油气储层钻井轨道确定方法、装置及存储介质与流程

本申请涉及油气开采技术领域，尤其是涉及一种油气储层钻井轨道确定方法、装置及存储介质。

背景技术：

在石油天然气领域，随着钻井技术的进步，定向井、水平井以及分支井的钻井数量在逐步増加，井眼的钻井轨道的设计逐步复杂。目前，钻井轨道设计主要依据圆弧、圆柱螺线等空间几何数学模型进行人工设计；在某些情况下，这种方法可以基本满足常规钻井工艺的要求。然而，这种方法的效率较低；且随着非常规油气资源的开采，钻井工艺要求也在不断提高，现有的这种人工确定油气储层钻井轨道的方法的精度越来越难以满足实际需求。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种油气储层钻井轨道确定方法、装置及存储介质，以提高确定油气储层钻井轨道的自动化水平及精度。

为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种油气储层钻井轨道确定方法，包括：

获取油气藏分布图像；

将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；

根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点；

拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法，所述基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点，包括：

确定所述评价矩阵中元素值大于指定阈值的元素；

将大于指定阈值的元素所对应的区域确定为油气富集区，并形成所述油气富集区的位置散点图。

本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法，所述拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道，包括：

拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得钻井轨道；

计算所述钻井轨道的曲率值，并判断所述钻井轨道的最大曲率值是否大于预设曲率值；

如果所述钻井轨道的最大曲率值大于所述预设曲率值，则剔除所述油气富集区的位置散点图中，距离所述钻井轨道大于预设距离的位置点，并在剔除后，重新拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得新的钻井轨道；

依次递推，直至当前获得的钻井轨道的最大曲率值不大于所述预设曲率值为止。

本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法，在拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得钻井轨道之前，还包括：

去除所述油气富集区的位置散点图中位于不利地层范围内的位置点；

相应的，所述拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得钻井轨道，包括：

拟合所述油气富集区的位置散点图中位于不利地层范围之外的位置点获得钻井轨道。

本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法，所述将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵，包括：

将所述油气藏分布图像转换为灰度图像；将所述灰度图像转换为二值图像；

将所述二值图像中的油藏区域进行栅格化，获得栅格化后的二值图像；

将栅格化后的二值图像中的含油气区赋值为1，并将所述栅格化后的二值图像中的非油气区赋值为0，从而形成二值化的图像矩阵。

本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法，所述根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，包括：

识别出二值化的图像矩阵中所有元素值为1的元素；

对于每个元素值为1的元素，将该元素的元素值与其周围指定范围内元素的元素值相加，获得该元素的钻遇价值；所述二值化的图像矩阵中所有元素值为1的元素的钻遇价值形成评价矩阵。

本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法，所述指定范围包括所述二值化的图像矩阵中与该元素相邻的所有元素。

另一方面，本申请实施例还提供了一种油气储层钻井轨道确定装置，包括：

分布图像获取模块，用于获取油气藏分布图像；

分布图像转换模块，用于将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；

富集位置确定模块，用于根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点；

钻井轨道拟合模块，用于所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

另一方面，本申请实施例还提供了另一种油气储层钻井轨道确定装置，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：

获取油气藏分布图像；

将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；

根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点；

拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

另一方面，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取油气藏分布图像；

将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；

根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点；

拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例可先将获取的油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；然后可根据二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于评价矩阵确定油气富集区位置点；最后拟合油气富集区位置点，从而以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。相比于现有的人工设计油气储层钻井轨道，本申请实施例的这种自动确定油气储层钻井轨道的方案的效率极高，且这种自动确定油气储层钻井轨道的方案可以减小或避免人为因素的不确定性，从而有利于获得精度更高的钻井轨道。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请一实施例中油气储层钻井轨道确定方法的流程图；

图2为本申请一实施例中的油气藏分布图像示意图；

图3为由图2所示油气藏分布图像转换得到的二值图像；

图4为图3所示二值图像在进行格栅化后的示意图；

图5为基于评价矩阵确定的图4所示图像中的油气富集区示意图；

图6为本申请一实施例中二值化的图像矩阵中的部分元素示意图；

图7为图6所示部分元素中第二行第二列元素的钻遇价值计算示意图；

图8为图5所示油气富集区的位置散点图；

图9为图8所示位置散点的拟合曲线；

图10为图8所示拟合曲线的曲率示意图；

图11为图8所示拟合曲线在经过二次拟合后得到的拟合曲线；

图12为图8所示拟合曲线在经过三次拟合后得到的拟合曲线；

图13为本申请一实施例中油气储层钻井轨道确定装置的结构框图；

图14为本申请另一实施例中油气储层钻井轨道确定装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参考图1所示，本申请实施例的油气储层钻井轨道确定方法可以包括以下步骤：

s101、获取油气藏分布图像。

在本申请一实施例中，所述的获取油气藏分布图像可以是指读取并识别油气藏分布图像中的目标区域。

s102、将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵。

在本申请一实施例中，所述将油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵，可以包括以下步骤：

1)、将所述油气藏分布图像转换为二值图像。具体的，可以先将油气藏分布图像转换成灰度图像，然后再将该灰度图像转换成二值图像。例如在一示例性实施中，基于该方法可以将图2所示的油气藏分布图像转换成图3所示的二值图像(这里的二值图像用黑白单色图表示)。

2)、将所述二值图像中的油藏区域进行栅格化，获得栅格化后的二值图像。通过对识别出的油藏区域进行栅格化处理，可以极大地减少计算量，并且在拟合曲线的精度上不会产生多少误差。在一示例性实施例中，例如将图3所示二值图像进行格栅化后可得到如图4所示的格栅化图像。

3)、将栅格化后的二值图像中的含油气区赋值为1，并将所述栅格化后的二值图像中的非油气区赋值为0，从而形成二值化的图像矩阵。

s103、根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点。

在本申请一实施例中，所述根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵可以包括以下步骤：

1)、识别出二值化的图像矩阵中所有元素值为1的元素。

2)、对于每个元素值为1的元素，将该元素的元素值与其周围指定范围内元素的元素值相加，获得该元素的钻遇价值；所述二值化的图像矩阵中所有元素值为1的元素的钻遇价值形成评价矩阵。

在一示例性实施例中，所述指定范围可以包括所述二值化的图像矩阵中与该元素相邻的所有元素。例如在图6所示二值化的图像矩阵中的部分元素中，与第2行第2列元素相邻的所有元素可如图7所示(请参见图7中的点阵状填充图案的元素)，通过将该第2行第2列元素相邻的所有元素值与其相邻的所有元素的元素值相加，可以得到该第2行第2列元素的钻遇价值为：0+1+0+1+1+0+0+1＝5。类似的，可得到图6所示二值化的图像矩阵中的部分元素中，第1行第2列元素的钻遇价值为：0+1+1+0+1+1＝4，第1行第3列元素的钻遇价值为：1+1+1+1＝4，第2行第3列元素的钻遇价值为：1+1+1+1+0+1＝5，第3行第3列元素的钻遇价值为：1+1+0+1＝3。

在本申请一实施例中，所述基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点可以包括以下步骤：

1)确定所述评价矩阵中元素值大于指定阈值的元素。在确定评价矩阵中每个元素的元素值后，通过将元素值与指定阈值进行比较，可以确定所述评价矩阵中元素值大于指定阈值的元素。其中，指定阈值可以根据具体情况设定。

2)将大于指定阈值的元素所对应的区域确定为油气富集区，并形成所述油气富集区的位置散点图。由于在二值化的图像矩阵中，1表征含油气区，0表征非油气区；因此，对于一个含油气区，如果其周围也都是或基本都是含油气区，这表明该部分区域的油气富程度较高，而油气富程度越高表明其开采价值也越高。因此，在评价矩阵中，元素值大于指定阈值的元素所对应的区域均为油气富集区，而元素值不大于指定阈值的区域，虽然也含油气，但由于其储集过于分散，因而不具有开采价值。

在一示例性实施例中，例如图4所示的格栅化图像在基于评价矩阵进行油气富集区评价后，可得到图5所示的油气富集区示意图。而将图5所示的油气富集区示意图进行散点化处理后，可以得到如图8所示油气富集区的位置散点图，以便于后续进行曲线拟合处理。

s104、拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

在本申请一实施例中，所述拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道，可以包括以下步骤：

1)、拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得钻井轨道。

在本申请一实施例中，可以采用任何现有合适的曲线拟合方式来拟合钻井轨道，例如在一示例性实施例中，可以基于多项式函数拟合钻井轨道。

在本申请另一实施例中，在拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得钻井轨道之前还可以先去除所述油气富集区的位置散点图中位于不利地层范围内的位置点，以降低风险。其中，所述不利地层例如可以包括含水层、易塌陷和易渗漏等高风险地层，这些不利地层所覆盖的位置范围可预先根据勘探资料确定。在本实施例中，后续拟合出的轨亦不能穿越该不利地层。

相应的，在去除所述油气富集区的位置散点图中位于不利地层范围内的位置点后，所述拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得钻井轨道可以为：拟合所述油气富集区的位置散点图中位于不利地层范围之外的位置点获得钻井轨道。

2)、计算所述钻井轨道的曲率值，并判断所述钻井轨道的最大曲率值是否大于预设曲率值。

本申请实施例中，钻井轨道的曲率也称为井眼曲率。在钻井施工(尤其是水平井钻井钻井施工)时，考虑到一般采用倒装钻具组合，钻杆在弯曲井眼中要承受压缩和弯曲荷载。当其采用旋转方式钻进时，应力呈不对称循环交变特征，在此情况下，钻杆的疲劳破坏形成井眼曲率的重要限制条件之一。为此，需要确定一个最大允许井眼曲率，所述最大允许井眼曲率即为上文中所述的预设曲率值。

3)、如果所述钻井轨道的最大曲率值大于所述预设曲率值，则可以剔除所述油气富集区的位置散点图中，距离所述钻井轨道大于预设距离的位置点(这些点也可称为异常位置点)，并可在剔除后，重新拟合所述油气富集区的位置散点图中的位置点获得新的钻井轨道。

4)、依次递推，直至当前获得的钻井轨道的最大曲率值不大于所述预设曲率值为止。

例如在一示例性实施例中，基于图8所示位置散点可以拟合得到如图9所示的钻井轨道曲线。通过计算可得到该钻井轨道曲线中各个点的曲率值，例如图10所示。通过与预设曲率值比较发现，该钻井轨道曲线的最大曲率值大于预设曲率值，因此，该钻井轨道曲线不满足曲率限制要求，需要重新拟合。在重新拟合前，需要从当前剩余的油气富集区位置散点中进一步剔除异常位置点，并在剔除后，重新拟合出新的钻井轨道，经过二次拟合后，可得到例如图11所示的拟合曲线。然后判断该拟合曲线的最大曲率值是否大于预设曲率值；如果大于则可以再次进行拟合，经过三次拟合后，可得到例如图12所示的拟合曲线。因此，基于上述方式，通过一次或多次拟合总可以得到一个满足曲率限制要求的钻井轨道曲线。

由此可见，本申请实施例可先将获取的油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；然后可根据二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于评价矩阵确定油气富集区位置点；最后拟合油气富集区位置点，从而以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。相比于现有的人工设计油气储层钻井轨道，本申请实施例的这种自动确定油气储层钻井轨道的方案的效率极高，且这种自动确定油气储层钻井轨道的方案可以减小或避免人为因素的不确定性，从而有利于获得精度更高的钻井轨道。后续依据确定的钻井轨道进行实际钻井作业时，可有利于获得最大程度地贯穿油气富集区域且满足曲率要求的钻井轨迹。

参考图13所示，本申请实施例的一种油气储层钻井轨道确定装置可以包括分布图像获取模块131、分布图像转换模块132、富集位置确定模块133和钻井轨道拟合模块134。其中，

分布图像获取模块131可用于获取油气藏分布图像；

分布图像转换模块132可用于将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；

富集位置确定模块133可用于根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点；

钻井轨道拟合模块134可用于所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

参考图14所示，本申请实施例的另一种油气储层钻井轨道确定装置，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：

获取油气藏分布图像；

将所述油气藏分布图像转换为二值化的图像矩阵；

根据所述二值化的图像矩阵构建评价矩阵，并基于所述评价矩阵确定油气富集区位置点；

拟合所述油气富集区位置点，以获得满足预设曲率要求的钻井轨道。

虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是，应当清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。