超深水平井钻采技术现已广泛应用于塔北地区哈得逊、塔河、东河塘、哈拉哈塘等油田以及川东北地区元坝气田开发(王爱国，2003；文志明，2012).水平井井眼轨迹设计与控制技术一直被认为是超深水平井钻井技术的重点和难点(荣海波2010；刘匡晓，2011；唐志军，2015)，而井轨迹测量误差问题却往往被忽略或得不到重视(陈世春和王树超，2007).其实，对于深度大于5000 m的超深水平井，其轨迹垂向深度误差值可大于9 m(陈谱，1992；《塔里木盆地地质监督手册》编辑委员会，2000；刘雪艳和丁旭林，2005)，这对薄层碎屑岩油藏及缝洞型碳酸盐岩油藏开发地质研究，特别是后期开发方案调整来说无疑是个很大的问题.超深水平井轨迹较大误差形成的主要原因是：① 无论是电缆测量井轨迹还是钻柱测量井轨迹，测量仪器(电缆或钻柱)在造斜段和水平段均受地层承重影响，其受力不同于在直井(导眼井)段中受力，因此无论通过何种方法进行全井段的轨迹校正都无法避免因系统不同产生的误差.② 极大的深度进一步增大了误差.此外，仪器精度、轨迹计算方法不同、磁场干扰因素等都会带来误差(关明伟，2012).由于以上原因，至今未有较系统完善的方法对超深水平井轨迹进行校正.现以哈得逊油田超深水平井轨迹为研究对象，提出一种可靠、实用的、基于海相地层的超深水平井校正技术.

哈得逊油田位于塔里木盆地满加尔凹陷北部的哈得逊构造带(见图 1)，含油面积约316 km²，目的层系为石炭系东河砂岩体，整体埋深大于5000 m，平均厚度14.2 m，为一超深、低幅度、薄层构造-地层复合边底水油气藏，是国内第一个亿吨级整装海相砂岩油田(见图 2).

图 1

Figure 1

图 1 哈得逊油田构造位置图 Figure 1 ectonic location of Hudson Oilfield

图 2

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图 2 哈得逊东河砂岩油藏东西向油藏剖面图 Figure 2 East-west Reservoir Profile of Donghe Sandstone in Hudson

哈得逊油田东河砂岩油藏目前共有开发井200余口，其中水平井150余口，为本区主力开发井，水平井段测深均大于5100 m.水平井钻井时，为了精准定位油气层、获得地下地质信息、弥补上设计的不确定性，往往先钻导眼井(直井)穿过目的层段，进行录井、测井，然后用水泥回填导眼井至目的层之上，再侧钻出水平井，因此水平井和导眼井井位和补心海拔相同.由于本油藏为薄层边底水油藏，为了减缓见水时间，保证油气生产，水平段往往紧靠东河砂岩顶部(见图 2).

本区导眼井为直井，其轨迹信息经过仪器拉伸校正处理后较准确，能提供本区地质研究的较准确资料；水平井轨迹信息亦应用同样方法进行校正，但反映结果与实际情况偏差较大，一个重要的现象就是在地质建模时，部分水平井段“漂浮”在由导眼井信息插值的东河砂岩顶面之上(见图 3)，部分水平井段在东河砂岩段中未紧贴东河砂岩顶或处于东河砂岩段之下，这些情况均与实际不符.若使用此类水平井段轨迹进行构造解释，则在水平井段位置会出现多个微构造(处于实际位置之上的水平段部位解释出微背斜，处于实际位置之下的水平段部位解释出微向斜)，这与开发地震资料解释出的东河砂岩顶层面趋势是明显不符的.其他资料信息如钻测井轨迹对比、动态资料解释也说明水平井段轨迹存在误差过大的问题.由于本区目的层厚度小、分层多，垂向轨迹误差过大严重影响了开发地质研究及后期层系调整，因此需要进行必要的校正.

图 3

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图 3 导眼井井信息插值的东河砂岩顶面与部分原始水平井轨迹位置关系图 Figure 3 Position relation between the Donghe Sandstone top based on the Pilot well data and part of the original horizontal well trajectories

该技术包括三个创新点：① 不需要对全井段轨迹进行校正，只进行目的层段井轨迹校正；② 利用测量准确的直井资料校正不准确的水平井轨迹；③ 对于水平井开采的薄层油藏来说，水平段垂向深度误差造成的影响远比侧向深度误差造成的影响大，因此只对垂向误差进行校正.

对垂向误差进行校正，即在校正过程中水平井水平段整体形态不发生变化而其垂深发生变化.这一校正过程可以通过修改补心海拔的方法来实现.因此，我们只需要找到测量井轨迹与水平井轨迹在同一位置的垂向深度差(误差)就行了，而这个最优位置为测井曲线特征变化明显的目的层顶.本区钻、测井资料和地震资料丰富，较大的井密度和较准确的地震构造解释为本次井轨迹校正提供了基础.现以本区井轨迹校正为例，详细阐述该技术的基本流程.

我们认为导眼井的所有数据都是准确的，首先在导眼井上进行东河砂岩顶面的识别，然后水平井与导眼井测井曲线进行对比，确定水平段东河砂岩顶面.

东河砂岩顶为不整合面，其上为角砾岩段和泥岩段.在测井曲线上东河砂岩段特征明显：SP远离基线，GR低值，RT低值，DEN低值^①.由于本区水平井水平段与导眼井导眼段水平距离不大(＜200 m)、海相地层岩性较稳定、顶面构造幅度不大，因此导眼井和水平井在东河砂岩顶部具有相近的测井曲线变化特征且垂深相差不大.以HD4-97H为例，建立导眼井(HD4-97表示)和水平井(HD4-H97表示)在水平井段延伸方向的剖面(见图 4)，由测井资料识别导眼井东河砂岩顶A.这样很容易通过曲线形态对比确定水平井段东河砂岩顶(入靶点A′)位置，确定其测深为5086.5 m.

① 徐怀民, 刘太勋, 焦翠华, 等. 2005.塔里木盆地哈得逊地区石炭系东河砂岩储层精细描述[R].北京:中国石油大学(北京).

图 4

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图 4 导眼井水平井对比识别东河砂岩顶面位置 Figure 4 Recognition of Donghe Sandstone top based on the correlation of the pilot well and horizontal well

应用斯伦贝谢公司petrel软件，以井点解释东河砂岩顶深数据为约束，应用开发地震解释出的东河砂岩顶层面资料(构造趋势面及断层)，井震结合建立三维东河砂岩顶构造面(见图 5).此井-震结合的构造顶面既保证了井点处东河砂岩顶深度的准确性，又保证了井间构造变化趋势，因此是最准确的东河砂岩顶面构造.

图 5

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图 5 井震结合建立东河砂岩顶构造面 Figure 5 The structural top of Donghe Sandstone through well-seimic combination

在三维水平井轨迹上标记出之前识别出的东河砂岩顶A′.不断调节水平井补心海拔，使井轨迹水平井段垂直上升和下降，最终使入靶点A′严格卡在三维东河砂岩顶构造面上(可精确至0.1 m)，则本口井的校正完成，补心海拔的变化量ΔKB即为本次校正的校正量.

以HD4-97H为例，由图 6可见在未进行校正前该井水平段轨迹漂浮于井震结合的构造面之上.将之前单井识别确定的入靶点A′在三维轨迹上进行标定(见图 6).根据A′与顶构造面的垂直距离，给补心海拔(KB=954.83 m)一个变化量ΔKB，使补心海拔减小，此操作会使井轨迹整体下移，A′点向构造顶面靠近.不断微调此变化量ΔKB，最终使A′点恰好处于顶构造面上(见图 7)，此时补心海拔变为KB′=951.3 m，则本口井校正结束.此变化量ΔKB=KB-KB′=3.53 m即为本次校正的校正量.本次校正结果亦可由图 8显示，由前后对比可知校正后水平井段形态没有发生变化，而水平井垂向深度增大.将校正后的轨迹结合测井曲线，我们就可以对该井水平段进行较准确的地质解释了.

图 6

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图 6 原始HD4-97H水平井轨迹 Figure 6 Original horizontal trajectory of HD4-97H

图 7

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图 7 校正后HD4-97H水平井轨迹 Figure 7 Calibrated horizontal trajectory of HD4-97H

图 8

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图 8 HD4-97H原始水平井轨迹与校正后水平井井轨迹对比 Figure 8 Comparison of original horizontal trajectoryand calibrated horizontal trajectory of HD4-97H

应用此方法对本区150余井进行校正，基本消除了之前出现的井轨迹与地质解释相差过大的不合理现象，并且为水平井地质解释和地质建模研究提供了条件，正确的解释了开发上遇到的一些问题，为后期开发层系调整打好了基础.

该水平井轨迹校正针对目的层段，用直井资料校正水平井资料，通过补心海拔调整实现，方法实用、可靠.

应用该技术对哈得逊油田全区水平井进行了校正，解决了水平井轨迹与地质解释的矛盾问题；重新确定了射孔井段与各小层的位置关系，并较好的参与现场开发方案的调整.

该技术在哈得超深薄层碎屑岩油藏水平井取得成功，也为其他地区超深水平井校正尤其是超深缝洞型碳酸盐岩油藏井轨迹校正提供了一种思路.