水平井随钻跟踪的方法和控制钻头钻进方向的控制方法与流程

cooperl，2000)。利用随钻测井技术可大大提高井位的准确性。将新型的钻头处倾斜测量(ami)模块与vision模块的连续井眼测量进行组合可以优化钻井控制，提高钻井效率(vareom,1999)。
4.现有技术中，在水平井随钻跟踪领域，通常利用随钻测井系统，实现现场的水平井轨迹控制和动态跟踪。虽然，随钻测井系统能够精确的控制水平井的轨迹，但其控制方法复杂，控制成本很高，因此只能雇佣专业技术人员进行操作。由于现场专业技术人员数量有限，常常出现专业技术人员短缺，钻井工作无法进行的情况发生。这样降低了钻井的效率，增加了储层开发的成本。因此，亟待研究一套操作简单，成本低廉的钻头钻进方向的控制方法。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种水平井随钻跟踪的方法，能够实时判别储层的钻遇情况，提高储层的钻遇率。
6.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种水平井随钻跟踪的方法，水平井随钻跟踪的方法包括以下步骤：s10：收集与现场设计的水平井相邻的直井的测井资料；s20：根据测井资料，获取直井的储层以及与储层相邻的上围岩、下围岩对应的测井曲线，测井曲线包括深电阻率值rt曲线；s30：确定储层跟踪指数值(gzzs)；s50：以储层跟踪指数值 (gzzs)为纵坐标，以钻井钻入直井的深度为横坐标，建立储层以及与储层相邻的上围岩、下围岩所在的深度尺寸与储层跟踪指数值(gzzs)之间的关系曲线图；s60：根据步骤s50 中建立的关系曲线图与步骤s20中的深电阻率值rt曲线作交汇图，根据交汇图，确定储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b，其中，第一界限值a大于第二界限值b。
7.进一步地，储层跟踪指数值(gzzs)满足下面的公式：
[0008][0009]
其中，gr、rt、den均由测井曲线得出，gzzs为储层跟踪指数值；gr为自然伽玛值，单位为api；gr
min
为提取数据中最小的gr，单位为api；gr
max
为提取数据中最大的gr，单位为api；rt为深电阻率值，单位为欧姆
·
米；ρ
z
为储层骨架密度值，单位为g/cm3；ρ
l
为储层内流体密度，单位为g/cm3；den为补偿密度值，单位为g/cm3。
[0010]
进一步地，直井为与水平井相邻的导眼井。
[0011]
进一步地，步骤s30中的储层骨架密度值ρ
z
和储层内流体密度值ρ
l
是根据测井曲线和油藏的试验数据分析得出的。
[0012]
根据本发明的另一方面，提供了一种控制钻头钻进方向的控制方法，控制方法根据储层跟踪指数值(gzzs)控制钻头的钻进方向，控制方法包括以下步骤：s80：根据上述的水平井随钻跟踪的方法，获取储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b；s90：利用随钻控制系统控制钻头的钻进方向。
[0013]
进一步地，控制方法还包括以下步骤：在钻头连续钻进距离d时，通过实时计算得到对应且连续的储层跟踪指数值(gzzs)，当储层跟踪指数值(gzzs)满足条件：gzzs≤a且 gzzs＞b，且gzzs所占的百分比≥c时，控制钻头钻入下围岩。
[0014]
进一步地，控制方法还包括以下步骤：在钻头连续钻进距离d时，通过实时计算得
到对应且连续的储层跟踪指数值(gzzs)，当储层跟踪指数值(gzzs)满足条件：gzzs≤b，且 gzzs所占的百分比≥c时，控制钻头钻入上围岩。
[0015]
进一步地，c为≥75％。
[0016]
进一步地，d为≥5m。
[0017]
进一步地，a＝19.1，b＝4.5。
[0018]
应用本发明的技术方案，通过收集与现场设计的水平井相邻的直井的测井资料，预先确认储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b，为后续利用随钻控制系统控制钻头的钻进方向提供了依据。
附图说明
[0019]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020]
图1示出了根据本发明的控制钻头钻进方向的控制方法的实施例的流程图；
[0021]
图2示出了图1中的步骤s60中建立的交汇图；以及
[0022]
图3示出了图1中的步骤s90中水平井的钻井方向调整后的井眼轨迹示意图。
具体实施方式
[0023]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0024]
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0025]
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
[0026]
本发明提供了一种水平井随钻跟踪的方法，包括以下步骤：s10：收集与现场设计的水平井相邻的直井的测井资料；s20：根据测井资料，获取直井的储层以及与储层相邻的上围岩、下围岩对应的测井曲线，测井曲线包括深电阻率值rt曲线；s30：确定储层跟踪指数值 (gzzs)；s50：以储层跟踪指数值(gzzs)为纵坐标，以钻井钻入直井的深度为横坐标，建立储层以及与储层相邻的上围岩、下围岩所在的深度尺寸与储层跟踪指数值(gzzs)之间的关系曲线图；s60：根据步骤s50中建立的关系曲线图与步骤s20中的深电阻率值rt曲线作交汇图，根据交汇图，确定储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b，其中，第一界限值a大于第二界限值b。
[0027]
需要说明的是，gzzs代表储层跟踪指数值，gzzs是储层跟踪指数值中“跟踪指数”首个拼音字母的缩写。
[0028]
根据上述步骤，通过收集与现场设计的水平井相邻的直井的测井资料，预先确认储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b，为后续利用随钻控制系统控制钻头的钻进方向提供了依据。
[0029]
具体地，储层跟踪指数值(gzzs)满足下面的公式：
[0030][0031]
其中，gr、rt、den均由测井曲线得出，gzzs为储层跟踪指数值；gr为自然伽玛值，单位为api；gr
min
为提取数据中最小的gr，单位为api；gr
max
为提取数据中最大的gr，单位为api；rt为深电阻率值，单位为欧姆
·
米；ρ
z
为储层骨架密度值，单位为g/cm3；ρ
l
为储层内流体密度，单位为g/cm3；den为补偿密度值，单位为g/cm3。
[0032]
优选地，上述直井为与现场设计的水平井相邻的导眼井。
[0033]
需要说明的是，导眼井是在井位地质条件不明确的情况下，为取准地层资料(包括地层的岩性、物性、电性以及含油性资料)，确定准确层位而设置的井。也就是说，相对于现场设计的水平井的其他的相邻直井而言，导眼井的测井数据与现场设计的水平井的测井数据相似度更高。根据导眼井的测井资料，确定出的第一界限值a和第二界限值b更为准确。
[0034]
具体地，步骤s30中的储层骨架密度值ρ
z
和储层内流体密度值ρ
l
是根据测井曲线和油藏的试验数据分析得出的。
[0035]
本发明还提供了一种控制钻头钻进方向的控制方法，控制方法根据储层跟踪指数值 (gzzs)控制钻头的钻进方向，控制方法包括以下步骤：s80：根据上述水平井随钻跟踪的方法，获取储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b；s90：利用随钻控制系统控制钻头的钻进方向。
[0036]
具体地，在步骤s90前，控制方法还包括以下步骤：在钻头连续钻进距离d时，通过实时计算得到对应且连续的储层跟踪指数值(gzzs)，当储层跟踪指数值满足(gzzs)满足条件：gzzs≤a且gzzs＞b，且gzzs所占的百分比≥c时，控制钻头钻入下围岩。
[0037]
具体地，在步骤s90前，控制方法还包括以下步骤：在钻头连续钻进距离d时，通过实时计算得到对应且连续的储层跟踪指数值(gzzs)，当储层跟踪指数值(gzzs)满足条件： gzzs≤b，且gzzs所占的百分比≥c时，控制钻头钻入上围岩。
[0038]
需要说明的是，钻头上端设置有钻头导向机构，钻头导向机构用于改变钻头的钻进方向，随钻控制系统与钻头导向机构连接，随钻控制系统能够实时读取储层相关电性参数，并以此为计算跟踪指数值(gzzs)，并判定储层跟踪指数值(gzzs)是否满足上述条件，当判定储层跟踪指数值(gzzs)不满足上述条件时，按设计轨迹继续钻进；若满足上述条件时，根据跟踪指数值(gzzs)进一步控制钻头钻入上围岩或者下围岩，从而明确钻进方向。
[0039]
根据上述设置，随钻控制系统能够依据储层跟踪指数值(gzzs)，实时控制钻头在储层中的钻进轨迹，修正钻头的钻进轨迹，从而提高储层的钻遇率，进而提高单井产量。该种控制方法控制简单，使用成本低廉，储层钻遇率高，可在区域内进行大规模的推广。
[0040]
下面以某油田储层的水平井跟踪应用为例，结合图1、图2、图3和表1，详细说明根据储层跟踪指数值(gzzs)控制钻头钻进方向的控制方法。
[0041]
首先，在水平井开钻前收集其导眼井的测井资料，从而得到储层及其相邻上围岩和下围岩的测井资料，待钻水平井为w井，临井为f井。
[0042]
其次，根据测井资料，获取直井的储层以及与储层相邻的上围岩、下围岩对应的测井曲线，测井曲线包括深电阻率值rt曲线。
[0043]
储层的深度范围为2458.75m-2463m，上围岩的深度范围为2450m-2458.63m，下围岩的深度范围为2463.13m-2471m，获取的储层和上下围岩的自然伽玛值gr、深电阻率值rt、
补偿密度值den具体数据见表1。
[0044]
表1储层及其上下围岩gzzs的计算数据表
[0045]
[0046]
[0047]
[0048]
[0049]
[0050]
[0051][0052]
根据测井曲线和油藏的试验数据分析得出该区域储层骨架密度ρz为2.75g/cm3，流体密度ρl为0.75g/cm3
[0053]
然后，确定储层跟踪指数值(gzzs)；
[0054]
具体地，将上述ρz、ρl、gr、rt、den代入储层跟踪指数值(gzzs)计算公式获取储层跟踪指数值(gzzs)，具体见数据见表1：
[0055]
计算方法如下式(1)所示：
[0056][0057]
之后，以储层跟踪指数值(gzzs)为纵坐标，以钻井钻入直井的深度为横坐标，建立储层以及与储层相邻的上围岩、下围岩所在的深度尺寸与储层跟踪指数值(gzzs)之间的关系曲线图；
[0058]
根据上述关系曲线图，得到储层跟踪指数值与上述深电阻率值rt曲线的交汇图，具体如图2所示。
[0059]
需要说明的是，图2中的横坐标是深电阻率值rt，纵坐标是储层跟踪指数值(gzzs)。
[0060]
如图2所示，根据交汇图，确定储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b，其中， a＝19.1，b＝4.5。利用数据的分异性可见，交汇图中原始rt数据对储层及其上下围岩分异性较差，储层的分异性好，初步分异界限定位gzzs>19.1时为储层，4.5<gzzs≤19.1为下围岩， gzzs≤4.5时为上围岩。
[0061]
当随钻测井数据连续5米，40个数据中80％以上满足以下条件：4.5<gzzs≤19.1时，则说明钻头下翘钻入下围岩，需要调整钻头角度往上钻入储层。
[0062]
当随钻测井数据连续5米，40个数据中80％以上满足以下条件：gzzs≤4.5时，则说明钻头上翘钻入上围岩，需要调整钻头角度往下钻入储层。
[0063]
如图3所示，w井的钻进过程中，钻头通过3次调整后均再次进入储层，储层的钻遇率提高到90％以上，明显高于区域内的65％储层的钻遇率，跟踪结果显示仅利用储层跟踪指数值(gzzs)就可实现现场的水平井轨迹调整和动态跟踪，使用成本低廉，储层钻遇率高，可在区域内进行大规模的推广。
[0064]
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过收集与现场设计的水平井相邻的直井的测井资料，预先确认储层所在区域的第一界限值a和第二界限值b，为后续利用随钻控制系统控制钻头的钻进方向提供了依据。随钻控制系统能够
依据储层跟踪指数值(gzzs)，实时控制钻头在储层中的钻进轨迹，修正钻头的钻进轨迹，从而提高储层的钻遇率，进而提高单井产量。该种控制方法控制简单，使用成本低廉，储层钻遇率高，可在区域内进行大规模推广。
[0065]
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0066]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
[0067]
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0068]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。