引用本文
宋庆彬, 何月慧, 冯建园, 金娟, 权骋, 施宝海, 王俊, 陈勇, 高欣. 录井应用技术的现场差异化服务实践与探讨[J]. 录井工程, 2020,31(S1): 1-6.
SONG Qingbin, HE Yuehui, FENG Jianyuan, JIN Juan, QUAN Cheng, SHI Baohai, WANG Jun, CHEN Yong, GAO Xin. Practice and discussion on field differentiated service of mud logging application technology[J]. Mud Logging Engineering, 2020,31(S1): 1-6.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2020.S1.001  
Permissions
Copyright©2020, 《录井工程》杂志社
《录井工程》杂志社 所有
录井应用技术的现场差异化服务实践与探讨
宋庆彬①, 何月慧①, 冯建园②, 金娟①, 权骋①, 施宝海①, 王俊①, 陈勇①, 高欣③
① 中国石油渤海钻探第一录井公司
② 中国石油大港油田分公司新项目事业部
③ 中国石油大港油田分公司第五采油厂

作者简介：宋庆彬 局级技术专家,高级工程师,1963年生,1985年毕业于承德石油学校电子技术专业,2005年获长江大学工程硕士学位,现在中国石油渤海钻探第一录井公司综合解释评价中心从事技术研究工作。通信地址:300280 天津市滨海新区大港油田三号院团结东路。电话:(022)25924053。E-mail:songqb@cnpc.com.cn

摘要

录井作业是围绕钻井现场来进行的,面对不同的市场环境、能源勘查开发、井型、井别、钻探开发目的,现场录井应用技术不尽相同。作为录井服务方,在了解和掌握建设方对不同条件下钻探开发要求的基础上,从多种录井应用技术中遴选出适用的技术来实施差异化的现场录井技术服务,以期实现双方效益的最大化。在录井技术实践中,以大港油田陆相页岩油差异化服务为例,根据建设方不同时期勘探开发思路和需求,针对不同的井型、不同的勘查开发能源,结合当前录井技术水平和能力开展差异化服务,收到了良好的效果。

关键词: 录井应用技术; 资源勘查; 石油天然气; 差异化服务; 勘探开发
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Practice and discussion on field differentiated service of mud logging application technology
SONG Qingbin①, HE Yuehui①, FENG Jianyuan②, JIN Juan①, QUAN Cheng①, SHI Baohai①, WANG Jun①, CHEN Yong①, GAO Xin③
① No. 1 Mud Logging Company, BHDC, CNPC, Tianjin 300280, China
② New Project Division of PetroChina Dagang Oilfield Company, Tianjin 300280, China
③ No.5 Oil Production Plant of petroChina Dagang Oilfield Company,Tianjin 300280,China
Abstract

The mud logging operation is carried out around the drilling site. In the face of different market environment, energy prospecting and development, well shape, well type and drilling development purpose, the application technology of mud logging on site is not the same. As a mud logging service provider, on the basis of understanding and mastering the requirements of the construction party for drilling and development under different conditions, the applicable technology is selected from various mud logging application technologies to implement differentiated on-site mud logging technical services, so as to maximize the benefits of both parties. In the mud logging technology practice, taking the continental shale oil differentiated services of Dagang Oilfield as an example, according to the construction party's exploration and development ideas and needs in different periods, different well shapes, different prospecting and development energy sources and the progress of mud logging technology, the differentiated service has achieved good results.

Keyword: mud logging applied technology; resource prospecting; oil and gas; differentiated services; exploration and development
0 引言

在石油天然气勘探开发进程中, 无论何时何地, 录井应用技术现场服务都以其无法替代的独特作用和优势一直伴随着钻井施工作业。随着石油天然气勘探开发深度与广度的拓展, 钻井工程工艺的不断改进和快速进步, 油气自动检测分析技术的发展以及地质理论再认识程度的加深和突破, 如今录井应用技术现场服务可以说不仅贯穿于石油天然气资源的勘探开发全过程, 而且已经覆盖了包括煤层气、页岩气、天然气水合物、水等各种矿藏各类资源的、需要钻探开采的多种施工作业过程, 给资源勘查与开发提供了可资选用的多种手段和方法。从录井企业角度来讲, 每口井的现场应用越多越好、服务的价格越高越好; 而从资源勘查与开发的建设方出发, 只要能够保证作业安全、确保工程质量、缩短钻井周期、降低作业成本、实现钻探开发目的, 每口井的录井技术应用越少越好、服务价格越低越好。尽管钻井现场不能没有录井应用技术服务, 但是每口井究竟采用哪些录井工艺技术则需建设方与录井企业方达成共识, 这已成为录井人需要认真探讨的一个问题。

1 三类录井应用技术

录井应用技术, 简单点说, 就是在钻井施工作业现场录井所应用的各类技术。

按照技术发展顺序划分, 可以把录井应用技术分为三类, 即通用录井技术、地质分析化验技术和新兴录井应用技术。通用录井技术包括常规地质录井技术即钻时录井、荧光录井、岩屑(心)录井, 以及综合录井技术即气测录井、工程录井、钻井液录井、地层压力录井、随钻录井解释等技术; 地质分析化验技术包括地化录井、定量荧光分析、轻烃分析、气体解析、残余气分析、同位素录井、核磁共振测量[1]、全岩分析、元素录井、伽马能谱录井、岩屑成像、岩心扫描、薄片鉴定、碳酸盐岩含量测定、氯离子滴定分析、水分析等技术; 新兴录井应用技术主要包括井场信息传输、钻具振动分析[2]、地质导向、综合解释评价、地层流体早期溢漏监测、工程技术物联网服务、岩石电镜扫描分析等技术。

2 差异化服务对象分析

为了使录井现场技术服务更具经济性、更有针对性、更呈实效性, 根据市场运作、能源类型、设计井型、钻探井别等情形, 实施录井应用技术现场差异化服务将能够实现这一目标。

2.1 服务市场的差异化分析

就录井应用技术现场服务市场而言, 以其地域范围可分为国外市场、国内国际反承包市场、国内市场, 这三种市场, 其现场录井应用技术服务的要求是不同的。通常情况下国外市场是按照国际通用的技术标准、规范和已经形成的定式、惯例来向承担服务的录井专业化公司提出要求的, 例如现场技术服务人员应具备多长时间的服务经验、掌握哪些作业方法、具备哪些技术能力、语言交流是否有障碍等, 而仪器设备则应满足哪些技术性能、技术指标、稳定性、安全性、先进性、可维护性、可扩展性、兼容性以及备份(备件)的齐全性, 作业服务过程中需要做哪些项目、工作标准是什么等。国内国际反承包市场, 通常情况是在国际惯例的基础上, 兼顾国内市场某些特定的情况, 对现场技术服务人员、仪器设备、工作内容进行规定的。国内市场则是根据国内录井行业的标准、规范和国内录井技术服务惯例, 以建设方特定的要求、国内录井行业服务定额和区域或油气田勘探开发具体情况, 来设计现场录井技术服务所需要的各类资源配置、服务项目及工作质量指标。

对国内录井专业化公司而言, 首先需要切实了解这三类市场对现场录井应用技术服务的要求, 然后采取差异化的标准来有效实施现场录井技术服务。对于国外市场, 应该严格按照招标文件的要求, 优选“ 精兵强将” 、配置先进仪器设备、编制科学严谨的施工方案、严抓服务过程的各个环节作业、严明现场作业监督管控、实施技术服务人员当地化、确保国际通用语言交流顺畅; 对于国内国际反承包市场, 应该严格按照合同规定, 在现场的主岗技术人员应保证技术过硬、国际通用语言交流无障碍, 副岗技术人员可适度降低技术水平和现场服务经验及语言交流能力要求, 配置较先进的、能满足其性能和技术指标要求仪器设备; 对于国内市场, 应该按照钻井地质设计的有关规定, 配置能够胜任现场录井应用技术服务的人员、配套能够完成资料采集处理分析的仪器设备来实施现场技术服务, 同时为了锻炼培养现场技术人员可增加现场人员的数量, 为了测试引进或自我研发的录井仪器设备的性能, 可以提供无偿的现场服务。

2.2 不同勘查与开发能源井的差异化服务

录井应用技术现场服务所面对的能源如石油、天然气、煤层气、天然气水合物、水、矿藏等都是不可再生能源。录井所服务的主要目标能源是石油天然气, 其工作量占比可达99%以上, 而服务于煤层气、天然气水合物、水以及矿藏等能源的工作量较少。

录井现场服务面对的能源不同, 就不能以同样的标准、同样的录井手段和方法来配置现场录井服务资源。对于石油天然气勘探开发, 钻井现场采用的录井应用技术应以及时发现油气显示、及时预报工程异常、及时监测异常地层压力为主要任务, 以录井“ 四性” 即岩性、物性、电性、含油性为着眼点予以配置, 采用通用录井技术、部分地质分析化验技术、个别的新兴录井应用技术(如井场信息传输、地质导向、综合解释评价)即可完成服务工作。当然从石油和天然气的特性考虑, 对于天然气井应取消荧光录井、定量荧光分析、地化录井等对含油性敏感的录井技术, 对于页岩气井则应配置气体解析, 甚至考虑岩石电镜扫描分析技术。

对于煤层气井亦可取消荧光录井、定量荧光分析、地化录井等对含油性敏感的录井技术。由于天然气水合物是新的清洁能源, 且目前勘探开发难度很大, 其钻井现场可将通用录井技术、部分地质分析化验技术如轻烃分析和同位素录井、个别的新兴录井应用技术(如井场信息传输、综合解释评价、地质导向技术)应用到现场服务之中。对于水资源的钻探开发, 其钻井现场可将通用录井技术、个别的地质分析化验技术(如水分析)应用到现场服务之中。对于矿藏的钻探开发, 可将通用录井技术、地质分析化验技术和个别的新兴录井应用技术(如井场信息传输、综合解释评价、岩石电镜扫描分析等技术)应用到现场。

由于不同能源的钻探现场所提供的现场录井应用技术仪器设备、手段与方法不同, 现场技术服务人员的配置也应有所变化。录井应用技术种类多的, 人员数量上就要相应增加; 勘探开发难度大或要求项目、工作内容多的, 人员数量也应适度增加。

2.3 不同井型井的差异化服务

不同市场、不同能源的勘探开发, 建设方往往根据不同的需求, 采取不同的井型来进行现场钻井作业。为了建立区块地质剖面、掌握地层层序, 直井是必选的设计; 为了探明区块地质储量, 设计斜井(丛式井)是通常采取的做法; 为了提高单井采收率、提高区域或区块产量, 往往采取部署水平井(鱼刺井)来实现。直井、斜井、水平井的钻井作业, 在相同区域或区块, 其作业施工难度由易到难, 因此钻井现场的录井应用技术服务项目或方法、手段就有所侧重。

以石油勘探开发为例, 直井可将通用录井技术、地质分析化验技术、个别的新兴录井应用技术(如井场信息传输和综合解释评价技术)应用到钻井现场, 斜井(定向井、开窗侧钻井)可在直井所用录井应用技术基础上增加地质导向技术[3], 水平井(大位移井、鱼刺井)可在斜井所用技术的基础上增加新兴录井应用技术(如岩石电镜扫描分析技术)。例如:在长庆油田, 发挥差异化服务优势, 开展地质导向服务, 承录的水平井储集层平均钻遇率达到97%, 解释符合率均达到100%, 切实减少了储量损失, 提高了单井产量。

2.4 不同井别井的差异化服务

不管是石油天然气, 还是煤层气、天然气水合物、水、各类矿藏等能源, 其开发利用都要经过钻探、评价和开采这一系列施工作业过程。有时通过地球物理勘查预测有某种能源的位置(区域或区块), 部署钻机进行钻井, 却没有所预测的能源存在; 有时经过钻探确定区域或区块富含某种能源, 但钻探多口井后发现, 有的井钻遇这种能源显示较好、有的井则显示不好。因此, 建设方或资源勘查单位往往在区域或区块上要设计部署不同井别的井来继续探明该种能源的有无、富含面积和厚度、储量, 如探井(预探井、科探井、探评井、探井、参数井)、评价井(产能评价井、评价井)、开发井(生产井、采油井、采气井、注水井、产能井等)。

对于探井、评价井、开发井, 其钻井目的不同、处于勘探开发的时段不同、未知风险程度不同, 建设方或资源勘查开发方在进行钻井地质设计时, 通常是探井录取和分析处理的项目或资料多, 而评价井录取和分析检测的项目或资料较探井少, 开发井录取和分析检测的项目或资料则会更少。因此, 录井技术现场服务方, 应以建设方或资源勘查开发方的地质设计和现场录井技术要求为准, 应为探井的录井技术现场应用服务配置功能强大的综合录井系统、多种类地质分析设备、多方位的新兴录井技术、健全的HSE管理体系, 同时在技术服务人员的素质和技术水平上要高层次定位, 选派能够独当一面、独立分析处理各类现场问题的人员来实施现场技术服务。对于其他井, 录井服务方则可以适度降低录井系统的配置、减少地质分析仪器的种类、少选新兴录井应用技术、精简技术服务人员的数量来完成资料的录取、分析处理和随钻解释、完井资料的整理和上交。

2.5 特殊类别井的差异化服务

在录井现场, 常常会遇到以其他方式分类的钻探开发井, 如以深度为标识的浅井、深井、超深井, 以特殊工艺为标识的欠平衡钻井、气体钻井[4]、控压钻井、混油钻井、连续油管钻井、取心钻井, 以地理环境为标识的海上(滩涂、浅海、深海)钻井、陆地(沙漠、戈壁滩、沼泽地、峡谷、草原、丘陵等)钻井。

这些井, 因为其不同的类别和独有的特性与要求, 作为录井服务方, 就要让现场录井技术服务人员了解它们的特点、钻井工艺的特殊性以及作业过程中有别于常规录井的地方, 严格按照钻井地质设计及合同规定的技术要求来进行施工作业。如深井或超深井, 易发生钻井工程事故, 现场录井作业应在钻井工程监视预警与监控预报提示方面提高服务意识; 欠平衡钻井的现场录井技术服务应在地层压力预监测、地层早期溢漏监测上做好文章; 混油钻井的现场录井技术服务则需要在真假油气显示发现与识别即综合解释评价方面做好工作; 海上钻井的现场录井技术服务需要在安全环保健康方面提高风险防范意识。

综上所述, 不同类别井, 其现场差异化服务技术组合如表1所示。表1中标记“ ★” 的技术为建议配备仪器设备且须具备的服务技术, 标记“ ☆” 的技术为选配仪器设备及相应技术。

表1 各类别现场差异化服务技术组合
3 大港油田陆相页岩油录井差异化服务实例

在2013年之前, 大港油田地质勘探专家们虽然对页岩油的认识处于“ 表层” 阶段, 不过当时已经意识到除了疏松砂岩储集层能储藏油气之外, 致密砂岩内也能存集油气。因为致密砂岩储集层随钻录井油气显示微弱、测井曲线特征不明显, 所以现场录井往往容易漏掉此类油层。为了准确、及时识别微弱油气显示, 录井技术服务方在通用录井技术的基础上增加了定量荧光分析技术, 根据其对比级、油性指数来辨识和及时发现油气显示。

2013年以后, 随着GD 6X1井页岩油储集层获得工业油流[5], 确定页岩油在大港油田的存在并意识到其未来的开发前景, 油田建设方先后布置15口页岩油直井, 进行了井壁取心和钻井取心。录井技术服务方对岩心实施了岩石热解、热解气相色谱分析, 同时加密碳酸盐岩含量分析, 综合多项技术对页岩油层段进行解释, 并提供试油方案。2017年, 大港油田公司开展致密储集层特性深化研究, 录井技术服务方及时跟进密切配合, 现场应用元素录井和X射线衍射全岩分析技术对致密储集层岩石成分进行精确测定, 结合钻井工程参数以及地化录井、三维定量荧光分析等技术, 形成了由岩性、脆性、物性、含油性以及有机质评价等技术组合而成的页岩油标准化录井技术服务模式(图1)。目前, 已完井的GD 1701H井、GD 1702H井自喷400 d, 产油气15~25 m3/d, 累计产油超过15 000 m3。

图1 XX井页岩油录井组合技术综合解释评价图

如今随着对页岩油认识趋于成熟, 大港油田页岩油进入高速、大规模开发阶段。为了提高页岩油产量, 建设方布置30余口大位移井及水平井。因此, 地质导向技术便成了必不可少的一项现场录井服务技术。随钻过程中应用录井参数, 结合LWD采集数据, 及时对井眼轨迹进行预测、跟踪和调整, 确保钻头顺利钻入指定页岩储集层并保持在储集层内运移。

在页岩油录井技术服务的差异化服务过程中, 录井技术服务方创新录井综合解释评价技术研究方法, 通过细化参数分析, 建立了多种解释评价标准及图板, 并利用多录井技术的各项参数进行横向、纵向特征对比, 为准确划分甜点段、优化选段选簇、避开顶底板水层等压裂方案的制定和实施提供依据。

在整口井从开钻到实施试油作业的过程中, 录井技术服务方还提供信息远程传输技术服务, 不但将井场信息实时传送到基地、建设方办公桌面, 而且通过远程实时作业中心(RTOC )实现前后方、甲乙方随时沟通交流、及时商讨对策。

总之, 大港油田陆相页岩油井现场录井技术服务是根据建设方不同时期的勘探开发思路和需求、不同的井型、不同的勘查开发能源以及录井技术的进步而有所差异地予以开展的, 收到的效果越来越好。

4 差异化服务应注意的问题

录井应用技术的现场差异化服务在目前的录井作业中已经有所推进, 而且其体现的鲜明性越来越明显。在差异化服务实践中, 录井服务方应注意一些问题。

一是不能过分强调差异化。对不同的市场、不同的勘探开发能源、不同的井型、不同的井别以及其他类别井的录井实施差异化服务是科学合理的, 但不能就此僵化地将差异化固定不变, 况且不同类别钻井施工的交叉, 也让我们必须考虑到录井技术应用的可操作性和有效性。

二是不能过分纠结自身效益。录井作业服务方应在严格执行设计、合同规定的同时, 保持一种为实现钻探开发地质目的而不惜无偿提供可解决现场问题的录井应用技术, 这样不但能够大幅提升录井方在建设方心目中的位置、树立良好的企业形象, 而且为保持持续、稳定、长远的合作关系奠定坚实的基础。

三是应提高主动创新发展意识。在差异化服务过程中, 不能被动地去应付各项工作, 而是要在主动创新上谋求进步, 现场录井应用技术的提高和发展是围绕井场这个点, 以解决地质问题和支撑钻井科学作业及破解现场录井技术瓶颈为己任来逐步走向成熟的。因此, 必须在服务过程中主动去发现问题、创新地想办法解决问题, 突破瓶颈制约, 形成录井技术优势和创新录井利器。

5 结束语

现场录井应用技术的差异化服务是“ 具体问题具体分析” 、实事求是在能源勘探开发过程中的具体体现。作为录井技术服务方, 势必要不断总结经验, 尽量科学地规划在不同类别井现场服务的录井应用技术项目。既不浪费录井方的各类资源, 又不给建设方增加财力上的负担; 既不折不扣地完成合同规定的工作, 又能良好满足建设方的要求; 既赢得服务效益的不断增加, 又能为录井技术进步提供平台。相信有效实施现场录井应用技术的差异化服务, 将使录井在各类能源钻探开发现场无可替代的独特优势更加稳固。

(编辑 李特)

参考文献
[1] 陈恭洋, 刘强国. 录井学科的定位及专业建设构想[J]. 录井工程, 2011, 22(4): 1-4, 56.
CHEN Gongyang, LIU Qiangguo. Orientation of mud logging and conception of specialty construction[J]. Mud Logging Engineering, 2011, 22(4): 1-4, 56. [本文引用:1]
[2] 张德安. 录井行业技术发展面临的挑战与对策[J]. 录井工程, 2009, 20(2): 53-55.
ZHANG Dean. Challenges faced by the technical development of mud logging and countermeasure[J]. Mud Logging Engineering, 2009, 20(2): 53-55. [本文引用:1]
[3] 郭琼, 马红, 姬月凤, 等. 综合解释方法在水平井地质导向中的应用[J]. 录井工程, 2008, 19(3): 12-15.
GUO Qiong, MA Hong, JI Yuefeng, et al. Application of comprehensive interpretation method in horizontal well geosteering[J]. Mud Logging Engineering, 2008, 19(3): 12-15. [本文引用:1]
[4] 卿元华. 空气钻井条件下的录井技术研究——以塔里木油田DB X井为例[J]. 录井工程, 2015, 26(4): 22-27.
QING Yuanhua. Research on mud logging technology under air drilling: Taking DB X well in Tarim Oilfield as an example[J]. Mud Logging Engineering, 2015, 26(4): 22-27. [本文引用:1]
[5] 付茜. 中国页岩油勘探开发现状、挑战及前景[J]. 石油钻采工艺, 2015, 37(4): 58-62.
FU Qian. The status, challenge and prospect of shale oil exploration and development in China[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2015, 37(4): 58-62. [本文引用:1]