一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法与流程

本发明属于油气田勘探开发，具体涉及一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法。

背景技术：

1、油气田进入开发中后期以后，大部分油气田开始采用大斜度井及水平井对油气田进行进一步开发。同时随着页岩气生产开发技术日趋成熟，中国页岩气产量逐步攀升，对页岩气水平井的钻井需求也迅速升高。但在地质研究方面，水平井或大斜度井存在井底至井口偏移距较大，在同一水平层内穿行距离较远等特点，导致地质建模的过程中存在地层层面或钻遇位置不明确，井点外层面难以外推建模等问题。使得在水平井或大斜度井附近的地质模型代表性较差，不能完全满足精细化生产开发需要。而传统的解决办法是依靠地质建模人员的经验调整水平井附近的层面，其缺乏定量参数进行约束，存在一定随意性。

2、现有的层面建模方法较为多样化，地层构造层面建模是地质建模的基础，一个各层面分布良好统一的层面模型能极大提高后续地质属性模型、裂缝模型、数值模拟等步骤的准确性和效率。但目前研究过程中存在的问题为，水平井或大斜度井在所钻遇各层面在空间上纵、横向距离远大于直井钻遇层面的，因而基于水平井或大斜度井所建立的地层构造层面模型往往失真，仍然需要进行大量的人工干预及调整。

3、另外，目前多数油气田地质建模均基于高精度深度域地震解释层面进行确定性地质建模，模型基础数据多以直井、小角度斜井、大斜度井或水平井的低井斜造斜段、虚拟井等为主。但少见利用水平井或大斜度井钻遇层位进行地层构造层面建模的描述，未见同类技术，即未见利用水平井或大斜度井钻遇层位进行地层构造层面建模或对原构造模型进行调整的定量化技术。为此，有必要研发新的技术以解决该技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，本发明通过引入理论地层倾角及理论地层真厚度作为预设参数进行迭代量化的地层构造层面模型建模,解决了目前水平井及大斜度井在构建地层构造层面模型过程中存在的准确性差等技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

4、步骤1：根据已知地质资料，确定直井、评价井、水平井和大斜度井所钻遇的地质层面，并得出各井在不同井深处垂向上各地质层面的理论地层倾角和理论地层真厚度；

5、步骤2：根据水平井和大斜度井的实钻资料生成层面控制点，并计算出水平井和大斜度井钻遇不同地质层面时对应层面控制点的海拔深度；

6、步骤3：联立各层面控制点及直井、评价井、水平井和大斜度井的实钻层面建立层面模型，并结合理论地层倾角和理论地层真厚度求取各层面模型的地层倾角中间参数；

7、步骤4：联立各层面模型，求取所建立各层面模型的地层真厚度中间参数；

8、步骤5：将地层倾角中间参数和地层真厚度中间参数代入步骤2中进行迭代计算，并根据迭代计算结果计算迭代前后各层面模型的深度误差；

9、步骤6：确定允许的误差上限，当所有层面模型迭代前后的深度误差均小于误差上限时终止迭代计算，得到各地质层面的实际海拔深度、实际地层倾角和实际地层真厚度，最后根据得到的各地质层面的实际海拔深度、实际地层倾角和实际地层真厚度完成模型的建立。

10、步骤1中，设定各井在井深x1米、井深x2米、……、井深xn米时所钻遇的地质层面为s1、s2、…、sn；则在井深xi米处垂向上s1至sn各地质层面的理论地层倾角分别为dip1(xi)度、dip2(xi)度、……、dipn(xi)度；在井深xi米处垂向上s1至sn各地质层面的理论地层真厚度分别为tst1(xi)米、tst2(xi)米、……、tstn(xi)米，1≤i≤n。

11、步骤2中，水平井和大斜度井钻遇不同地质层面时对应层面控制点的海拔深度的计算方法为：

12、设定水平井或大斜度井在井深x1米、井深x2米、……、井深xn米时所钻遇的地质层面为s1、s2、…、sn，各地质层面为s1、s2、…、sn的海拔深度分别为zs1(x1)米、zs2(x2)米、…、zsn(xn)米；

13、当水平井或大斜度井在井深xm时钻遇的地质层面为sm时，1≤m≤n，地质层面sm的海拔深度为zsm(xm)，则对应井深xm处各地质层面s1、s2、…、sn的层面控制点的海拔深度分别为：

14、(1)、当1≤i＜m时，

15、(2)、当n≥i＞m时，

16、步骤4中，地层真厚度中间参数的计算方法为：

17、设定水平井或大斜度井在井深xi米时所钻遇的地质层面为si，深度为zsi(xi)，地质层面si的地层真厚度中间参数为tstsi(xi)，则：

18、tstsi(xi)＝(zsi(xi)-zsi+1(xi))*cos(dipsi(xi))。

19、步骤2中，通过已知地质资料识别单井钻遇的各地质层面，并通过所识别的各地质层面结合理论地层倾角和地层真厚度生成层面控制点。

20、步骤3中，按照常规层面建模方法，联立各层面控制点及直井、评价井、水平井和大斜度井的实钻层面建立层面模型。

21、所述的常规建模方法包括趋势面控制法和多重网格逼近法。

22、步骤1中，已知地质资料包括地震解释资料以及其它直井、评价井、水平井和大角度井的相关资料。

23、步骤1中，地震解释资料包括地层发育表和地震解释构造图。

24、步骤1中，直井、评价井、水平井和大角度井的相关资料包括井斜、成像测井、录井和岩心资料。

25、采用本发明的优点在于：

26、1、本发明通过引入层面控制点的方法对水平井和大斜度井附近构造层位的海拔深度进行计算，有效地解决了目前水平井及大斜度井在构建地层构造层面模型过程中存在的实际数据点少，建模准确性低等技术问题。

27、2、本发明通过引入理论地层倾角及理论地层真厚度作为预设参数进行迭代量化，通过定量化计算方式降低了水平井水平段层面模型建模的随机性和随意性，提高了地质建模效率和规范性。

28、3、本发明通过前期地质认识，在建立层面模型时引入地层真厚度与地层倾角计算层面控制点，利用层面控制点进一步控制构造模型结果，有效地提高了建模结果精度。

技术特征：

1.一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤1中，设定各井在井深x1米、井深x2米、……、井深xn米时所钻遇的地质层面为s1、s2、…、sn；则在井深xi米处垂向上s1至sn各地质层面的理论地层倾角分别为dip1(xi)度、dip2(xi)度、……、dipn(xi)度；在井深xi米处垂向上s1至sn各地质层面的理论地层真厚度分别为tst1(xi)米、tst2(xi)米、……、tstn(xi)米，1≤i≤n。

3.根据权利要求2所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤2中，水平井和大斜度井钻遇不同地质层面时对应层面控制点的海拔深度的计算方法为：

4.根据权利要求3所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤4中，地层真厚度中间参数的计算方法为：

5.根据权利要求1所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤2中，通过已知地质资料识别单井钻遇的各地质层面，并通过所识别的各地质层面结合理论地层倾角和地层真厚度生成层面控制点。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤3中，按照常规层面建模方法，联立各层面控制点及直井、评价井、水平井和大斜度井的实钻层面建立层面模型。

7.根据权利要求6所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：所述的常规建模方法包括趋势面控制法和多重网格逼近法。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤1中，已知地质资料包括地震解释资料以及其它直井、评价井、水平井和大角度井的相关资料。

9.根据权利要求8所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤1中，地震解释资料包括地层发育表和地震解释构造图。

10.根据权利要求8所述的一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，其特征在于：步骤1中，直井、评价井、水平井和大角度井的相关资料包括井斜、成像测井、录井和岩心资料。

技术总结
本发明公开了一种构建水平井及大斜度井地层构造层面模型的方法，包括：1：确定直井、评价井、水平井和大斜度井所钻遇的地质层面，得出各井在不同井深处垂向上各地质层面的理论地层倾角和理论地层真厚度；2：生成层面控制点，计算钻遇不同地质层面时对应层面控制点的海拔深度；3：建立层面模型，并求取各层面模型的地层倾角中间参数；4：联立各层面模型，求取所建立各层面模型的地层真厚度中间参数；5：进行迭代计算，并计算迭代前后各层面模型的深度误差；6：确定允许的误差上限，当所有层面模型迭代前后的深度误差均小于误差上限时终止迭代计算，输出结果并建立模型。本发明解决了现有技术建模过程中存在的准确性差等技术问题。

技术研发人员：王欣,夏慧萍,龚晓星,李洪玺,马文辛,王浩,李韵竹,雍云乔,李兆刚,陈仁金
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12