖面上不会出现界面，当然电阻率反演剖面没有出现界面，也存在钻遇水淹区的风险，这种情况下，轨迹可以采取先水平钻进、再适当下探的策略。另外，一旦钻遇油层，可以通过电阻率反演剖面上出现的油顶界面来控制轨迹，从而提高油层钻遇率。

图4　C2油藏剩余油分布示意图

图5　PeriScope测井技术识别界面可行性分析（基于A井数据）

图6　PeriScope测井数据反演图（未发现明显界面）

2.3 轨迹随钻调整

实际钻井过程中，水平井钻至设计深度2 320 m未发现储层，PeriScope成像测井技术也显示轨迹下方未发现高阻界面。为防止在水侵范围内着陆，轨迹微幅增斜钻进，穿过着陆区后，轨迹继续稳斜下沉，后增斜至90°水平钻进，垂深控制在2 325.2 m，仍然未发现储层，PeriScope成像测井技术也显示轨迹下方未发现高阻界面（图6）。地质分析认为该构造位置储层顶部砂体相变为泥，结合PeriScope的预测结果，决定不再继续钻探，重新侧钻新支。

侧钻分支过程中，PeriScope于斜深2 553.58 m预测轨迹下方1.06 m处存在高阻界面，结合剩余油分析成果，判断该界面为含油砂体顶界；仪器测至斜深2 565 m时，高阻界面越来越明显，且连续性非常好。根据成像特征显示的界面判断含油砂顶具有轻微的下倾趋势，结合附近开发井的砂顶深度，及时调整轨迹，于斜深2 585 m钻遇含油砂顶，挖潜井顺利着窗，成功避开了已经水侵的油区。

3　PeriScope效果评价

通过两个分支的应用来看，PeriScope随钻测井技术能够较好地预测高阻砂顶界面。如图7所示，斜深2 553.58 m时预测轨迹距砂顶1.06 m，即砂顶垂深为2 324.26 m，依据成像剖面计算地层倾角为3.15°，因此可以计算斜深2 585 m（钻遇含油砂顶）处垂深为2 326.04 m，实际钻遇砂顶深度为2 325.95 m，误差仅为0.09 m，预测精度非常高。这主要是由于2 585 m之前，轨迹处于泥岩中，下方含油砂体电阻率明显高于泥岩电阻率，故电阻率界面明显，预测精度高。

图7　侧钻分支PeriScope测井数据反演图（发现高阻界面）

但是，当轨迹钻至目的层顶部的电阻率过渡带时，由于轨迹附近上下地层的电阻率差异变小，会导致预测界面存在一定的误差。如图7中轨迹2 585 m处钻遇含油砂顶，随后电阻率界面立即出现在轨迹上方0.95 m处，说明此时预测的砂顶界面与实际砂顶存在0.95 m的误差。因此，针对上述的这种单界面情况，利用PeriScope随钻测井技术时需考虑上下电阻率差异大小带来的误差，避免出层的风险。对于薄油层而言，当轨迹钻遇油层时，电阻率反演剖面上会出现双界面，这种情况下即使出现误差，只需把轨迹控制在双界面中部就能消除误差影响，避免穿出油层。

4　结论

（1）通过本井的钻探，证实PeriScope成像测井技术适用于高含水阶段的油藏后期挖潜，可以较好地指导随钻避开油藏水淹区，确认剩余油区及油顶界面，提高了挖潜井着窗的成功率。

（2）利用PeriScope成像测井技术预测单界面的深度时，需考虑轨迹上下电阻率差异大小带来的误差。对于双界面的薄油层而言，只需把轨迹控制在双界面中部就能消除误差的影响。

（3）通过PeriScope成像测井技术的解释软件的应用，认为解释界面形象、速度快捷，便于及时指导作业现场调整轨迹，从而降本增效。

参考文献：

[1] 石占中，张一伟，熊琦华．大港油田港东开发区剩余油形成与分布的控制因素[J]．石油学报，2005，26（1）：79-82．

[2] RAEPER G. Optimized Well Placement Increases Reserves，Case Studies from UK and Norway[C]. SPE Bergen – 18th April 2007.

[3] 万学鹏，欧瑾，钟楚荣，等．PeriScope随钻成像测井技术在水平井中的应用[J]．国外测井技术，2009（1）：31-33．

[4] 成艳．海上某油气田C2底水油藏剩余油分布研究[J]．海洋石油，2013，33（2）：85-88．