摘要
接上期连载。前文从资源潜力评价及油藏开发的角度介绍了非常规油气钻探中的考量，本文将继续介绍非常规油气钻探中与水平井设置、压裂分段相关的应用与思考。在每一步中，仍然相应地涉及到该技术应用面临的挑战、实现该技术应用后带来的价值以及应对的解决方案建议。
Unconventional Reservoirs
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确定水平井最优井位
对非常规储层而言，不同的盆地、不同的井位，其垂向和横向的非均质性差异极大，这是我们反复得到过的。对于我们想要了解的绝大部分区域，我们能依赖的数据都是少得可怜的，如果只做历史拟合，是很难得到有效并且可靠的产量预测结果的。如果竟然有一些方式可以帮助我们获取额外的数据，不仅可以帮助我们优化操作决策，还可以帮助我们降低生产中的不确定性，增加非常规油气生产的经济性。这里，我们最希望实现的数据整合分析包括：地震数据采集，处理，解释，以及反演，这些分析过程都包含在勘探计划中。
在潜力区域设置水平井
在我们关注的区域内做地震，是获取区域上的各种油气勘探指标的最重要的方式。这可以用于岩石性质和地层复杂性的现场评价，而地震数据的问题主要是其精度有限。而使用单井的测井数据来校正区域模型，可以帮助我们不断修正地质和油藏模型，这也是我们反复介绍过的勘探分析方式。
一个区块里早期的探井在该区域内排布较为分散，井间的间隔相对较远，以达到控制区域的目的，这样的设计主要是为了密集数据的收集。对于这些探井，我们通常要做测井和取心，以获取识别地质甜点所需的关键性能数据，优化井位设置，最终来确定最佳的压裂间隔。而其中，高质量的岩心测试可以帮助我们分析和校准测井数据，这是非常重要的。一般来讲，做哪些岩心测试和评价是可以提前定制的，主要目的还是为了满足地震数据和测井数据的校准要求。
我们所获得的储层属性数据主要用于进一步优化油藏数值模型，以便在某一特定位置验证烃的存在，确定该区域的油气资源是否值得做进一步的评估。你可能之前并没有意识到，不同的矿物组成，总有机物含量，热成熟度，孔隙度，应力方向和天然裂缝的存在对非常规储层的最终采收率都有非常直接的影响。
截图来自视频教程「地质力学在钻井工程与水力压裂中的应用」第14讲「岩石性能相关参数与原始地层应力」
对于区域上所钻的先导试验类探井，获取测井数据，并且用岩心样本分析结果来校准测井数据，可以帮助我们确定合理的井间距和分段压裂的段间距，确定最优的井位，水平段方位走向和水平段长度。
这些数据可以帮助优化油藏模型，减少可能的商业风险，这主要是因为它们可以：
最大的难度在于两点：
实现价值
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钻井精度与钻井效率
在地层中发现的一些独特的储层特性是我们要面临的挑战，因为它将影响我们对施工成本和施工质量的总体预期。将钻井系统，钻头和钻井液完整整合的一体化服务可以提供快速有效的，复杂地层钻探所需的钻进方向控制和钻进稳定性，同时也可以优化储层的触达率，井筒与储层的接触面积以及环保效能。
- 设计到井中的每一个细节。设计质量将影响到钻进成本和最终的采收率。正确地运用油藏分析手段、地球科学相关知识体系，结合井下实际条件可以降低风险。建模分析最优井轨迹和孔隙压力变化趋势，将钻井工具和管柱与适当性能的钻井液相匹配。还可以设计专用的系统组合以提高钻达总深度的准确性。
- 保证中靶率。使用球坐标方位的导向工具保证精准地中靶并且保证井筒与储层有最大的接触面积。使用这样的工具还可以有效识别断层、避免钻出储层。
- 用更少的时间钻出直的、光滑的井眼。可以在造斜段和水平段钻进时使用旋转导向系统。除了可以更好的控制中靶率，进行近钻头造斜以外，旋转导向系统的一大优势还在于它可以有效地减小井筒弯曲度（tortuosity），一般来讲螺杆造斜最大的问题在于对tortuosity的控制极差，导致井眼不光滑，在下入完井管柱或其他工具时会导致很多问题。使用旋转导向系统同时辅以合适的钻头选型，在造斜或水平段的钻进中，它简直是所向披靡的。因为它所带来的高机械钻速和减少的起下钻次数都是非常可观的。在非常规油气开发时，对于旋转导向系统的使用可以从平衡全局成本的角度进行综合的观察，一味的选择成本更低的螺杆造斜可能会带来更大的钻机时间消耗和井筒问题。总之，对于螺杆和旋转导向的选择，是一个成本与理念的平衡关系。
- 在敏感地层保持井筒的稳定性。 当钻遇高压、高温地层时，需要合适的钻井液体系、泥浆比重和现场操作来保证井筒的稳定性，减小地层伤害，减少失循环情况的发生。由于越来越多的环保方面的考虑和现实的规定，越来越多的高性能水基泥浆被开发出来并被广泛地使用于非常规油气井钻进中。在不影响泥浆性能的同时，还最大程度地减小了对环境的负面影响。
- 钻井工具和地质导向系统会极大程度地影响井筒的质量，井筒与储层的接触面积，甚至会影响到完井方式的选择。井筒的质量直接决定了已经准备好了的完井工具是否能如愿下到指定的深度，同时也决定了是否有条件做完整的井筒/地层封隔。
- 一个明显发生扩径的井筒段很难做完整的地层封隔，无论是通过固井还是使用封隔器，尤其对于裸眼封隔器来讲，它是被设计用来封隔确定尺寸的井眼的。
- 如果一个井筒中充满了突起和急弯以及很大的弯曲度（tortuosity)，已设计好的完井工具系统是很难被下入到指定的深度位置的。直径比尾管大的完井工具或者比尾管有更大刚性的完井工具就更难被下入到井筒中了。在实践中，我们发现，造斜段打得够不够快，完井工具的刚性和尺寸都会直接影响到完井工具的正常下入。
主要挑战
实现价值
解决方案
详细的井筒稳定性分析，可参见「地质力学在钻井工程与水力压裂中的应用」第28-30讲「井筒稳定性的岩石力学分析」
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压裂分段设置
在非常规储层中，生产效果极度依赖压裂设计和压裂操作。不理想的压裂设计有可能让我们在不适宜的地层以及产能不佳的位置做一系列压裂施工，结果导致压裂效果完全不符合预期。在不理想的压裂设计基础上，我们浪费了大量的压裂操作，大量的地面能源、压裂材料等，带来不必要的成本消耗。
而如果你对于一个区域有足够的了解，了解地层横向展布的属性，就可以瞄准储层确定最佳的压裂分段方案，通过设计来优化人工裂缝与储层的接触，流体的可流动性以及产量。
主要挑战
实现价值
解决方案
