随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：实时获取随钻方位自然伽马测井的资料，预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角；获取在钻进方向上的预设位置与所述即将钻遇地层界面的垂直距离，其中，所述预设位置是在钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，首先发生变化的自然伽马曲线所在方位的探测器的位置；根据所述相对夹角和所述垂直距离确定钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。本发明实施例实现了利用随钻方位自然伽马测井的资料，来定量确定钻头与所述即将钻遇地层界面的距离，从而有助于随钻方位自然伽马测井更好地服务于地质导向。
【专利说明】随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及地质导向和地质勘探【技术领域】，特别涉及一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置。
【背景技术】
[0002]地质导向技术是20世纪90年代发展起来的前沿钻井技术之一，是利用钻井过程中实时测量的自然伽马、地层密度、地层电阻率、环压、温度及压力等地质参数或工程参数，判断钻头钻遇的地层，及时调整钻进轨迹。利用地质导向技术可保证钻头尽可能在有利储层内钻进，达到提高产量和采收率的目的。随着现在水平井和定向井的不断增加，地质导向是钻井过程中必不可少的一项高新技术。
[0003]在水平井和大斜度井钻井过程中，随钻方位自然伽马测井是一种重要的地质导向技术，是在随钻测井过程中将多个伽马探测器置于钻铤中，测量地层的自然伽马放射性，其测量数据具有方位特性，通过实时上传到地面的上、下方位自然伽马曲线可实时调整钻头的钻进轨迹，保持钻头在储层中钻进。但目前技术中，随钻方位自然伽马测井实时上传到地面的上、下方位伽马曲线仅用于定性判断钻头是否在储层中钻进，并对钻头轨迹调整，不能定量判断钻头与地层界面的距离。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置，解决了现有技术中不能定量判断钻头与地层界面的距离的技术问题。
[0005]本发明实施例提供了一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，该方法包括:实时获取随钻方位自然伽马测井的资料，预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角；获取在钻进方向上的预设位置与所述即将钻遇地层界面的垂直距离，其中，所述预设位置是在钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，首先发生变化的自然伽马曲线所在方位的探测器的位置；根据所述相对夹角和所述垂直距离确定钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。
[0006]在一个实施例中，所述资料包括所述随钻方位自然伽马测井的上方位自然伽马曲线和下方位自然伽马曲线。
[0007]在一个实施例中，利用所述测井资料预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角，包括:在所述钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角。
[0008]在一个实施例中，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角，包括:利用蒙特卡罗计算模型模拟计算结果数据，获取上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离；通过以下公式确定所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角:
【权利要求】
1.一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，包括: 实时获取随钻方位自然伽马测井的资料，预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角； 获取在钻进方向上的预设位置与所述即将钻遇地层界面的垂直距离，其中，所述预设位置是在钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，首先发生变化的自然伽马曲线所在方位的探测器的位置； 根据所述相对夹角和所述垂直距离确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。
2.如权利要求1所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，所述资料包括所述随钻方位自然伽马测井的上方位自然伽马曲线和下方位自然伽马曲线。
3.如权利要求2所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，利用所述资料预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角，包括: 在所述钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角。
4.如权利要求3所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上 的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角，包括: 利用蒙特卡罗计算模型模拟计算结果数据，获取上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离； 通过以下公式确定所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角:
5.如权利要求3所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，所述上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点的自然伽马值与上方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的变化量在第一预设值范围内； 所述下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点的自然伽马值与下方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的变化量在第二预设值范围内。
6.如权利要求5所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，所述第一预设值范围是所述上方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的10%至15%; 所述第二预设值范围是所述下方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的10%至15%。
7.如权利要求1至6中任一项所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，根据所述相对夹角和所述垂直距离确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离，包括:根据所述垂直距离与所述相对夹角的正弦值的比值，确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。
8.如权利要求7所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离:
9.如权利要求1至6中任一项所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，其特征在于，在确定钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离之后，还包括: 根据所述钻头钻进速度跟踪所述钻头与所述即将钻遇地层界面的距离。
10.一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，包括: 夹角预测模块，用于实时获取随钻方位自然伽马测井的资料，预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角； 距离获取模块，用于获取在钻进方向上的预设位置与所述即将钻遇地层界面的垂直距离，其中，所述预设位置是在所述钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，首先发生变化的自然伽马曲线所在方位的探测器的位置； 距离确定模块，用于根据所述相对夹角和所述垂直距离确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。
11.如权利要求10所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述资料包括所述随钻方位自然伽马测井的上方位自然伽马曲线和下方位自然伽马曲线。
12.如权利要求11所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述夹角预测模块，用于在所述钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角。
13.如权利要求12所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述夹角预测模块包括: 距离获取单元，用于利用蒙特卡罗计算模型模拟计算结果数据，获取上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离； 夹角预测单元，用于通过以下公式确定所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角:
14.如权利要求12所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点的自然伽马值与上方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的变化量在第一预设值范围内； 所述下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点的自然伽马值与下方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的变化量在第二预设值范围内。
15.如权利要求14所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述第一预设值范围是所述上方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的10%至15%;所述第二预设值范围是所述下方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的10%至15%。
16.如权利要求10至15中任一项所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述距离确定模块，用于根据所述垂直距离与所述相对夹角的正弦值的比值，确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。
17.如权利要求16所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，所述距离确定模块通过以下公式确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离:
18.如权利要求10至15中任一项所述随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的装置，其特征在于，还包括: 距离追踪模块，用于在确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离之后，根据所述钻头钻进速度跟踪所述钻头与所述即将钻遇地层界面的距离。
【文档编号】E21B49/00GK103790579SQ201410003509
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】袁超, 周灿灿, 张锋, 程相志, 胡松, 李华阳, 宋连腾, 孔强夫, 高斌 申请人:中国石油天然气股份有限公司