超薄油藏是指油藏厚度不超过2米厚的油藏。它主要源于两个方面：一是自然形成的层向油藏，如新疆哈得地区的石炭系中泥岩段的薄砂层油藏，它控制含油面积66.6平方公里，探明可采储量1200多万吨；二是老油田长期深度注采剩余的顶部油藏，其厚度一般在1～2米。开发超薄油藏意义重大，它不仅可弥补我国石油后备储量的不足，而且利用油田老区废弃井开发剩余油流，还可以节省耕地面积，减少钻探费用，具有很高的经济效益。对稳定与提高我国油气产量至关重要。但是，利用直井或定向井技术开发超薄油藏其效果不够理想，利用水平井技术开发超薄油藏效果最好，可是施工难度极大。所以，国内大部分超薄油藏一直未能得到有效地开发。近年来，随着科学技术的发展，石油钻井工艺技术的发展和完善，利用水平井钻井技术开发超薄油藏的技术日见可行。
胜利油田钻井工程技术公司1999年引进了当今世界上先进的带有地质参数的FEWD无线测量系统，该系统在钻井过程中可以实时测取地层参数，具有地质导向功能。从1999年开始，公司先后在新疆塔里木油田和胜利油田进行了十余口超薄油藏水平井钻井的先导性试验和现场应用，积累了较成熟的经验，目前已基本形成了一套超薄油藏水平井钻井设计、施工的工艺模式。
一、超薄油藏水平井钻井工艺与技术
超薄油藏水平钻井工艺与技术技术是在现有水平钻井技术的基础上，利用地质导向、井下专用工具，合理的钻井参数措施，从而实现井眼轨迹精确控制，进而实现钻井井眼轨迹始终穿行于油层最佳位置的钻井技术。
1、优化设计
（1）剖面设计要根据地质概况、油藏特征、特性及地质要求，结合区域地质资料、工程资料进行综合分析，优化筛选出适合本地区的最佳剖面类型。
（2）造斜率的选择应根据地层自然造斜规律、井下工具的造斜能力确定造斜段的造斜率，同时造斜率的选择要有利于井身轨迹的调整，从而保证矢量中靶。根据多年来水平井施工经验，造斜段的造斜率不宜过高，对于超薄油藏水平井，造斜率一般不要大于30°/100m，施工时还应根据直井段的实钻情况、地层造斜规律对造斜率加以修改和调整。
（3）靶点垂深的确定。用水平井开发超薄油藏，准确确定储层位置非常重要。导眼完井电测是采用电缆测量的方式确定油层垂深的，由于电缆本身在测井过程中，客观存在一定的伸缩。所以，所测油层的垂深与油层实际的垂直深度有一定的误差，根据多口超薄油藏水平井的施工情况及导眼电测和FEWD测井的对比分析来看，由于FEWD测井钻具组合与钻井过程中的钻具组合不存在系统误差，因此利用FEWD测井曲线确定的靶点垂深与实际偏差较小，所以，在储层位置不明确的情况下，钻完导眼后利用FEWD测井曲线确定储层垂深，可以减少系统误差，从而保证设计的准确性。
2、精确控制井眼轨迹
根据井身结构，合理选择钻具组合、优选钻井参数与施工措施，对于精确控制井眼轨迹，非常重要，必须严格执行。
（1）直井段
直井段的井身质量，直接影响斜井段、水平井的轨迹控制及施工速度。通常采用大钟摆钻具组合，同时利用单多点测斜仪跟踪监测直井段井深轨迹，发现问题及时采取措施修正，实践证明这种钻具既能打快又能打直，钻具结构（8—1/2"井眼）：Ф251.9mm钻头+Ф158.8mm钻铤×2根+Ф214mm螺旋扶正器+Ф158.8mm无磁钻铤×1根+Ф214mm螺旋扶正器+Ф158.8mmDC×18根+Ф127mmDP。
（2）斜井段
根据直井段的多点测量数据对设计造斜点给予给予调整，必要时修改设计剖面。斜井段的钻具纵使主要是转盘增斜钻具组合和动力钻具增斜钻具组合两种方式：
① 转盘增斜钻具组合（8-1/2"井眼）：Φ215.9mm钻头+Φ214mm螺旋扶正器+Φ158.8mm无磁钻铤+MWD（或FEWD）+Φ127mm螺旋扶正器+承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆。
② 单弯增斜钻具组合（8-1/2"井眼）：Φ215.9mm钻头+158.8mm无磁钻铤+Φ171mm单弯+Φ165mmMWD（或171mmFEWD）+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆。
施工时严格执行设计，选择弯度合适的造斜工具，利用MWD或FEWD测量仪器进行精确轨迹的跟踪监测，并及时利用landmak软件进行计算，根据轨迹控制需要及时更换钻具组合或调整钻进方式和钻进参数；加强待钻井眼的预测，保证对下部井眼轨迹的有效控制，进而使着陆点的井斜角控制在87-89度，以利于水平段的施工。利用FEWD无线测量系统时，在井斜角80度左右，下入两套参数的FEWD仪器，测取标志性地层的上下界面，明确实钻地层的变化，及时修改施工方案。
（3）水平段
水平段井眼轨迹的精确控制是超薄油藏水平井施工的难点和关键所在，主要存在以下问题：①利用水平井技术开采厚度不足2米、最小不足1米的超薄油层，精度要求极高，为了最大限度地在油层中钻进，实际靶点控制范围要限制在上下0.5m至1.0m之间。然而测斜仪器的测量位置距井底近20余米，也就是说，下部20余米井眼轨迹，只能凭经验靠预测，给轨迹控制带来极大困难。②地层倾角不明，有时变化无规律；如何实现地质导向与几何导向的有机结合从而保证实钻井眼轨迹始终处于油藏的最佳位置是急待解决的问题。③下部井段特别是水平段滑动钻进时钻压传递十分困难，严重时无法进行滑动钻进。
为此，对水平段钻井钻具组合的合理选择与钻井参数、施工措施的优选尤为重要。通过多口井的现场试验，执行如下。
合理钻具组合：
FEWD组合：Φ215.9mm钻头+Φ171mm单弯+Φ172mmFEWD+Φ172mmFEWD短节+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆,其中单弯应采用小度数特制短螺杆。MWD组合：Φ215.9mm钻头+158.8mm短无磁钻铤+Φ171mm单弯+Φ165mmMWD短节+Φ127mm无磁承压钻杆+Φ127mm斜坡钻杆+Φ127mm加重钻杆+Φ127mm钻杆。
优选钻井参数与施工措施：
钻进参数
主要取决于动力钻具的工作特性，其排量随动力钻具的尺寸不同而异。对于8-1/2"井眼，动力钻具的尺寸主要是165mm和171mm, 排量一般为22-25L/S，旋转钻进时的钻压一般为30-50KN，滑动钻进时的钻压根据井眼的传压情况而定。
施工措施
（1） 施工时，加密测点，每钻进3-5米测斜一次，及时处理测斜数
据，并对井底及待钻井眼轨迹位置进行预测。
（2）滑行钻进时，避免整单根滑动，可以防止狗腿度变化过大，从而保持井身轨迹平滑，有利与下部井段钻压的传递。
（3）旋转钻进时，保持稳定参数打钻，及时掌握钻具的造斜规律。
（4）利用FEWD时，实现地质导向与几何导向的有机结合，充分发挥FEWD的地质导向作用；利用MWD时，应结合地质录井的砂样变化、气测值变化调整井眼轨迹。
（5）在发现地层变化且井底轨迹参数不明确的情况下，及时通井测多点，以准确调整井眼轨迹。
（6）实钻井眼轨迹控制在储层的上半部分，这样有利于轨迹的调整。
（7）在井斜角合适的情况下，实现滑动钻进和旋转钻进的合理分配，避免大段滑动钻进，可以保证轨迹控制的平滑性。
（8）利用FEWD时，转变轨迹控制观念，那就是以油为本，充分发挥FEWD仪器的作用，由普通水平井的几何控制转到以最大限度的钻穿油层为目的。
二、地质导向分析及应用
FEWD的地质导向作用主要体现在当实钻井眼轨迹的垂深接近储层或在油层中钻进时实钻井眼轨迹相对于储层位置发生变化时，FEWD测取的电阻率和咖玛值相应发生变化。
1、电阻率、咖吗变化的定性分析
（1）由泥岩进入油层
在进入油层时，电阻率将明显发生变化，即由低变高，自开始升高到进入油层顶部，垂深落差0.94m，咖玛的变化相对滞后，其变化趋势与电阻率的变化相反，即由高变低，自开始降低到进入油层顶部，垂深落差0.30m，因此进入油层时，主要利用电阻率的变化来判断油层的具体位置，及时调控井眼轨迹，准确钻达目的层。
（2）由油层进入泥岩
在出油层前，电阻率的变化基本和进入油层时的变化一致，即由低变高，但变化幅度相对较低。因此，在阶梯式水平井的过度段施工时，主要利用电阻率的变化来判断下一个油层的具体位置，及时调控井眼轨迹，准确钻达目的层并使轨迹进入油层后处于油层的合适位置，以利于水平段的钻井施工。
（3）在油层中钻进
在油层的中间位置钻进时，电阻率相对比较稳定，在数值上一般高于泥岩的电阻率而低于刚进入油层时的电阻率。一旦电阻率明显升高，意味着井眼轨迹所处位置已靠近油层的顶部或底部，应结合轨迹计算数据来判断实钻轨迹的实际位置，从而及时调整钻进方式。在油层的中间位置时咖玛值最低；在油层的边缘钻进时，电阻率相对比较高，在数值上一般低于进入油层时的电阻率而高于在油层的中间位置时的电阻率。咖玛值介于油层和泥岩的中间。
2、电阻率、咖吗变化的定量分析
根据已完成的超薄油藏水平井的情况，塔里木油田的HD1区块，FEWD测取的一般数值为（个别井除外）：（1）电阻率：泥岩的电阻率为4-5欧姆/米，进入油层前，电阻率的变化范围在4-20欧姆/米，在油层的中间位置时，电阻率为7-9欧姆/米，靠近油层的顶部或底部时，电阻率为10-12欧姆/米。（2）咖玛：在泥岩中钻进时的咖玛值为140-150api，在砂泥界面处钻进时的咖玛值为120api，在油层（砂岩）的中间位置钻进时的咖玛值为65-80api，靠近油层的顶部或底部时的咖玛值为90-110api。因此利用FEWD的咖玛曲线可以准确确定砂泥界面，一般将咖玛为120api的位置定为界面。
3、导向段长度的分析
地质导向段的长度是指电阻率或咖吗值开始发生变化至实钻岩性发生变化的斜井段长度，地质导向段越长，就越有利于充分发挥FEWD的地质导向作用。通过对已完成井的FEWD实时测井曲线分析，电阻率探测的垂直深度为0.94m, 咖吗探测的垂直深度为0.30m,因此，地质导向段的长度取决于井斜角的大小，井斜角越大，地质导向段越长；井斜角越小，地质导向段越短。下面是在不同井斜角下导向段的长度变化。井斜角在84-89度，电阻率和咖吗的导向段长见表1
由表1数据可以得以下认识：
（1）着陆点井斜角不宜太小，尽量控制在87-89度，这样有利于水平段的轨迹控制和地质导向作用。
（2）使用短螺杆可以及时预测在钻头位置井斜和方位的变化，有利于下一步井深轨迹控制的几何导向和地质导向。
（3）在井斜角接近90度时，地质导向段距离较长,可以更好的发挥FEWD的地质导向作用。
三、现场测量工艺模式
通过多口井的现场施工应用，基本形成了FEWD测井工艺模式
（1）钻完导眼后利用FEWD测井曲线确定储层位置，测井钻具组合为：钻头+FEWD+钻杆。
（2）在井斜80°前，利用FEWD测井曲线测出标志性地层界面，明确地层变化情况，及时修改施工方案，测井组合：同钻进时的钻具组合。
（3）在钻进过程中进行实时测井，实现地质导向与几何导向的有机结合，使实钻井眼轨迹始终处于储层的最佳位置。
四、经济效益分析
通过新疆塔里木油田多口井的现场试验（见附表2），充分证明了超薄油藏水平井钻井技术能够满足各类超薄油藏开发的需要，开发效果良好（见附表3）经济效益显著。塔里木油田所完成的七口超薄油藏水平井，开采效果均相当于同地区直井的4～8倍。以平均按6倍计算，每口超薄油藏水平井可节约4口井的成本2400万元，七口井可节约直接成本1.68亿元。还可以节约大量的井场及道路占地，同时还可大大加快油田的开发速度。目前新疆塔里木油田、哈得地区和塔中地区都可以利用超薄油藏水平井钻井技术进行开发，此项技术应用前景广阔，值得推广。
五、下步研究方向及建议
1、根据不同油田、不同地质条件和油藏特征，进一步研究超薄油藏水平井施工工艺，建立不同地质条件和油藏特征情况下的超薄油藏水平井钻井工程设计、施工工艺和轨迹控制模式。
2、改进现有仪器、工具，缩短测斜仪器距井底的距离，最大限度地实现近钻头测量。
3、进一步研究水平的段钻具组合，掌握各种钻具组合在不同地层、不同参数下的稳斜效果合造斜能力，定型2-3套超薄油藏水平井水平段的钻具组合，优化钻井参数。
4、采用小尺寸井眼开发超薄油层，使用柔性大、重量轻的钻杆，以实现水平段的延伸和水平段的滑行钻进,从而,提高钻穿率和解决水平段钻压传递问题。□