地震逐点引导钻进的方法和装置与流程

本发明涉及地球物理勘探领域，尤其涉及一种地震逐点引导钻进的方法和装置。

背景技术：

页岩气的规模发展得益于水平钻井和体积压裂技术的不断进步，水平钻井是体积压裂的前提和提高单井产量的基础。我国山地页岩气地质条件复杂，给水平钻井带来较大挑战。

常规的地质导向参考静态的地震解释成果，依据测井曲线(gr为主)、元素录井、气测等，综合分析钻头位置及判断轨迹上下切关系、拟合钻头附近地层倾角，指导水平井钻进。

随着勘探开发的不断推进，认识的不断深入，箱体的要求逐渐精细，厚度变薄，曲线特征相似，距宝塔顶更近，给地质导向带来诸多难题。由于前期静态设计误差大，对水平钻井指导性不强，优质页岩段曲线相似，钻头位置准确判断难度大，仪器盲区造成指令滞后、后续地层倾角拟合不准，风险识别不到位等，造成井轨迹复杂、箱体钻遇率低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种地震逐点引导钻进的方法，实现了引导水平井在箱体内钻进，提高了箱体钻遇率，该方法包括：

根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场；

根据实钻井资料，构建控制点；

利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场；

运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果；

根据深度域成果，进行井震分析；

利用井震分析结果，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进。

本发明实施例还提供一种地震逐点引导钻进的装置，包括：

初始三维速度场建立模块，用于根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场；

控制点构建模块，用于根据实钻井资料，构建控制点；

更新后三维速度场确定模块，用于利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场；

深度域成果转换模块，用于运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果；

井震分析模块，用于根据深度域成果，进行井震分析；

钻进引导模块，用于利用井震分析结果，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述地震逐点引导钻进的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行实现上述地震逐点引导钻进的方法的计算机程序。

本发明实施例提供的一种地震逐点引导钻进的方法和装置，利用实钻井资料构建控制点，校正三维速度场，获得最新的深度域成果，通过井震分析迭代三维速度场，引导水平井在箱体内钻进，可以降低水平井钻井风险，提高井筒光滑度和箱体钻遇率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法示意图。

图2为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的速度场建立及更新流程示意图。

图3为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井构建控制点示意图。

图4为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的迭代更新过程示意图。

图5为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井靶点预估实例示意图。

图6为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井轨迹预判实例示意图。

图7为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井风险预警实例示意图。

图8为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的地震逐点引导钻进效果实例示意图。

图9为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法示意图所示，本发明实施例提供一种地震逐点引导钻进的方法，实现了引导水平井在箱体内钻进，提高了箱体钻遇率，该方法包括：

步骤101：根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场；

步骤102：根据实钻井资料，构建控制点；

步骤103：利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场；

步骤104：运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果；

步骤105：根据深度域成果，进行井震分析；

步骤106：利用井震分析结果，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进。

本发明实施例提供的一种地震逐点引导钻进的方法，利用实钻井资料构建控制点，校正三维速度场，获得最新的深度域成果，通过井震分析迭代三维速度场，引导水平井在箱体内钻进，可以降低水平井钻井风险，提高井筒光滑度和箱体钻遇率。

针对复杂地质条件下页岩气水平钻井难度大、效果差的问题，弥补常规地质导向的不足，充分挖掘地震有用信息，发挥各自优势，动态跟踪分析，提高综合性和前瞻性，逐点引导水平钻进，达到降低钻井风险、提高轨迹光滑度和箱体钻遇率的目的，本发明实施例提供一种地震逐点引导钻进的方法，包括：根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场；根据实钻井资料，构建控制点；利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场；运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果；根据深度域成果，进行井震分析；利用井震分析结果，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进。

如图2本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的速度场建立及更新流程示意图所示，在具体实施本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法时，上述的根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场，实施例中，可以包括：在页岩气井勘探和开采过程中会产生一系列的地震资料，包括：钻测井数据、层位数据和速度谱数据，在实施本发明实施例的地震逐点引导钻进的方法时，可以根据上述获取的钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场。

如图2本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的速度场建立及更新流程示意图和图3本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井构建控制点示意图所示，在具体实施本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法时，上述的根据实钻井资料，构建控制点，实施例中可以包括：在进行钻井的过程中会产生一系列的实钻井资料，利用这些实钻井资料可以构建控制点。

如图2本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的速度场建立及更新流程示意图所示，在具体实施本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法时，上述的利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场，实施例中可以包括：在上述已经构建控制点的基础上，利用构建好的控制点，实时校正上述建立的初始三维速度场，以确定更新后三维速度场。

如图2本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的速度场建立及更新流程示意图所示，在具体实施本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法时，上述的运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果，实施例中可以包括：在得到上述更新后三维速度场后，运用新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果。

在具体实施本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法时，上述的根据深度域成果，进行井震分析，实施例中可以包括：在上述将时间域的地震解释成果转换为深度域成果后，利用深度域成果进行井震分析，获得井震分析结果。

如图4本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的迭代更新过程示意图所示，在具体实施本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法时，上述的利用井震分析结果，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进，实施例中可以包括：在上述获得井震分析结果后，利用井震分析结果，不断迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进；上述箱体，在实施例中是指经过地质和工程综合评价确定的有利页岩段，为水平井穿越的纵向时窗。

图2所示，前述的根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场，在一个实施例中可以包括：基于钻测井数据、层位数据和速度谱数据，运用层位控制法建立初始三维速度场。其中，上述钻测井数据是在地质勘探和钻井测井过程中产生的基础数据；上述层位数据，可以包括：在地震记录上相位相同且为同一时期的地层进行追踪解释的数据。上述速度谱数据，可以包括：在地震资料处理过程中的叠加速度谱数据。具体实施时可以利用上述获取的钻测井数据、层位数据和速度谱数据，运用层位控制法建立初始三维速度场。在其他实施例中，也可以采用其他的方法建立初始三维速度场。

如图2本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的速度场建立及更新流程示意图和图3本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井构建控制点示意图所示，前述实钻井资料，在一个实施例中，可以包括：导眼井优质页岩段各小层的分层数据，正钻水平井的小层分层数据；根据实钻井资料，构建控制点，包括：提取导眼井优质页岩段各小层的分层数据中各小层的铅垂厚度，计算各小层底与区域标志层的铅垂厚度；根据各小层底与区域标志层的铅垂厚度，依次将正钻水平井的小层分层数据中水平井钻遇的小层深度，换算到对应位置的区域标志层的海拔深度，逐一构建控制点；所述铅垂厚度，是指沿铅垂线穿过地层顶底之间的距离；所述区域标志层，是指钻井和地震上的容易识别的地层分界面，在地震剖面上表现为强连续的地震反射。实施例中，在实际钻井过程中分为两个阶段：着陆阶段和水平段钻进阶段，其中导眼井在着陆阶段，水平井从着陆阶段开始向下钻进，到水平段钻进阶段进行水平钻进。从上述实际钻井过程中可以获取的实钻井资料至少包括：导眼井优质页岩段各小层的分层数据，正钻水平井的小层分层数据；其中导眼井优质页岩段各小层的分层数据，至少包括：层名、测深(md)等数据；正钻水平井的小层分层数据，至少包括：层名、测深(md)、对应位置的x坐标、y坐标等数据。上述的根据实钻井资料，构建控制点，包括：将提取上述获取的导眼井优质页岩段各小层的分层数据中各小层的铅垂厚度(tvt)，计算各小层底与区域标志层的铅垂厚度；然后根据各小层底与区域标志层的铅垂厚度，依次将正钻水平井的小层分层数据中水平井钻遇的小层深度(md)，换算到对应位置的区域标志层的海拔深度(tvdss)，逐一构建控制点；如图3所示，构建的控制点①：x坐标、y坐标、tvdss。

在构建完控制点后，需要校正初始三维速度场，如图2所示，在一个实施例中，利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场，可以包括：以控制点作为约束，采用层位控制加控制点控制的方法实时校正初始三维速度场，获取更新后三维速度场。实施例中，层位控制(层控)，是指运用区域标志层控制速度变化趋势；控制点控制(点控)，是指运用实钻数据构建的控制点约束速度的具体值域，修正趋势的偏差。利用前述构建的控制点作为约束，综合应用层位控制加控制点控制(层控+点控)的方法实时校正初始三维速度场，既遵循了速度变化的趋势(层控趋势)，又保证了速度值域的准确性(点控值域)，可以有效提高三维速度场的精度，获取更逼近地下真实的更新后三维速度场。

在确定更新后三维速度场后，利用运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果；实施例中，上述的时间域的地震解释成果，至少包括：地震成果数据、与断裂相关的地震属性体；其中上述与断裂相关的地震属性体，至少包括：相干、曲率、蚂蚁体、单频体等。

如图4本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的迭代更新过程示意图所示，上述的根据深度域成果，进行井震分析，在一个实施例中，可以包括：根据深度域成果，开展靶体预估、轨迹预判和风险预警。实施例中，根据上述获得的深度域成果，结合钻井情况进行综合分析，开展靶体预估、轨迹预判和风险预警，其中，靶体预估可以包括：靶点垂深、靶点附近地层倾角等；轨迹预判可以包括：地层上下切情况、后续钻进角趋势；风险预警可以包括：断裂、微幅度等；实施例中，通过靶体深度复核和更新、钻进角趋势预判、风险井段预警(断裂、微幅度构造)等，进行分析误差、分析轨迹上下切关系以及分析风险位置及尺度，实现井震分析。然后如图5为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井靶点预估实例示意图、图6为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井轨迹预判实例示意图和图7为本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的水平井风险预警实例示意图所示，利用井震分析结果的靶体预估、轨迹预判和风险预警，引导钻进，获取实钻轨迹，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进，实现降低水平井钻井风险，提高井筒光滑度和箱体钻遇率的效果。如图8本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法的地震逐点引导钻进效果实例示意图所示，采用本发明实施例提供的地震逐点引导钻进的方法后，在逐点校正后深度域地震剖面中，能够明显的看出经过逐点校正后水平井钻进能够完整的在箱体内钻进，而且井筒的光滑度较高。

在具体实施本发明实施例一种地震逐点引导钻进的方法时，上述迭代更新初始三维速度场，可以包括：在钻进过程中，重复上述步骤103-步骤105，以实现迭代更新初始三维速度场。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述地震逐点引导钻进的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行实现上述地震逐点引导钻进的方法的计算机程序。

本发明实施例中还提供了一种地震逐点引导钻进的装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与一种地震逐点引导钻进的方法相似，因此该装置的实施可以参见一种地震逐点引导钻进的方法的实施，重复之处不再赘述。

如图9本发明实施例一种地震逐点引导钻进的装置，包括：

初始三维速度场建立模块901，用于根据钻测井数据、层位数据和速度谱数据，建立初始三维速度场；

控制点构建模块902，用于根据实钻井资料，构建控制点；

更新后三维速度场确定模块903，用于利用控制点，校正初始三维速度场，确定更新后三维速度场；

深度域成果转换模块904，用于运用更新后三维速度场进行时深转换，将时间域的地震解释成果转换为深度域成果；

井震分析模块905，用于根据深度域成果，进行井震分析；

钻进引导模块906，用于利用井震分析结果，迭代更新初始三维速度场，逐点引导水平井在箱体内钻进。

在一个实施例中，初始三维速度场建立模块，具体用于：

基于钻测井数据、层位数据和速度谱数据，运用层位控制法建立初始三维速度场。

在一个实施例中，所述层位数据，包括：在地震记录上相位相同且为同一时期的地层进行追踪解释的数据。

在一个实施例中，所述速度谱数据，包括：在地震资料处理过程中的叠加速度谱数据。

在一个实施例中，实钻井资料，包括：导眼井优质页岩段各小层的分层数据，正钻水平井的小层分层数据；

控制点构建模块，具体用于：

提取导眼井优质页岩段各小层的分层数据中各小层的铅垂厚度，计算各小层底与区域标志层的铅垂厚度；

根据各小层底与区域标志层的铅垂厚度，依次将正钻水平井的小层分层数据中水平井钻遇的小层深度，换算到对应位置的区域标志层的海拔深度，逐一构建控制点；

所述铅垂厚度，是指沿铅垂线穿过地层顶底之间的距离；

所述区域标志层，是指钻井和地震上的容易识别的地层分界面，在地震剖面上表现为强连续的地震反射。

在一个实施例中，更新后三维速度场确定模块，具体用于：

以控制点作为约束，采用层位控制加控制点控制的方法实时校正初始三维速度场，获取更新后三维速度场。

在一个实施例中，所述时间域的地震解释成果，包括：地震成果数据，与断裂相关的地震属性体。

在一个实施例中，井震分析模块，具体用于：

根据深度域成果，开展靶体预估、轨迹预判和风险预警。

综上，本发明实施例提供的一种地震逐点引导钻进的方法和装置，利用实钻井资料中的已钻小层构建控制点，采用层位控制加控制点控制的方式动态实时校正三维速度场，获得最新的深度域成果，通过井震分析的通过靶体预估、轨迹预判和风险预警迭代三维速度场，引导水平井在箱体内钻进，可以降低水平井钻井风险，提高井筒光滑度和箱体钻遇率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。