本发明涉及石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，是一种水平井造斜段地质导向方法。
背景技术：
水平井是高投资项目，通常，在实际钻井前都会作充分的地质、工程等方面的研究，有详细的设计方案，对钻井目的，区域地质、地震、对比井、目的井研究都有清楚的描述，对水平井轨迹与所穿越地层的空间关系有明确的要求。然而，地下地质情况复杂，这个设计方案只是一个理想化的方案，与实际地质条件存在或多或少的距离。
水平井地质导向的价值在于：在充分理解设计方案的基础上，结合目的井随钻数据，现场分析研究，实时调整、修正目的井井眼轨迹，使理想化的设计方案更加贴近地下真实地质条件，实现钻井目的。
造斜段对井眼轨迹的调整是以最终能在靶点平稳着陆为目标。但设计方案与实际地质条件存在误差，随钻资料有限，靶点海拔深度只能预估在一个较大范围内，导致难以平稳着陆。
公开号cn103774989b的中国专利文献公开了一种《随钻动态建模待钻井轨迹设计水平井地质导向分析方法》，根据等厚原则，通过交互多井对比、目标层成果构造图、地震目标层拾取，建立目标层初始三维地质模型，进而预测靶点海拔深度。然而，根据地层学，对比井与目的井之间的地层厚度有相关性，并不总是完全相等的，这导致在标志层远离靶点的时候，误差很大，进而会导致不必要的调整井眼轨迹，使狗腿度不必要的增大，井眼轨迹不平滑，甚至导致工程无法实施。
技术实现要素：
本发明针对的技术问题是：怎样在造斜段更好的预测靶点海拔深度，以求实钻轨迹平稳着陆。
本发明采用的技术方案是：组合运用邻井对比法与综合法预测靶点海拔深度，并针对邻井对比法与综合法各自优点和缺点，在造斜段的不同位置采信其不同权重，扬长避短，尽量减少不必要的调整井眼轨迹，使实钻轨迹更加平滑，并使实钻轨迹平稳着陆。
本发明包括的技术特征有：一种水平井造斜段地质导向方法，包括以下步骤。
步骤a1：收集基础数据和随钻数据。
所述基础数据包括：目的井设计轨迹，靶点，目的层构造图；对比井测井数据，对比井分层数据。
所述靶点，是指轨迹进入水平段后的第一个目标点。
所述随钻数据包括：目的井实钻轨迹，随钻测井数据。
目的井实钻轨迹，由井口坐标和一组测深、井斜角、方位角数据组成。
对比井的深度标尺采用海拔深度方式；对比井分层数据包括目的层分层数据。
对比井的测井数据与目的井的随钻测井数据对应。比如，目的井的随钻测井数据是gr电测曲线，lld电测曲线，lls电测曲线，对比井的测井数据也应是gr电测曲线，lld电测曲线，lls电测曲线，用于可对比测井曲线变化特征。
基于目的井设计轨迹，建立剖面图；并将目的井实钻轨迹标记在剖面图对应位置；用于将设计轨迹指导实钻轨迹的调整，避免实钻轨迹偏离设计钻井目的。
步骤a2：组合运用邻井对比法与综合法预测新的靶点海拔深度h。
所述邻井对比法包括。
步骤b1：准备阶段；将对比井测井曲线剖面与目的井随钻测井曲线剖面绘制在同一个剖面图上；目的井的深度标尺采用海拔深度方式，与对比井的深度标尺对应；目的井与对比井采用相同的比例尺。
步骤b2：建立标志层；对比井的测井数据与目的井的随钻测井数据对应，寻找目的井与对比井中测井曲线具有相同或相近变化特征的一个片段，判定目的井中该片段与对比井中该片段为同一地层，即标志层；在目的井标志层和对比井标志层各自特征最明显的位置建立标志点，用线段将目的井和对比井的标志点连接起来，建立匹配关系，使目的井的地质剖面与对比井的地质剖面对应；标志层的寻找与建立沿测井曲线从上向下进行，地质导向过程中，通常可以找到多个标志层，这也与钻井进度符合，随着钻井进尺增加，实钻轨迹的延伸，目的井不断有新的标志层与对比井对应；本发明中，步骤a2至步骤a4是循环进行的，这也是标志层增加的过程；标志层的选择应当在区域地质上分布稳定,电性特征明显,易于识别。
步骤b3：推算目的层海拔深度；测量对比井从标志层到目的层的厚度，简称对比厚度，根据等厚原则，目的井对应标志层的海拔深度减去对比厚度，就是目的井对比点位置目的层海拔深度。
步骤b4：预测靶点海拔深度h1；从构造图上测量靶点与对比点之间的构造深度差，加上步骤b3推算的对比点位置目的层海拔深度，就是预测的靶点海拔深度h1。
所述综合法，基于目的层构造图、对比井目的层海拔深度，通过地质建模，将目的井设计轨迹设置于模型之中，预测靶点海拔深度h2。
所述构造图，可以基于区域内地震解释资料和多口已钻井解释的目的层海拔深度拟合形成。
可以理解，所述综合法，所运用的基础数据包括构造图、对比井目的层海拔深度，都是横向平面数据；已钻邻井之间目的井轨迹之间的距离（井间距）通常有一百米以上，地震解释资料形成的构造图也有误差，导致由此预测的靶点海拔深度h2也有误差。
可以理解，所述邻井对比法所运用的等厚原则从纵向上预测的靶点海拔深度h2，是假设目的井与对比井等厚，然而根据地层学，对比井与目的井之间的地层厚度有相关性，并不总是完全相等的，这导致对比厚度越大，误差就越大。
所以，用综合法预测靶点海拔深度h2，会有一个固定的误差，单独运用综合法预测靶点海拔深度h2，可能无法中靶；用邻井对比法预测靶点海拔深度h1，会有一个变化的误差，在标志层远离靶点的时候，误差很大，随着井眼的钻进，新的标志层逐渐接近靶点，误差逐渐变小；单独运用邻井对比法，在标志层远离靶点的时候，误差很大，会导致不必要的调整井眼轨迹，甚至导致工程无法实施。
本发明通过组合运用邻井对比法与综合法预测靶点海拔深度h，取这两种方法的优点，避其弱点，可减少不必要的调整井眼轨迹，也可消除综合法带来的固定误差，实现更优的靶点海拔深度h预测。
步骤a3：指导实钻轨迹钻进；判断新的预测靶点海拔深度h与原有预测靶点海拔深度h是否相同；如果相同，按原有设计轨迹以指导实钻轨迹钻进；如果不相同，基于新的预测靶点海拔深度h设计新的轨迹替代原有设计轨迹以指导实钻轨迹钻进。
步骤a4：随着实钻轨迹进尺增加，重复步骤a2和步骤a3，直至造斜段完成。
进一步，在步骤a2中，在造斜段的不同位置，靶点海拔深度h对采用邻井对比法预测的靶点海拔深度h1和采用综合法预测的靶点海拔深度h2的采信权重不同；标志层距离预测的靶点越远，越偏信于采用综合法预测的靶点海拔深度h2；标志层距离预测的靶点越近，越偏信于采用邻井对比法预测的靶点海拔深度h1。
靶点海拔深度h的采信权重根据公式：h=[0.8*(x/x)+0.1]*h1+[0.9-0.8*(x/x)]*h2决定。
式中，h预测靶点海拔深度；h1邻井对比法的预测靶点海拔深度;h2综合法的预测靶点海拔深度；x靶点井斜角；x标志点井斜角。
造斜段钻井过程是逐渐增加井斜的过程，同时也是实钻轨迹逐渐接近预测靶点的过程，井斜角的增加，与标志点到预测靶点的距离的减小具有相关性；上述公式中，当井斜角为0时，h1的采信权重最小，随着标志点到预测靶点的距离逐渐减小，井斜角逐渐增加，h1的采信权重也在增加，对应h2的采信权重在减少。
进一步，所述随钻数据还包括随钻岩屑录井数据和随钻气测录井数据，其它工程参数数据。
更进一步，步骤a2中邻井对比法以随钻测井数据作为主要判断数据，随钻岩屑录井数据和随钻气测录井数据作为辅助判断数据，其它工程参数数据仅作为特定位置研判的参考。
所述随钻测井数据可以是随钻gr、随钻lld、随钻lls；所述随钻气测数据可以是随钻全烃值；其它工程参数数据可以是钻速，钻压，泥浆密度。
随钻测井数据的优势在于能够准确表征实钻轨迹上的地质特征，其精度可达分米级，能够简单快速的指导邻井对比；随钻录井数据和随钻气测数据的优势在于能够直接分析井筒里地层中的岩石和气体本身，缺点是岩屑并不是立即的匀速的完全的从钻头处流向井口，井筒里的岩屑流向混乱，甚至部分岩屑会暂时漂浮在筒中或滞留成岩屑床，导致从井口获得的岩屑难以明确其产生于哪个井深，更不可能达到随钻测井数据分米级的精度，另外，岩屑的判别需要经验丰富的录井工程师较长时间研判，比随钻测井数据判别慢很多，过重的依赖随钻录井数据会影响钻井速度，随钻气测数据也有相似的缺点；所以，在实钻时，以随钻测井数据作为主要判断数据，随钻岩屑录井数据和随钻气测数据作为辅助判断数据，用于作邻井对比是合理的。其它工程参数因为干扰因素多，变化特征不明显，只在预先推测该其它工程参数会有明显特征时才用作特定位置研判的参考，比如钻速，当对比井从特定软地层进入硬地层时钻速变慢，在目的井预先判别处于该软地层并即将进入硬地层时，实钻钻速明显变慢，排除其它因素后，该钻速变慢可作为参考因素用于邻井对比。
进一步，所述基础数据基于《地质设计书》和《工程设计书》所指出的基础资料；如区域地质、地震、对比井、目的井的资料和研究成果，目的层构造图，地震解释体，地质模型。
因为油气田的基础数据产生于不同时期，有些数据可能混乱，甚至相互矛盾；而水平井地质导向是在设计方案的基础上，所以基础数据应以《地质设计书》和《工程设计书》为准。
更进一步，所述基础数据还包括《地质设计书》和《工程设计书》成文后到实施地质导向前这段时间内收集到的基础资料；用于补充和修正原有基础数据。
在《地质设计书》和《工程设计书》成文后到实施地质导向前，会有一段时间间隔，可能会出现一些新的资料，比如，在目的水平井周围，有新完钻的直斜井，充分利用这些新的资料，对补充和修正原有基础数据是有益的。
进一步，在步骤a3中，设计新的轨迹时，考虑工程上的需求。
井眼轨迹的设计需要同时考虑地质与工程的需求；定向井工程师负责轨迹控制的工程事务，地质导向工程师的所有决策是通过定向井工程师而实现轨迹的调整，与定向井工程师的沟通尤为重要；同时，这也有益于轨迹光滑和防碰。
另外，本发明还提供一种水平井地质导向系统，包括用于实现所述的一种水平井造斜段地质导向方法的装置。
水平井钻井对时间要求很高，以节省成本，减少工程风险；虽然，本发明所述方案可以通过手动操作实现，但通过计算机系统可加快操作速度；使用计算机系统以快速作出地质决策，对提高钻井速度是有益的。
进一步，两个或者以上所述一种水平井地质导向系统通过网络共享基础数据和研究成果。
一口水平井的实施可能需要二个或者以上地质导向工程师，还有其他相关人员，如定向井工程师，通过网络共享基础数据和研究成果，可带来工作便利和工作效率。
有益效果：1）本发明通过组合运用邻井对比法与综合法预测靶点海拔深度h，并针对性的在眼井轨迹的不同位置选用适当采信权重，取这两种方法的优点，避其弱点，可减少不必要的调整井眼轨迹，也可消除综合法带来的固定误差，实现更优的靶点海拔深度h预测，有益于最终井眼轨迹平稳着陆；2）本发明对随钻数据的重要性进行了排队，随钻测井数据为主，随钻岩屑录井数据和随钻气测录井数据为辅，其它工程参数数据仅作参考，可更准确更及时的发现随钻数据反映的地质特征，有益于作邻井对比；3）本发明对基础数据的来源作了明确定义，尤其充分利用了《地质设计书》和《工程设计书》成文后到实施地质导向前这段时间的资料，这对充分和准确利用数据是有益的。
附图说明
图1所述水平井造斜段地质导向方法流程示意图。
图2目的层构造图。
图3沿《设计书》设计轨迹的剖面示意图。
图4邻井对比剖面图。
图5靶点海拔深度h的计算公式。
图中，10目的井，12设计轨迹，14实钻轨迹，16井口，18靶点，20目的层，22标志层7，30对比井，32其它邻井。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
下面结合图1至5，对本发明的优选实施例作进一步详细说明。
如图1所示，显示了所述水平井造斜段地质导向方法的四个步骤及其关系，其中，步骤a2中的邻井对比法又包括四个步骤。
如图2所示，显示了目的层构造图，构造线间距为垂深2米，构造线上标示有海拔深度；该构造图是目的层顶面构造图，目的井的《设计书》上的设计轨迹、井口和靶点标志在构造图上，设计轨迹、靶点位于该构造图之下的目的层中；对比井和可能有参考价值的其它邻井也标志在构造图上，位于设计轨迹周围一定距离内；另外，如果地质导向工程师认为有必要，其它邻井也可作为对比井，当有二口或者以上对比井时，取所有对比井的平均值，或者根据地质分析取其它适当的值。
如图3所示，显示了沿图2中目的井设计轨迹建立的剖面图；并将目的井实钻轨迹标记在剖面图对应位置；用于将设计轨迹指导实钻轨迹的调整，避免实钻轨迹偏离设计钻井目的。通过建模形成的目的层砂岩和标志层7砂岩也标示在剖面上；在靶点位置，实钻轨迹位于目的层中，而《设计书》上的设计轨迹位于目的层下，有一定误差，这正如背景技术中所说明的，“地下地质情况复杂，设计方案只是一个理想化的方案，与实际地质条件存在或多或少的距离”。该模型是在造斜段完成后基于基础数据和完整的随钻数据建模形成的。
如图4所示，显示了邻井对比剖面图，是步骤a2中的邻井对比法推算工具；图中，对比井位于左边，目的井位于右边，目的井和对比井的深度标尺都采用海拔深度方式，道头用sstvd表示，目的井和对比井采用相同的比例尺，目的井和对比井都有伽马测井曲线和深侧向电阻测井曲线，道头分别用gr和lld表示；对比井根据测井解释和其它地质研究，已预先标示了十个标志层，其中，标志层7和目的层在图3中也有标示，另标志层9和标志层10位于目的层之下，用于实钻中判断轨迹是否穿目的层。
图4中，目的井实钻轨迹已出现标志层6，根据对比井的测井数据与目的井的随钻测井数据的对应，建立了标志层1到标志层6的一一对应关系；然后，测量对比井从标志层6到目的层的厚度，简称对比厚度，根据等厚原则，目的井对应标志层6的海拔深度减去对比厚度，就是对比点位置目的层海拔深度。即，对比点位置目的层海拔深度=目的井对应标志层6的海拔深度-对比厚度；目的层位于标志层6下面，所以，目的层的海拔深度一定比标志层6的海拔深度深。
如图5所示，显示了靶点海拔深度h的计算公式，用附图的方式描述，内容与《说明书》中描述的公式相同。
下面，对本发明的优选实施例的流程作进一步详细说明。
一种水平井造斜段地质导向方法，包括以下步骤；如图1。
步骤a1：收集基础数据和随钻数据。
所述基础数据包括：目的井设计轨迹，靶点，目的层构造图，如图2；对比井测井数据，对比井分层数据。
所述基础数据基于《地质设计书》和《工程设计书》所指出的基础资料；如区域地质、地震、对比井、目的井的资料和研究成果，目的层构造图，地震解释体，地质模型。
所述基础数据还包括《地质设计书》和《工程设计书》成文后到实施地质导向前这段时间内收集到的基础资料；用于补充和修正原有基础数据。
所述靶点，是指轨迹进入水平段后的第一个目标点。
所述随钻数据包括：目的井实钻轨迹，随钻测井数据，如随钻gr、随钻lld、随钻lls。
所述随钻数据还包括随钻岩屑录井数和随钻气测录井数据据如随钻全烃值，其它工程参数数据如钻速，钻压，泥浆密度。
对比井的深度标尺采用海拔深度方式；对比井分层数据包括目的层分层数据。
对比井的测井数据与目的井的随钻测井数据对应。对比井的测井数据包括gr电测曲线，lld电测曲线，lls电测曲线，用于对比测井曲线变化特征。
基于目的井设计轨迹，建立剖面图；并将目的井实钻轨迹标记在剖面图对应位置；用于将设计轨迹指导实钻轨迹的调整，避免实钻轨迹偏离设计钻井目的。如图3。
步骤a2：组合运用邻井对比法与综合法预测新的靶点海拔深度h。
所述邻井对比法包括：如图4。
步骤b1：准备阶段；将对比井测井曲线剖面与目的井随钻测井曲线剖面绘制在同一个剖面图上；目的井的深度标尺采用海拔深度方式，与对比井的深度标尺对应；目的井与对比井采用相同的比例尺。
步骤b2：建立标志层；对比井的测井数据与目的井的随钻测井数据对应，寻找目的井与对比井中测井曲线具有相同或相近变化特征的一个片段，判定目的井中该片段与对比井中该片段为同一地层，即标志层；在目的井标志层和对比井标志层各自特征最明显的位置建立标志点，用线段将目的井和对比井的标志点连接起来，建立匹配关系，使目的井的地质剖面与对比井的地质剖面对应；标志层的寻找与建立沿测井曲线从上向下进行，地质导向过程中，通常可以找到多个标志层，这也与钻井进度符合，随着钻井进尺增加，实钻轨迹的延伸，目的井不断有新的标志层与对比井对应。
邻井对比法以随钻测井数据作为主要判断数据，随钻岩屑录井数据和随钻气测录井数据作为辅助判断数据，其它工程参数数据仅作为特定位置研判的参考。
步骤b3：推算目的层海拔深度；测量对比井从标志层到目的层的厚度，简称对比厚度，根据等厚原则，目的井对应标志层的海拔深度减去对比厚度，就是目的井对比点位置目的层海拔深度。
步骤b4：预测靶点海拔深度h1；从构造图上测量靶点与对比点之间的构造深度差，加上步骤b3推算的对比点位置目的层海拔深度，就是预测的靶点海拔深度h1。即，预测的靶点海拔深度h1=构造图靶点海拔深度-构造图对比点海拔深度+步骤b3推算的对比点目的层海拔深度。
所述综合法，基于目的层构造图、对比井目的层海拔深度，通过地质建模，将目的井设计轨迹设置于模型之中，预测靶点海拔深度h2。
所述构造图，基于区域内地震解释资料和多口已钻井解释的目的层海拔深度拟合形成。
在步骤a2中，在造斜段的不同位置，靶点海拔深度h对采用邻井对比法预测的靶点海拔深度h1和采用综合法预测的靶点海拔深度h2的采信权重不同；标志点距离预测的靶点越远，越偏信于采用综合法预测的靶点海拔深度h2；标志点距离预测的靶点越近，越偏信于采用邻井对比法预测的靶点海拔深度h1。
靶点海拔深度h的采信权重根据公式：h=[0.8*(x/x)+0.1]*h1+[0.9-0.8*(x/x)]*h2决定。如图5。
式中，h预测靶点海拔深度；h1邻井对比法的预测靶点海拔深度；h2综合法的预测靶点海拔深度；x靶点井斜角；x标志点井斜角。
造斜段钻井过程是逐渐增加井斜的过程，同时也是实钻轨迹逐渐接近预测靶点的过程，井斜角的增加，与标志点到预测靶点的距离的减小具有相关性；上述公式中，当井斜角为0时，h1的采信权重最小，随着标志点到预测靶点的距离逐渐减小，井斜角逐渐增加，h1的采信权重也在增加，对应h2的采信权重在减少。
步骤a3：指导实钻轨迹钻进；判断新的预测靶点海拔深度h与原有预测靶点海拔深度h是否相同；如果相同，按原有设计轨迹以指导实钻轨迹钻进；如果不相同，基于新的预测靶点海拔深度h设计新的轨迹替代原有设计轨迹以指导实钻轨迹钻进。
步骤a4：随着实钻轨迹进尺增加，重复步骤a2和步骤a3，直至造斜段完成。
另外，在步骤a3中，设计新的轨迹时，还考虑工程上的需求。
另外，本发明还提供一种水平井地质导向系统，包括用于实现所述的一种水平井造斜段地质导向方法的装置。两个或者以上所述一种水平井地质导向系统通过网络共享基础数据和研究成果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围之内即可。