為加快涪陵頁巖氣田產能建設的步 伐，解決常規鉆具起下鉆次數多、純鉆 時效低、鉆井周期長的問題，2014 年 江漢石油工程公司在“井工廠”鉆井模 式基礎上，開展了水平段“一趟鉆”快 速鉆井技術的研究，并成功應用于涪陵 頁巖氣田開發。

如何確定目的層位置并保證鉆頭 在甜點中鉆進成為頁巖氣開發的關鍵問 題。頁巖氣儲層“甜點”判別和隨鉆監 測技術廣泛采用 LWD 地質導向和錄井 綜合導向技術， 彌補了在非常規油氣藏， 特別是頁巖氣常規鉆井技術難以穿越超 長水平段的缺陷，進一步提高頁巖氣井 的儲層鉆遇率，提高單井產能。 涪陵頁巖氣田實際鉆探過程中也 存在水平段“甜點”部位選取問題，不 同部位實際試氣結果不同，按目前要 求 A 靶點位于氣頂以下 20~25m，從 龍馬溪組下段水平鉆至五峰組，存在一 個水平段部位及長度合理分配的問題。 分析已鉆完且產氣量高的井，五峰組 水平段鉆遇率均較高， 且上、 下部位 “甜 點”較合理。通過實驗室分析、測錄井 解釋和試氣結果分析，五峰組 5 號層 中上部、距下部澗草溝組 2m 左右是較 合理的“甜點”水平段層位。優先選擇 五峰組 5 號小層作為主要水平段鉆進， 提高鉆井施工方的機械鉆速和時效， 破解五峰組難鉆問題，充分實現雙方 共贏。 焦石壩構造奧陶系五峰組地層在本 區沉積厚度一般在 6~8m，富含筆石， 沉積相為深海陸棚相，主要為灰黑色碳 質頁巖、 粉砂質頁巖， 夾薄層硅質頁巖， 頂部見薄層狀灰質頁巖。五峰組是區域 重要的生氣巖，也是頁巖氣重要的產氣 層。武隆江口野外露頭可見五峰組頂部 為灰黑色碳質頁巖，性硬、脆，頁理發 育， 緊接頁巖見一薄層狀灰質、 硅質巖， 局部白云化， 性硬；中部為灰黑色碳質、 粉砂質、灰質頁巖；下部為灰質泥巖， 露頭可見與澗草溝組瘤狀灰巖呈平行不 整合接觸。 統計該區已完井直井五峰組鉆時資 料，根據巖石露頭、巖心、實鉆資料 分析認為五峰組地層從上往下可細分 為 6 個小層，按巖石可鉆性上順序依 次為：好—差—好—較差—好—差，按 厚度上順序為：1.0m—1.0m—1.5m— 0.5m—3.0m—1.0m；對應編號為 1 號 層—2 號層—3 號層—4 號層—5 號層— 6 號層。目前水平井采用的江鉆 PDC 鉆頭和螺桿，在 5 號層的平均機械鉆速 8~9m，鉆時 5~6min，鉆頭未出現較 大磨損。

開鉆前，地質工程院建立精細地質 模型，對井眼軌跡進行優化設計；鉆井 工程根據井況條件，優選抗高溫井下 動力鉆具和 LWD 儀器，并對各項工作 參數和施工流程進行詳細設計；針對 水平段托壓、定向困難的情況，優化鉆 具組合和鉆井參數并對鉆井液性能進行 詳細要求。在現場實施過程中，要保證 全程儀器信號正常、定向順利、軌跡控 制精確光滑，分析數據也要綜合測井參 數、鉆井參數以及 LWD 隨鉆測量信息 對鉆頭附近的地質參數及井眼軌跡進行 預測，準確估計鉆頭位置，幫助現場人 員對所鉆地層做出準確的判斷，才能控 制井眼軌跡在甜點中穿行。錄井綜合導 向技術利用隨鉆測錄的 LWD 測井、氣 測、鉆時、巖屑和 MWD 井斜資料結 合地層的沉積特征和構造特征進行綜合 分析，達到井眼軌跡控制和井工廠水平 段“一趟鉆”的目標。 在實際水平段導向過程中，充分按 照地質認識的思路，邊鉆進、邊認識， 總結出五峰組地質導向方面的一些成 果。實鉆水平段五峰組較龍馬溪組下段 氣測顯示好；五峰組 1 號層、3 號層、 5 號層可鉆性好，按照水平段“甜點” 部位選取原則，1、3 號層不考慮，主 要選取 5 號層水平鉆進。實際導向過程 中，不同層位之間導向效果不同，利用 2號層、 4號層可鉆性差， 具有 “天花板” 功能， 以此調整鉆頭與地層的鉆進夾角， 讓鉆具在不同層間，小于 0.5 度上切或 下切，形成類似于側鉆效應，地層傾角 變化，夾角隨之變化，始終保持 0.5 度 左右，水平段長鉆到一定長度后形成了 有效阻擋，鉆具在選取的小層之間順著 地層起伏前進。

以焦石壩構造南部區塊上的一口水 平井焦頁 46-1HF 井和焦頁 48-1HF 為例分析。焦頁 48-1HF 井位于焦石 壩構造東南部，地層產狀平緩，通過計 算該井 A-C 之間地層傾角在 -3~-4° 之間，C-B 點之間地層傾角在 -1~- 2°之間，層位穩定，無地層缺失，該 井設計水平段長 1,500.00m，水平段 朝正北向穿行。在實鉆探 A 靶點過程 中，實時跟蹤隨鉆伽馬數據，分析曲線 形態特征，結合地層巖性特征、氣測特 征判斷鉆頭準確位置，及時修正地質模 型，指導鉆頭平穩著陸。實鉆 A 靶點 井深 3,020.00m，井斜 90.50° ，垂深 2,691.57m，閉合距 598.94m，進入氣 層 31.00m。在水平段導向過程中，在 運用隨鉆伽馬數據、錄井數據判斷鉆頭 位置的同時，充分結合鉆具組合和五峰 組 5 號小層的自身造斜能力，最大限度 減少定向作業次數，縮短鉆井周期，節 約鉆井成本。 焦頁 46-1HF 井設計 A 靶點垂深 2,574.00m，B 靶點垂深 2,548.00m， 自井深 1,900.00m 開始造斜，沿主力 氣層中部（主力氣層頂以下 20.00m） 穿 越 水 平 段 長 1,700.20m， 地 震 解 釋剖面圖顯示 AB 段地層產狀接近水 平，地層傾角上傾 0.88°。在 5 號層 鉆進中與地層基本保持水平鉆進，略 以 0.2~0.5° 向上微切。由于水平段長 已達 1,100m 左右，且與地層保持小 于 0.5°夾角向上切地層，鉆頭與 4 號 小層較硬夾層依靠很近，小于 0.5m， 于是出現與地層起伏一致的運行趨勢， 井斜角隨地層變化而變化，C-B 靶點 600m 至完鉆，不必對井斜調整，充 分發揮 4 號小層“天花板”功能，井 斜始終穩定在 89.4~90.4°之間直到 4,630.0m 完鉆。該井在五峰組穿越長 度 1,410.00m，五峰組氣測甲烷值在 11.21%~24.73% 之間，平均 9.11%， 均為頁巖氣層。 利用地層巖石屬性進行自然導向， 從而實現水平段的“一趟鉆”，排除了 LWD 和巖屑錄井的滯后性影響，在涪 陵頁巖氣區塊不但提高了機械鉆速，縮 短了鉆井周期，減少了油氣層污染，同 時為快速鉆井提供了有效的技術手段， 為國內其它類似油氣田經濟高效開發樹 立了成功范例，提供了可借鑒的鉆井地 質綜合導向技術。