钻头“智慧出行” 超深层精准“取宝”

通过卫星导航，人们可以实现智慧出行，随时了解路线路况。如果给开采石油天然气的钻头安装“导航”，又会发生什么呢？

答案是可以钻出一个比肩甚至超越“珠穆朗玛峰”的石油天然气井。

(资料图片)

江汉石油工程自主研发地震剖面动态校正技术，精准预警钻井地质风险，让打8000米以上超深井的钻头也能“智慧出行”，助力深地工程向更深层迈进。

超深层资源潜力巨大，但不好挖

当前，深层、超深层已成为我国油气重大发现的主阵地，勘探潜力巨大。

然而，由于地震解释资料精准度的获取问题，导致超深层“取宝”路线不清晰，石油工程技术人员往往只知道“宝藏”在哪儿，但在超深层钻进过程中会遇到哪些地质风险，不得而知。

“震级和震源中心是地震强度的两个关键指标，无论是物探使用的人造地震波，还是自然地质波，地层越深，地震能量波传导就越弱。”该公司工程地质研究所所长刘勇江介绍，“这就导致我们所能收集的地震解释资料就越模糊，对超深层的地质认识也就越不清晰。”

地层不是坦途，不像四通八达的高速通道，更不是蛋糕，每一个层段都是直线型层次分明。只有清晰认识每个地层可能遇到的地质风险，规划好“取宝”路线，才能更好地指导钻机到达目标点位，取出地下“宝藏”。

深地工程的井普遍超过7500米埋深，且具有“深、大、高、多、酸”五大特点，即储层埋藏深、钻井过程中泥浆漏失大、地层温度及压力高、复杂地层多、硫化氢含量高。钻井过程中如果没有地质风险预警，提前做好准备工作，就可能发生泥浆漏失、井壁垮塌、卡钻及钻具断裂等复杂情况。

“导航”技术为钻头规划优质“出行方案”

提前预警、错峰换线，是我们开车导航过程中经常能用到的实用功能。江汉石油工程页岩气开采技术服务公司工程地质科研人员研发出的地震剖面动态校正技术，就像给钻头装上了“导航”，让钻进跟开车导航一样简单。

利用该项技术，研究人员可以预测钻头前方50～100米地层的断裂带、破碎带、天然裂缝发育区和储集体分布范围，形成实时地质跟踪图件，实现钻井风险与地质分析可视化，从而提前帮助工程技术人员做好钻头的“出行方案”。

在没有形成实时地质跟踪图件前，指导钻井技术人员施工的是两本文字设计：一本是工程设计，另一本是地质施工设计。

“如果开车过程中你的导航系统给你提示了一段笼统的文字信息，会怎样？”刘勇江打了个形象的比喻。

之所以说是笼统的文字信息，是因为这两本文字设计对地层情况的描述只能作为一个参考，并不能作为依据。要让钻头到达目标靶点，很多情况下依靠的是钻井技术人员的经验。

在“深地一号”工程现场，工程地质研究人员拿出一张地震资料解释图纸和一本地质施工设计来对比阐述：地质施工设计上标注的某井奥陶系桑塔木组底深为7500米，而地震剖面动态校正技术解释出来的地质跟踪图件则显示其底深为7608米。一百多米的误差，相当于一栋33层高的居民楼。

“钻井技术人员只知道在地下的某一个地层系存在油气资源，但具体在什么方位，呈现什么样的储藏形式，是裂缝、孔洞还是洞穴，他们不知道；而地震剖面动态校正技术在印证猜想准确性的同时，可以让钻井技术人员更加直观了解地层情况，从而指导深地工程科学钻进。”刘勇江说。

开车最怕的就是错过路口，错过了就得绕路。而石油天然气开发，最怕错过造斜角度，因为井眼轨迹只有一个，造斜工具也是固定不动的，造斜角度多倾斜出一度，钻头轴线与井眼轴线都不可能重合，后续无论再如何钻进，也都无法达到储层位置。

地震剖面动态校正技术除了提供实时地质风险预警，还有一个优势，就是在钻井技术人员造斜阶段进行导向监管，让钻头不会走错“路口”。

“哥德巴赫猜想”精准推演勘探开发过程

在实际的地震剖面动态校正过程中，该公司工程地质人员会借助临井地质资料、完钻井及正钻井数据信息，综合利用地震剖面动态校正及井旁构造精细解释技术精细分析，从而快速读取钻头前方地质风险距离。

他们把这一过程形象地比喻为油气勘探开发领域的“哥德巴赫猜想”，在已知储层的情况下，通过技术分析手段去推演勘探开发过程。

为了形象介绍该技术，刘勇江举了一个例子。

跃进3-6井，深度8376.61米，在随钻地质跟踪工作中，业主方提供的地质设计显示，该井在储层段上要穿过2条地下断层。而该公司工程地质研究人员通过分析认为，由于物探资料精度有限等原因，地层底部地震带裂缝会呈现树枝状延伸，即在地震波探测不到的盲点部位同样会出现2条地层裂缝，总共4条。

为了验证其解释评价的准确性，该公司对重点井段进行了地质录井岩屑加密观察，同时辅助物探资料动态校正等技术手段，紧密跟踪钻井信息，在每钻遇断层50米之前提示地质风险，并标定断层在井轨迹上所影响的斜深范围。

最终，工程施工人员在实钻过程中发现，井漏情况与刘勇江团队的解释方案及成果认识吻合，成功提示井漏风险4次。同时，在钻井施工过程中，工程技术人员及时采纳了降低钻井液密度和减低排量的建议，漏速从每小时7立方米降至每小时2立方米，有效避免了泥浆损失。

截至目前，该公司工程地质研究人员利用该项技术，在深地工程中提出地质建议33条，意见验证率100%，助力8口井安全钻进，最深打到8376米。

江汉石油工程自主研发地震剖面动态校正技术，为钻头安装“导航”，精准预测超深层钻进过程中的地质风险，助力深地工程（李澎 刘月 于成旺 陶守斌）

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