择要阐述了大数据技术及其在油气田钻完井领域的应用现状,对钻完井大数据进行了分析研究,进一步阐明了建立钻完井大数据的现实意义,提出油气田钻完井大数据概要设计和大数据分析技术应用构架,为油气田钻完井大数据的建立与运行方案提供了技术参考。通过研究整合钻完井板块全流程数据,研究其大数据采集、存储、云计算等技术,设计并建立油气田钻完井大数据,为打造先进的钻完井技术服务奠定基础,针对钻完井大数据应用发展趋势进行了展望,从地质、工程、工程地质一体化以及钻完井远程实时作业中心(RTOC)等方面,简要介绍钻完井大数据的应用与市场前景,展现钻完井大数据所蕴含的巨大价值。
随着信息技术的发展,国内外油公司与服务公司间数据传输需求激增,制定数据传输标准成为共识。20世纪80年代提出的WITS标准,解决了当时的数据传输问题,在此基础上制定的WITSML标准,具有良好的扩展性,成为新一代数据传输标准。通过阐述数据传输标准的诞生、发展演变以及WITS、WITSML标准各个版本的基本内容和相关性,分析各版本的优缺点以及应用状况,展示了井场信息传输标准全貌。目前国内石油企业对WITSML标准的应用相对滞后,在进行WITSML应用服务时,采用WITS标准的数据采集系统需要进行相应软件的改造才能支持对服务器的访问,同时需要数据服务软件采用符合WITSML标准的中间件。
赛东洼槽低孔隙度、低渗透性储集层发育,压裂改造是提高单井产能的主要技术手段,压裂选层成为重要课题。根据录井对该区30口探井精细地层对比,对阿尔善组、腾一段、腾二段储集层的岩性、物性、含油性等特征进行分析,并根据试油、试采资料,研究油气产能与储集层特征的关系,最终建立了该地区碎屑岩储集层压裂录井参数标准。在赛东洼槽S 108井、S 80井腾二段碎屑岩压裂井的试验表明,其应用效果较好,有望在二连探区各富油凹陷主力储集层段进行推广。
常规油藏开采日渐匮乏,而低渗透油藏储量高,其开发成为当前研究热点。鉴于室内启动压力梯度实验结果可反映储集层的渗流规律,为低渗透油藏开发方案设计、井距选取及储集层动用情况提供数据支撑,选取福山凹陷低渗透油藏天然岩心,在参考前人研究成果的基础上,总结出一种以气体作为输出动力,通过定值器精密调节输出压力的实验方法。该实验研究表明:福山凹陷低渗透油藏启动压力梯度与气体渗透率有较好的乘幂负相关关系,通过实验数据拟合求得的最小启动压力梯度贴近生产实际;现阶段注采压差小、注采井接近极限井距是该区块注水难、采收率降低的主要原因。最终研究结果可有效验证研究区采油井改为注水井效果的优劣,为下一步选取注水井改造提供理论图板。
GD区块为大港油田页岩油开发先导试验区,由于该区此前无导向经验可借鉴,且GD区块地质构造复杂,给水平井地质导向作业带来了困难。针对该区的地质构造、沉积特征及地质导向难点,以区块内GD 2H井为例,从入窗控制和水平段控制2个阶段系统阐述了整个导向过程,归纳了该区块页岩油水平井地质导向技术要点。在现场导向作业中,综合运用地质、地震、测井等资料进行地质建模与实时导向跟踪,最终储集层钻遇率达100%,现场应用效果突出,为大港油田同类页岩油水平井地质导向提供了第一手经验。
为克服异常地层高压给井场钻井作业带来的安全风险,渤海油田通常采用随钻地层压力监测技术,但该项技术中dc指数模型不适用于渤海油田使用的PDC钻头,研究人员基于修正后的杨格钻速方程,结合现场实钻数据研究,重新构建了渤海油田PDC钻头的地层可钻性模型dr。应用该模型成功识别了渤中凹陷某探井的异常高压带,并可计算模拟地层压力曲线为现场合理选择钻井液密度提供依据,确保了井下安全并成功完成了油藏地质勘探任务。
锦州N构造馆陶组底部发育的厚层致密砂砾岩被称为底砾岩,底砾岩段是构造范围内的对比标志层,具备横向分布广泛及可钻性较差的特点,因此底砾岩的识别对井场地质及钻井作业具有重要意义。底砾岩段上覆岩性为厚层含砾砂岩,下伏岩性为厚层泥岩,传统方法识别底砾岩的顶界面及底界面精度低,严重影响作业质量。通过分析锦州N构造已钻井的工程及地质资料,进而将扭矩方差分析法、气测钻时作积分析法等录井方法以及电阻率值对比识别法、自然伽马数值法及中子密度交会分析等测井方法综合应用于锦州N构造5口井底砾岩段的识别,底砾岩顶界面及底界面卡取精度较传统做法均有大幅提高,对油田高效开发具有重要意义。
珠江口盆地勘探的不断深入,证实了珠江口盆地存在多构造、多含油层系、多原油物性的油气藏特征,这给常规录井在珠江口盆地复杂多样的原油特征尤其是轻质油层的油气显示发现与识别增加了难度。依托三维定量荧光技术检测范围广、灵敏度高、检测精度高、既能定性又能定量的技术优势,分析研究珠江口盆地恩平凹陷、惠州凹陷、开平凹陷等7个凹陷共50种原油样品的原油特征,总结出这7个凹陷的原油三维定量荧光波长分布规律,同时依据三维定量荧光技术的2个敏感参数(油性指数和对比级),建立了惠州凹陷和恩平凹陷的三维定量荧光解释评价图板和标准。应用分析结果表明,其评价结论与实际测试结果吻合率高,应用效果好。
为了解决渤海油田渤中13-1南区块油质复杂、流体类型识别难度大的问题,通过统计气测资料、测井资料和试油资料,对该区块馆陶组不同流体类型气测组分及其派生参数和荧光显示特征进行了研究,建立了馆陶组气测-荧光解释评价标准,同时利用地化参数及其派生参数建立了地化亮点图板。应用气测-荧光解释评价标准与地化亮点图板相结合,对目前已钻预探井进行解释评价,结果表明,解释层数82层,其中74层符合,解释符合率为90.2%,对该区块新钻井进行现场综合解释,解释14层,其中12层符合,综合解释符合率达到85.7%。该方法大幅提高了现场解释符合率,为下一步勘探开发决策提供了有利依据。
塔里木盆地古城地区的油气勘探目的层为碳酸盐岩储集层,针对以往利用录井资料开展的碳酸盐岩储集层评价较为零碎、不成体系的欠缺,从岩屑、岩心及综合录井仪采集资料角度出发,通过碳酸盐分析、岩屑薄片鉴定与XRD衍射技术相结合识别储集层岩性,建立机械比能比值评价储集层物性方法及标准,并优选含气性评价参数,建立气水层解释图板,形成一套完整的碳酸盐岩储集层录井综合解释评价方法。目前该方法在X 11井、X 16井等5口井中应用取得良好成效,解释评价符合率为83.3%。
渤海油田成藏模式复杂,不同层位、井段储集层原油性质不同,给井场原油性质的快速判断带来一定困难。以岩屑为载体的地化录井技术所获得的岩石热解气相色谱谱图能够反映储集层原油性质。以渤海油田石臼坨凸起东部斜坡带为例,对典型油样成因进行分类方法的研究和总结,根据生物降解原理,从成因上将典型油样谱图分为正常原油、生物降解和混合成因3类,进而根据正构烷烃、烷基环己烷、类异戊二烯等成分损耗程度将生物降解进一步细分为轻微生物降解、中度生物降解和严重生物降解3个等级。基于该研究所形成的地化谱图规律和生物降解划分标准,可实现井场原油性质的快速判断,对井场油气水“精细化”评价工作起到积极的推动作用,该研究对油田开发生产具有重要的指导意义,有助于对原油开采难度进行正确评估。
尼日尔Agadem区块发育多套白垩系和古近系砂岩储集层,该区块构造相对复杂,断块纵横交错,油质类型众多,油水关系十分复杂,仅靠常规测井手段,难以准确地进行油气水层解释评价。为提高该区油气水层解释符合率,以地化录井为基础,建立了油质类型划分方法、储集层油气水识别图谱图板方法,并结合地质录井、气测录井资料实现了对尼日尔Agadem地区储集层流体的录井综合解释评价,解释符合率达到85%,取得了良好的效果。
电动脱气器是录井仪辅助设备,目前国内大都采用交流380 V“危险”电压供电,不能满足现场安全作业要求。为此需要研制出符合国家安全电压供电规范的电动安全电压脱气器,通过设计研发低电压电机及控制系统、抱式脱气器搅拌器等实现了脱气器安全电压供电的现场应用。该脱气器改变了传统交流380 V“危险”电压供电方式,消除了作业过程中的安全隐患。从录井现场应用效果看,使用脱气器解决了生产难题,提高了工作效率,具有一定的推广应用价值。
在钻井施工特别是大斜度井、水平井钻井施工作业过程中,井眼的清洁情况是影响钻井施工安全和钻井时效的重要因素。通过实时测量上返岩屑流量并与理论计算岩屑量进行比较,可以监测井眼的清洁情况,为此亟需研制无线岩屑流量测量装置。基于其设计思路和测量原理,阐述了无线岩屑流量测量装置的测量单元、无线通信单元、监测软件等组成部分的功能,利用研制的工程样机在现场进行了测量试验。结果表明,该装置能对岩屑流量进行在线监测,通过对岩屑流量数据的监测,可帮助钻井工程师优化钻井施工作业,提高钻井效率,降低钻井施工作业风险和成本。
阐述了光电编码器技术原理、室内校准装置、传统脉冲信号校准方法存在的问题。针对录井行业脉冲信号传感器精确计量的需求,结合脉冲信号传感器的特点,确定了采用光电编码器技术对脉冲信号传感器进行快速精确校准的思路,即将脉冲传感器与光电编码器固定于单相异步电机同一轴上,通过转速表显示测量脉冲与标准脉冲进行校准的方法,并在实验室内将光电编码器技术成功应用于脉冲信号传感器的校准中,使光电编码器技术在石油专用计量器具校准中得到了合理的应用。其应用结果表明,光电编码器技术精确稳定,实现了录井行业脉冲信号传感器的精确校准。
为了降低苏里格气藏苏25区块新井建产地质风险,提升区域Ⅰ+Ⅱ类井钻井比例,针对该区气藏 “低孔隙度、低渗透率、低地层压力、低含气丰度、含气砂体厚度和分布变化大”的特点,需要开展井位优化部署方法研究。在系统整理试气资料的基础上,分析累计产量与无阻流量、套管压力、油管压力、静止压力、流动压力等参数之间的关系发现,求产初期地层流压与平均年产量具有较好的相关性,在原有区域井位优选方法的基础上,结合井底流压与单井平均年产量的相关关系,把求产初期地层流压与换算好的单井平均年产量分别绘制成等值线图并进行叠合,提出了区域“流压-平均年产量”井位部署方法。经过实际应用,该方法实施效果良好,Ⅰ+Ⅱ类井钻井比例明显增加,提高了单井控制储量和气田的采收率。
由于稠油油藏多层合采井产量劈分研究很少,目前并没有被广泛认可的产量劈分方法。针对常规地层因数劈分方法在实际应用中存在的局限性及其适用性对分析结果精度和可信度的影响,以产液剖面数据为基础,通过数据挖掘方法,找出影响单层产出量的关键因素,建立了多参数的产量劈分方程以提高劈分结果精度。在辽河油田D 29块稠油油藏多层合采蒸汽吞吐的产量劈分过程中,采用该方法计算出的数据与实际情况符合度较高,表明应用效果较好,可以较好地解决稠油油藏多层合采的产量劈分问题。
油田进入开发后期,地下剩余油分布越来越复杂,稳产难度加大。为解决老油田剩余油开发难问题,以大港油田港东开发区二区六断块为研究对象,在精细油藏地质研究的基础上,以沉积岩石学、储集层地质学和测井地质学为理论指导,运用油藏工程和数值模拟等方法开展剩余油分布规律研究,详细描述了该区块高含水率后期剩余油分布特征。根据剩余油分布类型,综合运用渗流力学、数值模拟等手段对开发层系重组、注采井网重建进行了可行性论证,开展针对性的剩余油挖潜研究,提出了在井况差、井网稀疏的部位,通过加密调整动用剩余储量;重塑注采井网,挖掘低渗透带及砂体边部的剩余油,通过改善注水剖面,提高注水波及体积;深化长停井潜力研究,恢复利用停产井,通过转注、恢复注水、大修等进行注采井网的完善等不同的挖潜技术对策。通过针对性实施,提高油层动用程度,增加可采储量,提高最终采收率,进而实现了断块产量保持稳定。
认识和掌握剩余油分布规律,即明确高含水后期剩余油所在的空间位置、规模及其与储集层非均质性、注采状况之间的关系,是进一步提高驱油效率及采收率的前提和基础。结合滩海地区埕海油田“海油陆采”开发现状,综合分析埕海油田剩余油平面、垂向分布特征,首次将埕海油田剩余油分布模式定义为“滩海模式”,并划分为难以效益开采型、水驱滞留型和水驱优势型,其中难以效益开采型分为特殊岩性型和深层油藏型;水驱滞留型分为井网难以控制型、层间差异型、单向受效型、局部微构造型、河道砂边部尖灭型、长水平段水平井动用不均型;水驱优势型分为沉积韵律控制型、夹层遮蔽型、底水稠油油藏水锥型、沉积相带控制型。研究认为,埕海油田剩余油平面上呈孤岛状或条带状,纵向上受非均质性及沉积韵律影响,为下一步剩余油挖掘和提高埕海油田采收率提供了支撑。
膏盐岩盖层厚度是影响储气库盖层封闭性的首要因素,同时膏盐岩层段顶底的确定也决定着固井质量是否合格。文23储气库作为超大型储气库,精准卡取盖层顶底和厚度对该储气库建设至关重要。利用X射线元素分析能更直观地反映出地层元素变化,文23储气库膏盐岩盖层段特征元素Sr、Zr和Ca元素具有线性相关性,进入膏盐岩层Sr、Zr元素值急剧升高,膏盐岩层底Sr、Zr含量出现异常高值,曲线呈台阶状;Fe、K元素值变小,膏盐岩层底具有异常低峰值,S元素在膏盐岩层底有异常高峰值。Sr/Ba比值、Fe/Mn比值在膏盐岩层底表现为异常高值和异常低值,据此判断进入膏盐岩层底;Mg/Al比值为该区膏盐岩顶底特征比值元素,进入膏盐岩层Mg/Al比值会大幅度升高,Mg/Al比值在膏盐岩层顶和膏盐岩层底均存在一个尖峰,据此可以判断到达膏盐岩盖层顶底。
