StarSteer地质导向软件在大庆油田的应用技术研究.pdf
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1、2023年第10期西部探矿工程*收稿日期:2022-10-01修回日期:2022-12-24第一作者简介:李明(1981-),男(汉族),黑龙江齐齐哈尔人,工程师,现从事水平井地质导向工作。StarSteer地质导向软件在大庆油田的应用技术研究李明*,王志辉,李兆龙(大庆钻探工程公司地质录井一公司,黑龙江 大庆 163411)摘要:基于近两年来应用StarSteer软件在大庆油田水平井地质导向工作的实践,尝试建立数字化导向新模式,总结出适应大庆油田的水平井地质导向技术方法,对提高水平井导向施工具有一定的指导作用。关键词:大庆油田;水平井录井地质导向技术;地质模型;数据同步;超前预测助力钻井提速
2、中图分类号:TE272 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2023)10-0113-04随着油气资源的深入勘探开发,最大限度地动用地下储能,单一的直井开发已满足不了勘探开发需求,对储层进行水平井开发能够大范围、最大程度上提高储层的暴露面积,从而提高原油产量,近年来大庆油田已大规模展开水平井投入,实施水平井钻探开发,既能降低开发成本,又能最大限度地动用储能,是一种经济、高效的开发手段。目前大庆钻探录井一公司自主研发的“大庆水平井录井地质导向综合分析系统”导向软件辅助导向师在近千口常规水平井的导向工作中发挥了重要的作用,自主研发导向软件在入靶前的着陆对比优势得到甲方的高度认可,但与国外
3、先进的地质导向专业化的软件相比仍有较大差距,自主研发的软件在实际应用中暴露出一些问题:现有的软件和经验无法对页岩油水平井、致密油水平井及邻井资料较少的高难度水平井的地质模型进行精细化校正和对下步地层倾角提前预测。与国外的 StarSteer 软件对比,在技术上存在着一定差距,缺少横纵向联动拟合功能,在运行速度上也有待提高,软件从功能上需要突破瓶颈提高地质导向时效性以及实时性。凭自主研发的地质导向软件无法对水平井的地质模型进行精细化校正和对下步地层倾角提前预测,以往都是在贴近储层边界或出层后,才能精准计算地层倾角,对储层钻遇率影响较大、无法完全满足最大程度上提高储层钻遇率的地质需求。录井一公司于
4、2019年引进StarSteer导向软件,本文以2020年以来应用该软件在大庆油田进行录井导向水平井工作为例,通过StarSteer导向软件深入应用,探索出钻前、钻中及钻后的全流程导向新模式。1创新钻前属性地质模型建立创新前宏观地震趋势做初始构造模型,由于依靠设计倾角及邻井储层厚度而建立,并不能反映储层横向展布特征;应用伽马测井反演技术建立地质模型,在中浅层水平井建模中能够反映储层油层内垂向发育情况,同样在深层天然气水平井中,伽马的高低不能反映储层的好坏,因此采用气测反演在深层水平井中对水平段轨迹调整具有很好的指导意义。但受页岩油储层内伽马特征及气测值波动不明显影响,伽马测井和气测属性模拟建模
5、在页岩油水平井水平段轨迹调整具有一定的局限性,依托StarSteer导向系统软件应用引用录井参数,创新建模,建立最终具有构造信息、储层横向发育情况以及多参数属性的综合二维地质模型(见图1)。以解决钻井现场遇到实际问题为出发点。针对造斜阶段工程定向工具面摆动问题,在钻前地质模型基础上,分析造斜至入靶阶段设计轨迹位置,参考区域铁柱子,根据岩性特征、元素分析数据变化等进行分段地质预测(见表1)。图1多参数属性的综合二维地质模型1132023年第10期西部探矿工程2创新钻中数据同步,实现前后线互动,保障导向决策高效近年来数字油田的概念已经形成,而数字井场是数字油田的基础,数字井场的一个关键就是井场的数
6、据传输,Witsml因此应需而生,通过研究Witsml服务部署,打通了StarSteer与随钻测井仪器的数据通道,建立与随钻测井仪器端口的数据同步方法,实现数据同步,数据实时传输为前后线无缝衔接提供技术保障,现场驻井导向与后方专家组互动沟通,集思广益,减少分析等停时间,保障导向决策高效,助力钻井提速(见图2)。表1根据轨迹情况进行多参数预测序号1234井斜010102020303040预测岩性大段泥岩夹含灰泥岩、介壳灰岩含灰、含砂、粉砂质、荧光、纹层状页岩与介壳灰岩,含灰泥粉,含灰、灰质粉砂,泥质灰岩互层含灰、含砂、纹层状页岩夹泥粉,含灰粉泥、泥粉,粉砂岩条带含灰、含砂、粉砂质、纹层状页岩夹泥
7、粉,含灰泥粉、粉泥,含云灰质泥岩,介壳灰岩条带预测元素特征Ca、Mg元素曲线平直,数值较低Ca元素局部具有刺刀状高值Ca元素具指状,含灰成分较高中部Ca元素较高,含灰成分高序号5678井斜4050506060757590预测岩性含灰、纹层状页岩夹含灰、灰质粉砂岩,含灰泥粉纹层页岩与含泥、灰质粉砂岩,含砂纹层页岩,含灰泥粉、泥质云岩互层大段纹层页岩,底部见含泥云质、介壳灰岩,含灰纹层页岩纹层页岩与含灰、泥质粉砂岩、泥岩,粉砂质、含灰纹层页岩,介壳灰岩互层预测元素特征顶部Mg元素较高,中上部Ca元素较高中下部Ca、Mg具有刺刀状高值顶部Ca、Mg具高值、含灰成分高中下部Ca、Mg具高值图2远程数据
8、同步工作原理流程图StarSteer软件数据同步设计方案如下:StarSteer软件导入数据的方式有两大类,一类为从各类文档文件中手动导入,另一类应用WITSML协议进行数据请求同步。Witsml作为基于网络,面向对象的新型数据标准,使用XML技术定义数据标准,是石油与天然气工业共享现场数据信息的重要标准。他定义了一个与平台无关的规范,为不兼容的平台提供一个有效的数据中间交换环节。通过对钻研自研的旋转导向仪器进行调研,得到信息如下,钻研自行研制的旋转导向系统其随钻测量参数有相位电阻率两条,随钻方位伽马四条,近钻头实时井斜,定点测斜。钻研自研旋转导向系统地面配套软件所应用的数据库为Sqlite,
9、是一款单机版的轻量数据库,优点是基本不需要维护,可应付较大数据量的处理,可靠性高,但是不支持网络访问。钻研自研仪器现已具备Wits发送功能,能够与录井实时传输连接远传数据。现有的工作模式上,地质导向需要三方人员配合,分别是仪器工程师、定向工程师、地质导向师。实验自研旋转导向仪器的井三方人员分别为钻研钻井工艺所技术人员任仪器工程师,钻二定向科人员负责轨迹控制,录井导向师负责地质导向分析。仪器测量数据井传输同步到地质导向师的机器,地质导向分析后下达指令或建议到定向工程师,再由定向工程师进行轨迹控制。1142023年第10期西部探矿工程为解决StarSteer软件数据同步问题,现提出两种解决方案。方
10、案1、Witsml 服务连接录井动态数据库组织数据。Witsml服务部署在录井动态数据服务器或其他内网服务器上,可提供对内网和对外网的两套数据接口,无论导向电脑是在现场外网环境应用,还是在基地集中监控都能够同步数据,这套方案的优点是录井动态数据库收集了现场地质导向所需要的所有动态数据,Witsml服务只需要联系一台服务器就可以获取所有井的所有动态数据,通用性好,无论任何仪器,经过实时传输进入动态库后都变成了同一种组织形式,获取和组织数据比较容易,并且服务可部署在云服务器上,安全性上由云服务器那边统一管理。缺点是动态数据库里的数据需要专人维护,可能会出现部分错误、重复数据或数据有断的情况。方案2
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