一种水平钻井实时地震地质综合导向方法与流程

本发明涉及石油天然气开发技术领域，尤其涉及一种水平钻井实时地震地质综合导向方法。

背景技术：

水平钻井可以大幅增加目标产层的泄油气面积，提高油气层的开采效率，是致密油藏、页岩气藏等非常规油气储层高效开发的关键。在水平井的钻进过程中，导向起着至关重要的作用，它是保证水平井准确进入目的层，保障水平段在油气层中高效穿行的关键，直接影响着水平井的单井产能。

传统的水平钻井导向一般包括：钻前导向模型建立、入靶前轨迹优化和水平段地质导向。目前，水平钻井导向过程中，导向模型基本上是固定不变的，当出现导向模型与实钻地层情况不符时，难以实时有效指导水平井钻井。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种水平钻井实时地震地质综合导向方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水平钻井实时地震地质综合导向方法，包括以下步骤：

1）在已知油气田工区，对现有三维叠前时间转深地震资料进行解释，落实工区地质构造特征及目的油气层构造形态，以过待钻井井眼轨迹的地震剖面为初始导向模型；

2）根据油气田工区完钻导眼井岩心、录井及测井资料，对区域地层进行划分，确定区域各标志层及目的油气层与邻近地层的岩性、电性和地震反射特征；

3）正钻井入靶前，及时收集获取新完钻井实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据，对速度场进行实时更新，并利用最新速度场对三维叠前时间地震资料进行转深处理；然后，在最新叠前时间转深地震数据体中抽取过正钻井井眼轨迹的地震剖面作为改进型导向模型；

速度场实时更新方法如下：及时收集新完钻井实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据，在老速度场作为质量控制的前提下，计算误差趋势面；再结合获取初始导向模型的速度场对误差趋势面进行校正；最后对校正后的误差趋势面进行质量控制的前提下修编全区三维速度场；

4）当正钻井钻遇标志层后即将入靶时，根据附近导眼井或已钻邻井的油气层垂厚，结合标志层特征与改进型导向模型，进行综合分析和计算，预测正钻井入靶点海拔深度，并进行入靶前轨迹优化；

5）待正钻井入靶后，若导向模型中的目的层深度与实钻入靶点目的层深度的绝对误差超过目的层厚度的10%，则及时利用该入靶点实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据对速度场进行再次更新，获取更为准确的最新导向模型；

6）在最新导向模型的指导下，结合实钻分析，进行水平段导向。

按上述方案，所述步骤6）中入靶后的水平段导向可细分为三个方面：钻头在目标层中的位置确认，钻进方向与地层倾角的关系确认，钻头前方地层状况预判及井轨迹调整；

6.1）钻头在目标层中的位置确认：依据标志层特征分析，结合录井岩性、气测及钻时分析，展开小层精细对比研究，确定钻头所处的小层以及距该小层顶底的距离；如遇导向模型目的层深度与实钻目的层深度绝对误差超过目的层厚度的10%，需根据实钻目的层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据进行速度场更新与导向模型更替；

6.2）钻进方向与地层倾角的关系确认：依据随钻测量数据与地层倾角关系，判断实钻轨迹与小层之间的相互交切关系；所述随钻测量数据包括正钻井的垂深、测深、井斜角、方位角；

6.3）钻头前方地层状况预判及井轨迹调整：依据最新的导向模型，通过对前方地层产状、构造情况的判断，结合前两步的分析，以控制井轨迹最大限度在优质目的油气层段穿行为原则，对井轨迹作出实时监控与调整，引导定向施工。

本发明产生的有益效果是：本发明针对现有技术中初始导向模型固定不变难以满足实际水平钻井导向，提供一种能实时修正导向模型的地震地质综合导向方法，本发明在不同钻井阶段的导向模型是变化的，而且越来越接近钻井揭示的地质事实，越来越精细，符合了水平钻井导向的实时性，保证水平井能准确进入目的层，并在目的层中高效穿行。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例的初始导向模型；

图2为本发明实施例所在区域的各标志层地震反射特征图；

图3为本发明实施例所在区域的各标志层岩性与电性特征图；

图4为本发明提出的速度场实时更新流程图；

图5为本发明实施例实施过程中依据新完钻井信息获取的改进型导向模型；

图6为本发明实施例入靶点垂深预测图；

图7为本发明实施例实施过程中依据入靶后信息获取的最新导向模型；

图8为本发明实施例实时效果图；

图9为本发明实施例方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图9所示，一种水平钻井实时地震地质综合导向方法，包括以下步骤：

1）在已知油气田工区，对现有三维叠前时间转深地震资料进行解释，落实工区地质构造特征及目的油气层构造形态，以过待钻井井眼轨迹的地震剖面为初始导向模型；

2）根据油气田工区完钻导眼井岩心、录井及测井资料，对区域地层进行划分，确定区域各标志层及目的油气层与邻近地层的岩性、电性和地震反射特征；

3）正钻井入靶前，及时收集获取新完钻井实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据，对速度场进行实时更新，并利用最新速度场对三维叠前时间地震资料进行转深处理；然后，在最新叠前时间转深地震数据体中抽取过正钻井井眼轨迹的地震剖面作为改进型导向模型；

速度场实时更新方法如下：及时收集新完钻井实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据，在老速度场作为质量控制的前提下，计算误差趋势面；再结合获取初始导向模型的速度场对误差趋势面进行校正；最后对校正后的误差趋势面进行质量控制的前提下修编全区三维速度场；

4）当正钻井钻遇标志层后即将入靶时，根据附近导眼井或已钻邻井的油气层垂厚，结合标志层特征与改进型导向模型，进行综合分析和计算，预测正钻井入靶点海拔深度，并进行入靶前轨迹优化；

5）待正钻井入靶后，若导向模型中的目的层深度与实钻入靶点目的层深度的绝对误差超过目的层厚度的10%，则及时利用该入靶点实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据对速度场进行再次更新，获取更为准确的最新导向模型；

6）在最新导向模型的指导下，结合实钻分析，进行水平段导向。

步骤6）中入靶后的水平段导向可细分为三个方面：钻头在目标层中的位置确认，钻进方向与地层倾角的关系确认，钻头前方地层状况预判及井轨迹调整；

6.1）钻头在目标层中的位置确认：依据标志层特征分析，结合录井岩性、气测及钻时分析，展开小层精细对比研究，确定钻头所处的小层以及距该小层顶底的距离；如遇导向模型目的层深度与实钻目的层深度绝对误差超过目的层厚度的10%，需根据实钻目的层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据进行速度场更新与导向模型更替；

6.2）钻进方向与地层倾角的关系确认：依据随钻测量数据与地层倾角关系，判断实钻轨迹与小层之间的相互交切关系；所述随钻测量数据包括正钻井的垂深、测深、井斜角、方位角；

6.3）钻头前方地层状况预判及井轨迹调整：依据最新的导向模型，通过对前方地层产状、构造情况的判断，结合前两步的分析，以控制井轨迹最大限度在优质目的油气层段穿行为原则，对井轨迹作出实时监控与调整，引导定向施工。

下面结合具体实例和示意图进一步对本发明方法进行说明：

1）在已知油气田工区，对三维叠前时间转深地震资料进行解释，以过待钻井井眼轨迹的地震剖面为初始导向模型。如图1所示，标注平台、A靶点、B靶点在剖面上的投影位置，A靶点和B靶点海拔深度，靶前距，A-B水平距离，A-B地层倾角。

2）以油气田工区完钻导眼井岩心、录井及测井资料为基础，对区域地层进行划分，确定区域各标志层及目的油气层与邻近地层的岩性、电性和地震反射特征，为后续导向过程中钻头位置的确定奠定基础。图2为各标志层（P₁、sand-top、O₃w）在地震剖面上的响应特征，图3为油气层各小层及上覆浊积砂在测井曲线上的响应特征，水平开发井的目的层为①~③小层，厚度约40m。

3）正钻井在三开之前，油气田工区内有新井完钻。此时，收集新完钻井实钻标志层特征点的坐标、补心海拔和垂深数据，对速度场进行实时更新，更新流程如图4所示。

4）利用最新速度场对三维叠前时间地震资料进行转深处理，然后获取改进型导向模型，最后依据改进型导向模型对入靶前轨迹进行优化。如图5所示，与原始导向模型相比，改进型导向模型中A靶点、B靶点预测海拔深度分别较之前深了53m、95m；A-B地层形态由之前的微下倾（0.22°）变为了两段幅度更大的下倾（1.5°、5.5°）。

5）三开入靶前，钻遇浊积砂标志层（sand-top）之后，结合标志层特征（图2、图3）及改进型导向模型（图5），重新预测入靶点海拔深度为-2718m，如图6所示，进一步优化轨迹。

6）入靶后，实钻A靶点海拔深度为-2718m，与改进型导向模型中A靶点海拔深度（-2723m，图5）的绝对误差为5m，超过了主力气层厚度（40m）的10%。因此，利用实钻A靶点处目的层的坐标、补心海拔和垂深数据，再次进行速度场实时更新与三维叠前时间地震资料转深处理，获取最新导向模型。如图7所示，A-B地层形态由改进型导向模型中的两大段下倾变为了最新导向模型中的六小段起伏。

7）以最新导向模型为指导，结合实钻过程中钻头在目标层中的位置、钻进方向与地层倾角的关系，对水平段进行钻井导向，最终导向效果很好。图8中，A-B水平段在①~③小层穿行率为100%。

通过比较，本发明在不同钻井阶段的导向模型是变化的，而且越来越接近钻井揭示的地质事实，越来越精细，这符合了水平钻井导向的实时性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。