一种薄层页岩油水平井随钻轨迹控制方法与流程
本发明涉及石油勘探技术领域，特别是涉及一种薄层页岩油水平井随钻轨迹控制方法的技术领域。
背景技术：
海相页岩油甜点垂向厚度一般在20～90m之间，平面分布稳定，地层产状稳定，适合水平井规模开发。我国含油盆地以陆相湖盆为主，陆相页岩油甜点空间分布稳定性相对较差，其垂向厚度一般在6～15m之间，平面分布具有明显的厚度中心，甜点厚度较薄且变化快，平面分布稳定性差，给页岩油水平井施工过程中如何精确控制井轨迹在甜点段内连续钻进带来难题。针对以上问题，本发明总结出一种薄层页岩油水平井随钻轨迹控制方法，陆相湖盆薄层页岩油气水平井施工过程中随钻轨迹控制提供切实可行的技术方法。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种薄层页岩油水平井随钻轨迹控制方法，解决了目前现有的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种薄层页岩油水平井随钻轨迹控制方法，包括以下步骤：
1)确定最优人工合成地震道，根据水平井甜点段地震速度生成地震甜点时窗；
2)利用已知井测井曲线相应形态建立甜点段标准测井响应曲线，并根据页岩油水平井设计轨迹生成预测测井曲线；
3)随钻过程中，根据实时测井曲线，参考标志层段测井绝对值和变化幅度及时调整随钻轨迹。
作为优选，所述步骤1)中，确定最优人工合成地震道，根据水平井甜点段地震速度生成地震甜点时窗主要包括全层段井震标定和水平井地震甜点时窗确定2个部分。
作为优选，所述全层段井震标定包括以下步骤：
a.、确定最优人工合成地震道；
单井地质分层由井口至井底依次编号为g1、g2、···、gn，利用声波时差测井曲线(ac)人工合成地震道对应时间深度为gt1、gt2、···、gtn，地震解释界面对应时间深度由上至下依次编号为t1、t2、···、tn；
定义井震拟合度df公式：
其中，gt1、gt2、···、gtn为人工合成地震道对应时间深度，t1、t2、···、tn为地震解释界面对应时间深度；井震拟合度df值越小，代表井震拟合程度越高。
声波时差曲线测点深度范围内均值记为avgac；
当
当
当
b、分层系优化人工合成地震道确定；
对于地震解释t1和t2界面内所包括的同相轴由下至上分别编号为t1、t2、···、tm，单井所对应的起跳深度依次编号为g1、g2、···、gm，最优人工合成地震道对应时间深度为gt1、gt2、···、gtm；
定义井震拟合度df公式：
其中，gt1、gt2、···、gtn为人工合成地震道对应时间深度，t1、t2、···、tn为地震解释界面对应时间深度。井震拟合度df值越小，代表井震拟合程度越高；
声波时差曲线测点深度范围内均值记为avgac。
当
当
当
重复上述步骤，依次优化t2～t3、t3～t4、···、tn-1～tn之间的反射轴，使得最优人工合成地震道处于最佳状态，并建立时深转换关系。
作为优选，所述地震甜点时窗确定包括以下步骤：
在甜点体对应的地震反射界面内寻找一个稳定反射同相轴，通过同相轴追踪，在三维空间内找到甜点稳定反射界面t，甜点段深度范围内地震传播速度v。稳定反射界面上甜点体记为su，厚度记为du，稳定反射界面下甜点体记为sd，厚度记为dd，甜点时间窗口为(t-du/v，t+dd/v)。若稳定反射同相轴处于甜点体的顶部，则甜点时间窗口为(t，t+dd/v)。若稳定反射同相轴处于甜点体的底部，则甜点时间窗口为(t-du/v，t)。
其中，在所述步骤2)中，利用已知井测井曲线相应形态建立甜点段标准测井响应曲线，并根据页岩油水平井设计轨迹生成预测测井曲线。
①标准测井曲线计算；
由g1和g2限定的地质体，o点是井1与地质界面g1的交点，q点是井1与地质界面g2的交点，地质倾角为α，p是钻井内任一点，该点井斜角为β，p’是p点在竖直方向的投影(垂深)，p”是p点在地层垂向上的投影。op为已知长度段，op为地层垂向投影长度(op”＝op·sinα/cosβ)，对于任一点p，均可以在oq”内找到唯一投影点p”。oq”为地质体的真厚度，称之为标准段，将所有测点p所测得的测井曲线值赋予op”，既得到地质体标准测井曲线。
重复该步骤，得到所有地质体的标准测井曲线a。
②根据设计轨迹生成水平井测井曲线；
设计井与地质界面g1的交点a，与地质界面g2的交点为b，p是设计井位上的任一点，该点设计井斜角为β，p点与标准测井曲线对应的点为p”，地质体倾角为α该点井斜角为β，则有ap＝oq”·cosβ/sinα)，对于任一点p，均可以在标准段oq”内找到唯一投影点p”与之相对应。通过建立oq”与ab之间的投影关系，将p”点所对应的标准测井曲线值赋予p点，即可得到设计井在该地质体内的预测测井曲线。
重复该步骤，对所有设计井段内地质体进行预测测井曲线计算，进而得到所有设计井全井段预测测井曲线b。
作为优选，所述步骤3)中，随钻过程中，对比实测曲线与预测曲线之间的关系，并根据时深转换关系，及时优化随钻轨迹步骤如下：
(1)随钻测井曲线实时监控：实时对比实测测井曲线与预测测井曲线之间的关系，根据测量仪器与钻头之间的距离，及时掌握钻头所在位置；
(2)地震轨迹实时监测：利用时深转换关系，将钻井轨迹投影到地震数据体内，并根据随钻轨迹在甜点体内位置相对位置；
(3)及时优化井轨迹：根据实测曲线位置与地震轨迹位置，通过标志层给出继续钻进、增斜或降斜指令，直至完钻。
本发明的有益效果：
1)在人为干预情况下，给出地质分层与已知地震同相轴之间的关系，通过设定拟合条件，利用计算机自动搜索地质分层与地震反射界面之间的最佳拟合位置，将地震解释误差控制在2m以内，建立更为精确时深关系。
2)在时深关系建立的基础之上，定位甜点体附近地震反射同相轴，并进行同相位地震追踪，根据甜点厚度，计算甜点顶底所在地震剖面位置，确定甜点时间窗口，在钻井过程中通过实时投影钻头所在位置，优化随钻轨迹。
3)利用已知井和地层倾角建立该区地层标准测井曲线，将标准测井曲线投影到设计水平井轨迹，生成预测测井曲线，在水平井钻进过程中，通过对比随钻曲线与预测曲线之间的关系，及时调整轨迹，提高油层钻遇率。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明地震同相轴和起跳深度的折线示意图；
图2是本发明的地震甜点时窗确定示意图；
图3是本发明的地震解释示意图；
图4是本发明的计算gr和电阻率示意图；
图5是本发明的地震并轨迹示意图；
图6是本发明的测井曲线a的结构示意图；
图7是本发明的测井曲线b的结构示意图。
具体实施方式：
第一实施例：如图1-7所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种薄层页岩油水平井随钻轨迹控制方法，包括以下步骤：
1)确定最优人工合成地震道，根据水平井甜点段地震速度生成地震甜点时窗；
2)利用已知井测井曲线相应形态建立甜点段标准测井响应曲线，并根据页岩油水平井设计轨迹生成预测测井曲线；
3)随钻过程中，根据实时测井曲线，参考标志层段测井绝对值和变化幅度及时调整随钻轨迹。
其中，所述步骤1)中，确定最优人工合成地震道，根据水平井甜点段地震速度生成地震甜点时窗主要包括全层段井震标定和水平井地震甜点时窗确定2个部分。
其中，所述全层段井震标定包括以下步骤：
a.、确定最优人工合成地震道；
单井地质分层由井口至井底依次编号为g1、g2、···、gn，利用声波时差测井曲线(ac)人工合成地震道对应时间深度为gt1、gt2、···、gtn，地震解释界面对应时间深度由上至下依次编号为t1、t2、···、tn。
定义井震拟合度df公式：
其中，gt1、gt2、···、gtn为人工合成地震道对应时间深度，t1、t2、···、tn为地震解释界面对应时间深度。井震拟合度df值越小，代表井震拟合程度越高。
声波时差曲线测点深度范围内均值记为avgac。
当
当
当
b、分层系优化人工合成地震道确定；
对于地震解释t1和t2界面内所包括的同相轴由下至上分别编号为t1、t2、···、tm，单井所对应的起跳深度依次编号为g1、g2、···、gm，最优人工合成地震道对应时间深度为gt1、gt2、···、gtm。
定义井震拟合度df公式：
其中，gt1、gt2、···、gtn为人工合成地震道对应时间深度，t1、t2、···、tn为地震解释界面对应时间深度。井震拟合度df值越小，代表井震拟合程度越高。
声波时差曲线测点深度范围内均值记为avgac。
当
当
当
重复上述步骤，依次优化t2～t3、t3～t4、···、tn-1～tn之间的反射轴，使得最优人工合成地震道处于最佳状态，并建立时深转换关系。
其中，所述地震甜点时窗确定包括以下步骤：
在甜点体对应的地震反射界面内寻找一个稳定反射同相轴，通过同相轴追踪，在三维空间内找到甜点稳定反射界面t，甜点段深度范围内地震传播速度v。稳定反射界面上甜点体记为su，厚度记为du，稳定反射界面下甜点体记为sd，厚度记为dd，甜点时间窗口为(t-du/v，t+dd/v)。若稳定反射同相轴处于甜点体的顶部，则甜点时间窗口为(t，t+dd/v)。若稳定反射同相轴处于甜点体的底部，则甜点时间窗口为(t-du/v，t)。
其中，在所述步骤2)中，利用已知井测井曲线相应形态建立甜点段标准测井响应曲线，并根据页岩油水平井设计轨迹生成预测测井曲线。
①标准测井曲线计算；
由g1和g2限定的地质体，o点是井1与地质界面g1的交点，q点是井1与地质界面g2的交点，地质倾角为α，p是钻井内任一点，该点井斜角为β，p’是p点在竖直方向的投影(垂深)，p”是p点在地层垂向上的投影。op为已知长度段，op为地层垂向投影长度(op”＝op·sinα/cosβ)，对于任一点p，均可以在oq”内找到唯一投影点p”。oq”为地质体的真厚度，称之为标准段，将所有测点p所测得的测井曲线值赋予op”，既得到地质体标准测井曲线。
重复该步骤，得到所有地质体的标准测井曲线a。
②根据设计轨迹生成水平井测井曲线；
设计井与地质界面g1的交点a，与地质界面g2的交点为b，p是设计井位上的任一点，该点设计井斜角为β，p点与标准测井曲线对应的点为p”，地质体倾角为α该点井斜角为β，则有ap＝oq”·cosβ/sinα)，对于任一点p，均可以在标准段oq”内找到唯一投影点p”与之相对应。通过建立oq”与ab之间的投影关系，将p”点所对应的标准测井曲线值赋予p点，即可得到设计井在该地质体内的预测测井曲线。
重复该步骤，对所有设计井段内地质体进行预测测井曲线计算，进而得到所有设计井全井段预测测井曲线b。
其中，所述步骤3)中，随钻过程中，对比实测曲线与预测曲线之间的关系，并根据时深转换关系，及时优化随钻轨迹步骤如下：
(1)随钻测井曲线实时监控：实时对比实测测井曲线与预测测井曲线之间的关系，根据测量仪器与钻头之间的距离，及时掌握钻头所在位置；
(2)地震轨迹实时监测：利用时深转换关系，将钻井轨迹投影到地震数据体内，并根据随钻轨迹在甜点体内位置相对位置；
(3)及时优化井轨迹：根据实测曲线位置与地震轨迹位置，通过标志层给出继续钻进、增斜或降斜指令，直至完钻。
第二实施例：
1)确定最优人工合成地震道，根据水平井甜点段地震速度生成地震甜点时窗。
①全层段井震标定。
a.确定最优人工合成地震道。
该井段共存在g1、g2和g3共3个地质分层，利用声波时差测井曲线(ac)人工合成地震道对应时间深度为gt1、gt2和gtn，地震解释界面对应时间深度由上至下依次编号为t1、t2和tn，如附图1-a所示。
定义井震拟合度df公式：
其中，gt1、gt2、···、gtn为人工合成地震道对应时间深度，t1、t2、···、tn为地震解释界面对应时间深度。
通过计算机搜索df最小值，确定地质界面所对应的最优位置，如附图1-b所示。
b.优化t1和t2反射界面之间人工合成地震道。
地震解释t1和t2界面内所包括的同相轴由下至上分别编号为t1、t2、···、t15，单井所对应的起跳深度依次编号为g1、g2、···、g15，最优人工合成地震道对应时间深度为gt1、gt2、···、gt15。
定义井震拟合度df公式：
其中，gt1、gt2、···、gtn为人工合成地震道对应时间深度，t1、t2、···、tn为地震解释界面对应时间深度。通过计算机搜索df最小值，确定各同相轴所对应的最优位置，如附图1-c所示。
②地震甜点时窗确定。
该井甜点顶部(埋深3104.46m)与地震反射零相位相(时间深度为25063.62ms)对应，甜点厚度dd为6.1m，埋深3110.56m，时间深度为2509.88ms，甜点体地震传播速度为1.87m/ms(双程反射时间)。甜点时间厚度为3.26ms，该区甜点平面分布稳定，地震甜点时窗为(零相位，零相位+3.26ms)，生成的地震甜点时窗如附图2所示。
2)利用已知井测井曲线相应形态建立甜点段标准测井响应曲线，并根据页岩油水平井设计轨迹生成预测测井曲线。
c1在c2甜点段上部，其地层倾角约为α10°，经过投影换算，c1和c2段标准测井曲线如附图3所示。根据设计水平井井轨迹，将c1和c2层投影到水平井上，结果如附图4所示。
其中，在步骤3)中，随钻过程中，对比实测曲线与预测曲线之间的关系，并根据时深转换关系，及时优化随钻轨迹。
在钻井过程中，预测曲线和实测曲线相似度达90％，验证了预测测井曲线的可靠性，并提前80米预测出入窗点位置，实现水平井顺利入窗。
在地震甜点箱体内找到地层倾角变化点作为水平井轨迹控制点。控制点1地层倾角由9.3°增加至10.4°，当转头接近控制点1时，发出降斜指令，将井斜角由81.7°降低至89.6°。控制点2地层倾角由10.4°增加至8.2°，当转头接近控制点2时，发出增斜指令，将井斜角由89.6°增加至91.8°。控制点3地层倾角由8.2°增加至9.5°，当转头接近控制点3时，发出降斜指令，将井斜角由91.8°降低至90.5°。
通过上述方法圆满完成sl1水平井随钻轨迹优化工作，水平段长1019m，油层钻遇率100％，完成了预计目标，该井通过体积压裂获得高产工业油流，取得较好效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！