CN104849762A - 利用水平井入层点信息校正油藏顶面微构造的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算水平井开发油藏地层真倾角，从而对油藏顶面微构造进行校正技术，特别涉及利用自然伽马测井曲线穿过砂泥岩界面时的延迟响应特征，确定延迟区间长度，结合测井过程中解释的钻井倾斜角及方位角，推导并计算出较为精确的水平井入层点地层真倾角的计算方法，绘制出地层倾角平面图，并以此为基础对水平井油藏顶面微构造进行校正，绘制间距小于2m的等高线图，指导油藏合理开发及剩余油挖潜。本发明克服目前仅利用井点海拔及地震资料进行顶面微构造校正的局限性，提出了一种水平井开发油藏顶面微构造校正的方法，充分利用水平井入层点的信息，得到真实的地层倾角，从而更加准确地进行油藏顶面微构造研究。

Description

利用水平井入层点信息校正油藏顶面微构造的方法

技术领域

本发明涉及一种计算水平井开发油藏地层真倾角，并利用真倾角分布图对油藏顶面微构造进行校正的方法。

背景技术

微构造是指在总的油藏构造背景上，油层本身的微细起伏变化所显示的构造特征，其***和凹陷幅度低，闭合面积小，无一定方向性，且形态不规则，分布无规律可循，如不进行较为详细的研究，很难发现局部微构造。油田开发实践表明，微构造形态及幅度大小直接影响油藏的注水开发及剩余油的分布，对于油藏能否合理开发及后期剩余油挖潜具有重要意义。

目前对于油层微构造的研究主要是借助较密井网钻井资料、三维地震资料和小层精细对比成果开展的，具体研究方法大致有两种：一是以较密井网资料为基础，同时与测井资料相结合，以主砂层顶面或底面为标准，采用小间距等值线、内插等值线法绘制构造图；二是以三维地震或高分辨率三维地震资料与测井资料相结合研究储层微构造。以上两种传统的研究方法都存在一定的局限性，第一种方法仅利用井点海拔资料进行校正，缺乏地层倾角及倾向控制，对于井间微构造的过度形态难以精确表征；第二种方法的局限性在于原始地震资料的精确度，若地震资料精确度无法满足微构造研究的要求，这项工作就难以开展。

发明内容

本发明的目的在于克服目前仅利用井点海拔及地震资料进行顶面微构造校正的局限性，提供一种准确、实用和易于推广的顶面微构造校正方法。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案是：利用水平井入层点信息校正油藏顶面微构造的方法，包括以下步骤：

步骤一：利用自然伽马测井曲线穿过砂泥岩界面时的延迟响应特征与岩层面之间的关系，以伽马测井曲线资料为基础，确定延迟区间长度，明确井层之间的夹角；步骤二：结合测井过程中解释的钻井倾斜角及方位角，并且利用井点海拔资料，推导并计算出较为精确的水平井入层点地层真倾角，该计算公式可以分为两种情况：

1、水平井沿地层倾向穿入时：

(1)计算地层视倾角α_a

视倾角 ${\mathrm{\α}}_a=\frac{\mathrm{\π}}{2}-\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ}$

其中：γ为水平井入层点轨迹切线与地层之间的夹角，即井层夹角，rad；

计算公式为r为自然伽马测井仪的探测深度，m；L为延迟响应距离的一半，m；

(2)求取视真倾向夹角ω

视真倾向夹角ω＝β_s-β_w

其中：β_s为地层倾向方位角，rad；

β_w为入层点井轨迹方位角，rad；

(3)计算地层真倾角α_t

${\mathrm{\α}}_t=\arctan \left(\frac{\tan [\frac{\mathrm{\π}}{2}-\mathrm{\θ}-\arctan \left(\frac{r}{L}\right)}{\cos ({\mathrm{\β}}_s-{\mathrm{\β}}_w)}\right)$

式中：

θ为井轨迹倾斜角，rad；

r为自然伽马测井仪的探测深度，m；

L为延迟响应距离的一半，m；

β_s为地层倾向方位角，rad；

β_w为入层点井轨迹方位角，rad；

2、水平井逆地层倾向穿入时：

(1)计算地层视倾角α_a

视倾角 ${\mathrm{\α}}_a=\mathrm{\θ}+\mathrm{\γ}-\frac{\mathrm{\π}}{2}$

(2)视真倾向夹角求取方法与水平井沿地层倾向穿入时的计算方法相同；

(3)地层真倾角求取

根据水平井沿地层倾向穿入时的地层真倾角求取方法，结合水平井逆地层倾向穿入时的视倾角计算公式，此情况的地层真倾角计算公式可以写为：

${\mathrm{\α}}_t=\arctan \left(\frac{\tan [\mathrm{\θ}+\arctan \left(\frac{r}{L}\right)-\frac{\mathrm{\π}}{2}}{\cos ({\mathrm{\β}}_s-{\mathrm{\β}}_w)}\right)$

步骤三：地层倾角平面图的绘制及利用

根据地层真倾角计算公式，可以统计油田内水平井入层点地层真倾角的有效值、平均值等数据，当油层厚度相对较薄时，油田内多数水平井可能频繁穿出油层顶底面，此时，一口井可以读取多个入层点信息，以此为基础，利用地质建模插值方法，可以绘制精度较高的地层倾角平面分布图；以绘制的高精度地层倾角平面图为基础，修正水平井入层点的地层起伏高度，同时对水平井井旁构造进行校正，得到可用于指导生产的2m间距的砂层顶面微构造图。

区别于仅利用井点海拔资料和地震资料的传统研究方法，本发明的方法是利用自然伽马测井曲线穿过砂泥岩界面时的延迟响应特征与岩层面之间的关系，以伽马测井曲线资料为基础，确定延迟区间长度，明确井层之间的夹角；与此同时，结合测井过程中解释的钻井倾斜角及方位角，并且利用井点海拔资料，推导并计算出较为精确的水平井入层点地层真倾角，并对其有效值、平均值等数据进行统计，绘制出地层倾角平面图，并以此为基础对水平井油藏顶面微构造进行校正，绘制间距小于2m的等高线图，指导油藏合理开发及剩余油挖潜。

附图说明：

图1为本发明利用水平井入层点信息校正油藏顶面微构造的方法流程图；

图2为水平井轨迹沿地层倾向穿入时的情况；

图3为水平井轨迹逆地层倾向穿入时的情况；

图4为利用自然伽马曲线的延迟响应特征计算入层点的井层夹角方法图，根据图形中的三角关系可以得出井层夹角的计算公式；

图5为地层倾向角的计算方法图，图中XY为地层倾向线。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的利用水平井入层点信息校正油藏顶面微构造的方法。

情况一、水平井沿地层倾向穿入时

1.计算地层真倾角α_t

(1)计算地层视倾角α_a

首先，根据自然伽马曲线穿过砂泥岩界面时的延迟响应特征，在测井综合图上直接读取延迟距离，将其一半记为L；接着，建立水平井自然伽马测井曲线探测深度统计图(或使用平均探测深度)，得到伽马测井仪的探测深度r；然后，由附图4所示的三角关系图，计算得到水平井入层点轨迹切线与地层之间的夹角γ，即井层夹角最后，根据读取的入层点井轨迹倾斜角θ，建立水平井入层点视倾角计算公式：在矩形平面ABDE(由水平井入层点的井轨迹切线与水平线构成的矩形平面)内，直角∠EAB中，视倾角如附图2所示。

(2)视真倾向夹角ω求取

如附图5所示，先测取油田内水平井的高程值，用三点定面的方法，选取3口(或3口以上)井的入层点海拔，简单确定一个近似的顶面；然后，做出水平面与构造面的相交线，并将此线投影到水平面上，计算出地层的倾向方位角β_s；最后，根据入层点的井轨迹方位角β_w，确定视真倾向夹角ω＝β_s-β_w。

(3)计算地层真倾角α_t

利用直角三角形ABD、ABC及BCD的边角关系，结合地层视倾角α_a，可间接求出地层真倾角(附图2所示)，具体计算过程如下：

在RtΔABD中：AB＝BD·tan(α_a)

在RtΔBCD中：BC＝BD·cos(ω)

可以得出：

在RtΔABC中：

${\mathrm{\α}}_t=\arctan \left(\frac{\mathrm{AB}}{\mathrm{BD}}\right)=\arctan \frac{\tan \left({\mathrm{\α}}_a\right)}{\cos \left(\mathrm{\ω}\right)}$

(其中：AB为水平井入层点铅垂线，BC为地层真倾向线，BD为地层视倾向线)

将上述参数代入，得到一般式为：

${\mathrm{\α}}_t=\arctan \left(\frac{\tan [\frac{\mathrm{\π}}{2}-\mathrm{\θ}-\arctan \left(\frac{r}{L}\right)}{\cos ({\mathrm{\β}}_s-{\mathrm{\β}}_w)}\right)$

式中：

θ为井轨迹倾斜角，rad；

r为自然伽马测井仪的探测深度，m；

L为延迟响应距离的一半，m；

β_s为地层倾向方位角，rad；

β_w为入层点井轨迹方位角，rad；

2.地层倾角平面图的绘制

根据地层真倾角计算公式，可以统计油田内水平井入层点地层真倾角的有效值、平均值等数据。当油层厚度相对较薄时，油田内多数水平井可能频繁穿出油层顶底面，此时，一口井可以读取多个入层点信息，以此为基础，利用地质建模插值方法，可以绘制精度较高的地层倾角平面分布图。

3.利用绘制的地层倾角平面分布图

以绘制的高精度地层倾角平面图为基础，修正水平井入层点的地层起伏高度，同时对水平井井旁构造进行校正，得到可用于指导生产的2m间距的砂层顶面微构造图，可为油藏下一步实施注水开发策略及寻找剩余油富集区提供帮助。

情况二、水平井逆地层倾向穿入时

1.计算地层真倾角α_t

(1)计算地层视倾角α_a

根据水平井沿地层倾向穿入时的地层倾角计算方法，结合附图3以及附图4所示的角度关系，可以得到当水平井逆地层倾向穿入地层时的视倾角 ${\mathrm{\α}}_a=\mathrm{\θ}+\mathrm{\γ}-\frac{\mathrm{\π}}{2}$

(2)视真倾向夹角求取方法与情况一计算方法相同

(3)地层真倾角求取

根据情况一的地层真倾角求取方法，结合水平井逆地层倾向穿入时的视倾角计算公式，情况二的地层真倾角计算公式可以写为：

${\mathrm{\α}}_t=\arctan \left(\frac{\tan [\mathrm{\θ}+\arctan \left(\frac{r}{L}\right)-\frac{\mathrm{\π}}{2}}{\cos ({\mathrm{\β}}_s-{\mathrm{\β}}_w)}\right)$

地层倾角平面图的绘制及利用绘制的地层倾角平面分布图的方法与情况一操作相同，不再赘述。

Claims (1)

1.利用水平井入层点信息校正油藏顶面微构造的方法，包括以下步骤：

步骤一：利用自然伽马测井曲线穿过砂泥岩界面时的延迟响应特征与岩层面之间的关系，以伽马测井曲线资料为基础，确定延迟区间长度，明确井层之间的夹角；步骤二：结合测井过程中解释的钻井倾斜角及方位角，并且利用井点海拔资料，推导并计算出较为精确的水平井入层点地层真倾角，该计算公式可以分为两种情况：

（一）、水平井沿地层倾向穿入时：

(1)计算地层视倾角α_a

视倾角

其中：γ为水平井入层点轨迹切线与地层之间的夹角，即井层夹角，rad；

计算公式为(r为自然伽马测井仪的探测深度，m；L为延迟响应距离的一半，m；)

(2)求取视真倾向夹角ω

视真倾向夹角ω＝β_s-β_w

其中：β_s为地层倾向方位角，rad；

β_w为入层点井轨迹方位角，rad；

(3)计算地层真倾角α_t

式中：

θ为井轨迹倾斜角，rad；

r为自然伽马测井仪的探测深度，m；

L为延迟响应距离的一半，m；

β_s为地层倾向方位角，rad；

β_w为入层点井轨迹方位角，rad；

（二）、水平井逆地层倾向穿入时：

(1)计算地层视倾角α_a

视倾角

(2)视真倾向夹角求取方法与水平井沿地层倾向穿入时的计算方法相同；

(3)地层真倾角求取

根据水平井沿地层倾向穿入时的地层真倾角求取方法，结合水平井逆地层倾向穿入时的视倾角计算公式，此情况的地层真倾角计算公式可以写为：

步骤三：地层倾角平面图的绘制及利用

根据地层真倾角计算公式，可以统计油田内水平井入层点地层真倾角的有效值、平均值等数据，当油层厚度相对较薄时，油田内多数水平井可能频繁穿出油层顶底面，此时，一口井可以读取多个入层点信息，以此为基础，利用地质建模插值方法，可以绘制精度较高的地层倾角平面分布图；以绘制的高精度地层倾角平面图为基础，修正水平井入层点的地层起伏高度，同时对水平井井旁构造进行校正，得到可用于指导生产的2m间距的砂层顶面微构造图。