CN105317375B - 水平井引导入靶方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平井引导入靶方法及装置。所述方法包括：基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度等井轨迹参数、入靶点深度的预测值；获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度；计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型；基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。本发明所述水平井引导入靶方法及装置，其能够引导水平井实钻轨迹准确入靶。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平井地质跟踪导向技术，特别涉及一种水平井引导入靶方法及装置。
背景技术
水平井地质跟踪导向技术主要是指：在水平井现场施工过程中，根据钻前油藏地质研究成果，结合实钻过程中捕捉到的各种地质信息，正确判断地下所钻地层岩性、构造、开采目的层空间展布状况等地质特征。
如图1所示，水平井地质跟踪导向主要分为两个阶段，即造斜段和水平段。其中造斜段地质跟踪导向的核心任务是确保实钻井眼轨迹准确到达靶点A位置，实现准确入靶。所述地质特征能为水平井轨迹设计及随钻轨迹调整提供必需的地质参数，从而引导实钻轨迹准确入靶，确保水平段在油层中钻进。
目前，在多口井的地质跟踪过程中发现，主要由于地质资料误差、地层变化等因素造成水平井轨迹中的设计剖面通常与实钻剖面不一致。当设计剖面与实钻剖面不一致时，水平井轨迹将会偏离目的层，影响开发效果。特别是对于水平井目标层厚度通常在8米以下的薄层水平井，稍有偏差，水平井轨迹很可能偏离目的层，无法达到油层。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平井引导入靶方法及装置，其能够引导水平井实钻轨迹准确入靶。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
一种水平井引导入靶方法，其包括：基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度的井轨迹参数、入靶点深度的预测值；获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度；计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型；基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
在优选的实施方式中，所述井轨迹参数还包括：
目标井标志层深度位置水平井轨迹的井斜角预测值；
相应的，所述基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数包括：基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正未钻达到的目标井标志层的井斜角预测值。
在优选的实施方式中，当钻达到所述目标井的指定标志层时，所述方法还包括：
基于所述指定标志层位置处水平井轨迹的井斜角，调整未钻达到的水平井轨迹的井斜角。
在优选的实施方式中，所述指定标志层为所述目标层上方且位于水平井轨迹造斜段范围内的第K个标志层，所述K的取值范围包括：2≤K≤4。
在优选的实施方式中，所述方法还包括：
根据所述实时随钻数据确认钻头的着陆状态；
当判断所述着陆状态为正常或提前着陆时，增加所述未钻达到的水平井轨迹的井斜角，当所述井斜角与地层倾角相匹配时进行入靶操作；
当判断所述着陆状态为延迟着陆时，基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正当前入靶点深度的预测值，减小井斜角，当所述井斜角与地层倾角相匹配时进行入靶操作。
在优选的实施方式中，所述基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型，包括将当前标志层的实钻深度带入速度场，进行速度场重建；同时利用重建后的速度场对所述深度域油藏地质模型进行动态调整，获得调整后的油藏地质模型。
在优选的实施方式中，所述实时随钻数据包括下述中的至少一种：
岩屑录井数据、随钻测井数据、气测数据。
在优选的实施方式中，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度，包括：
将所述目标井与参照井进行实时连井对比，对所述目标井与参照井的测井曲线的沉积旋回相似性特征进行对比，根据所述对比的结果确认所述目标井是否钻达目标层。
在优选的实施方式中，所述预设阈值的取值范围包括值大于等于2米。
一种水平井引导入靶装置，其包括：预测模块，用于基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度的井轨迹参数、入靶点深度的预测值；实钻深度确定模块，用于获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度；模型调整模块，用于计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型；修正模块，用于基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
本发明的特点和优点是：本发明所述水平井引导入靶的方法，通过在整个钻探过程中，依据获得的实时随钻数据确定实钻深度，并依据所述实钻深度进行实时调整深度域油藏地质模型和修正水平井轨迹，使得入靶点深度的预测值不断逼近实际入靶点深度位置，因而能够引导水平井实钻轨迹准确入靶。
附图说明
图1是一种水平井的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种水平井引导入靶方法的流程图；
图3是本发明实施例中一种水平井标志层分布图；
图4是本发明实施例中一种水平井引导入靶的逻辑图；
图5是本发明实施例中水平井由钻前至钻达F11后深度域油藏模型实时剖面及深度、井斜角变化情况图；
图6是本发明实施例中钻达F14后深度域油藏模型实时剖面；
图7是本发明实施例中一种水平井引导入靶装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
本发明提供一种水平井引导入靶的方法及装置，其能够引导水平井实钻轨迹准确入靶。
请参阅图2，为本发明实施例中一种水平井引导入靶方法的流程图。所述水平井引导入靶方法可以包括如下步骤。
步骤S10：基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
步骤S12：获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度。
步骤S14：计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型。
步骤S16：基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
在本实施方式中，在水平井钻前，可以利用深度域油藏地质建模方法建立深度域油藏地质模型。在水平井钻前建立的所述深度域油藏地质模型其主要包括：地震解释中的断层、层位、各套岩层的埋深，基于钻测井资料获得的地震储层反演成果等。其中，地震资料解释中通常需要进行速度分析，以便后续展开绘制深度剖面和构造图，进行时深转换等工作。所述速度分析主要是利用采集和处理过程中的地震资料和速度资料，并结合钻井、测井等资料，综合分析计算地震波在地下岩层中的传播速度，进而计算出地下各套岩层的埋藏深度。
在本实施方式中，请参阅图1，在水平井钻前，可以利用钻井、地震、测井等方面资料进行油藏地质精细描述，预测出井身轨迹地质剖面，计算出造斜点Z至靶点A不同岩性段轨迹深度、目标井标志层深度、开采目的层(即油层)顶面、底面的埋深等地质参数。
在本实施方式中，所述标志层可为一层或一组具有明显特征可作为地层对比标志的岩层。具体的，所述标志层可具有所含化石和岩性特征明显、层位稳定、分布范围广、易于鉴别的特点。
在本实施方式中，在沿着所述水平井轨迹钻探过程中，可以通过采用实时测量技术获取实时随钻数据，并对所钻地层的随钻地质参数进行实时评价，从而可以获取目标井标志层实钻深度。所述实时测量技术主要包括MWD(即随钻测斜)、LWD(地层评价)、随钻录井或FEMWD(地层评价随钻测量***)。
其中，所述随钻测量***可由井下传感器组件、数据传输或井下记录装置与地面检测处理设备组成。所述随钻***应用紧靠钻头上部的传感器来测量钻井参数与地层参数。钻井期间测量的数据实时传输导地面。MWD一般能测量井斜、方位及工具面方向。LWD除上述外，还可以测量电阻率，自然咖玛，岩性密度、中子、声波等地层参数。另外，还可用钻具振动分析技术来指导定向钻进。水平井成功钻进的基础是LWD数据和MWD方向数据。LWD工具提供能评价井眼所钻地层的信息。
在本实施方式中，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型，具体可以将当前标志层的实钻深度参与速度场重建，同时利用更新之后的速度场对油藏地质模型进行动态调整，获得更新之后的油藏地质模型。
在一种实施方式中，所述实时随钻数据可以包括下述中的至少一种：岩屑录井数据、随钻测井数据、气测数据。
在本实施方式中，将所述目标井与参照井进行实时连井对比，对所述目标井与参照井的测井曲线的沉积旋回相似性特征进行对比，根据所述对比的结果确认所述目标井是否钻达目标层。
所述随钻测井中可以包括水平井的测井曲线。基于所述实时随钻数据中的测井曲线，将所述目标井与其邻近的参照井进行实时连井对比，通过将所述目标井与参照井的测井曲线的旋回相似性特征进行对比，可以确认所述目标井是否钻达目标层。一般的，当钻头钻遇标志层时，其测井曲线的旋回相似性特征会与非标志层之间产生明显的变化。通过参照已知邻井的测井曲线，具体的，通过两者旋回相似性特征进行对比，可以确认所述目标井是否钻达目标层。此外，通过分析所述岩屑录井中的资料，对录井岩屑进行描述，通过对比相邻井标志层岩屑的特性，可以明确是否钻遇标志层。
在一种实施方式中，所述预设阈值的取值范围包括值大于等于2米。当所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值在2米以上时，需要进行实时调整深度域油藏地质模型，将未钻达的标志层深度及靶点深度作相应调整。当然，对于不同的油藏类型而言，其误差的具体数值范围也可以适应调整。例如对于目标层较厚的油藏而言，可以将所述误差值适当增大；例如对于目标层特别薄的油藏而言，也可以控制在2米及以下的范围内，本申请在此并不作具体的限定。
在一种实施方式中，所述井轨迹参数还包括：目标井标志层深度位置水平井轨迹的井斜角预测值；相应的，所述基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数包括：基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正未钻达到的目标井标志层的井斜角预测值。
在一种实施方式中，当钻达到所述目标层的指定标志层时，所述方法还包括：基于所述指定标志层位置处水平井轨迹的井斜角调整未钻达到的水平井轨迹的井斜角。
在本实施方式中，所述指定标志层可以为位于靠近目标层上方的几个标志层，其可以位于井斜段深度范围内。自钻遇所述指定标志层开始，根据实时随钻数据，调整未钻达到的水平井轨迹的井斜角，以保证在入靶点的井斜角与地层倾角一致。
在一个具体的实施方式中，所述指定标志层为所述目标层上方且位于水平井轨迹造斜段范围内的第K个标志层，所述K的取值范围包括：2≤K≤4。
请参阅图3，在本实施方式中，所述目标层上方的指定标志层自靠近目标层开始向上分别为第一标志层F1、第二标志层F2、第三标志层F3、第四标志层F4。选取时可以选所述第二标志层F2至第四标志层F4中的一个或这几个。自钻遇所述指定标志层开始，可以根据实时随钻数据，调整未钻达到的水平井轨迹的井斜角，以保证在入靶点的井斜角与地层倾角一致。
假如只选取所述第一标志层F1，则由于所述实时随钻数据与钻头实际钻达的地层之间具有一定的时间差，很可能还没接收到所述实时随钻数据或者还没来得及进行调整之前，钻头已经偏离了入靶点。另外，根据实验经验表明当循环调整了3次左右后，基本上钻头能够准确入靶。当标志层大于4时，对于入靶精度的提高并不会带来什么影响反而会增加数据处理量。
在一种实施方式中，所述方法还可以包括：根据所述实时随钻数据确认钻头的着陆状态。
当判断所述着陆状态为正常或提前着陆时，增加所述未钻达到的水平井轨迹的井斜角，当所述井斜角与地层倾角相匹配时进行入靶操作。
当判断所述着陆状态为延迟着陆时，基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正当前入靶点深度的预测值，减小井斜角，当所述井斜角与地层倾角相匹配时进行入靶操作。
在一种实施方式中，所述根据所述实时随钻数据确认钻头的着陆状态可以包括：基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获得钻前目标井着陆点深度的预测值。根据所述实时随钻数据获取着陆点A深度；当所述着陆点A深度小于所述预测值时，判断所述着陆状态为提前着陆；当所述着陆点A深度大于所述预测值时，判断所述着陆状态为延迟着陆。
本发明所述水平井引导入靶的方法，通过在整个钻探过程中，依据获得的实时随钻数据确定实钻深度，并依据所述实钻深度进行实时调整深度域油藏地质模型和修正水平井轨迹，使得入靶点深度的预测值不断逼近实际入靶点深度位置，因而能够引导水平井实钻轨迹准确入靶。
请参阅图4至图6，应用本发明所述水平井引导入靶方法举例如下。
1)首先利用深度域油藏地质建模方法建立深度域油藏地质模型。然后在该模型的基础上，获得设计水平井的井轨迹方向上三个标志层和入靶点A的深度。所述标志层分别为：FⅠ1、FⅠ3、FⅠ4。所述各个标志层具体的深度，可参阅表1所示的第一列的钻前预测数据部分。
2)在水平井钻探入靶之前，通过正钻水平井和周围邻井的实时连井标志层对比，自上而下逐步确认各标志层实钻深度。(表1中深灰色的实钻数据)，在该水平井钻过FⅠ1标志层之后(相当于钻达FⅠ3之前)，通过实时随钻数据明确了FⅠ1标志层顶面实钻海拔深度为-1358米，其与钻前预测的-1361米存在较大的深度误差。
3)上述在水平井标志层钻前预测深度和实钻深度误差分析的基础上，将标志层FⅠ1的实钻深度参与速度场重建，同时利用更新之后的速度场对油藏地质模型进行动态调整，获得更新之后的油藏地质模型。
4)利用更新之后的油藏地质模型，对FⅠ1下方的标志层：即FⅠ3、FⅠ4的深度和入靶点海拔深度进行重新预测，如表1第二列浅灰色数据所示。
5)随着水平井的钻探，继续钻达下方FⅠ3、FⅠ4标志层，FⅠ3、FⅠ4标志层深度确认和入靶点深度动态预测的基本流程，与上述2)、3)、4)的操作流程一致。
6)钻达水平井着陆层上方最后一个标志层FⅠ4之后(钻达入靶点A之前)，基于最新一轮的油藏地质模型，预测入靶点的海拔深度为-1415.2米。
7)根据上述预测的入靶点深度，及时调整井斜角与入靶点附近地层倾角相一致，同时通过分析随钻地质评价数据(包括岩屑录井、随钻测井、气测数据等)，确认是否钻遇油层和正常着陆。
8)通过完钻资料分析，该井的入靶实际深度为-1415.5米，与上述最新一轮预测的入靶点深度-1415.2米相比较，入靶深度误差仅为0.3米，基本保证了准确入靶。
表1
请参阅图7，本发明还提供了一种水平井引导入靶装置100，其包括：预测模块10、实钻深度确定模块12、实钻深度确定模块12、模型调整模块14、修正模块16。
所述预测模块10，用于基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
所述实钻深度确定模块12，用于获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度。
所述模型调整模块14，用于计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型。
所述修正模块16，用于基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
本发明所述水平井引导入靶的装置，通过在整个钻探过程中，依据获得的实时随钻数据确定实钻深度，并依据所述实钻深度进行实时调整深度域油藏地质模型和修正水平井轨迹，使得入靶点深度的预测值不断逼近实际入靶点深度位置，因而能够引导水平井实钻轨迹准确入靶。
本说明书中的上述各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似部分相互参照即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例不同之处。尤其对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例部分说明即可。
以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种水平井引导入靶方法，其特征在于，包括：
基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度的井轨迹参数、入靶点深度的预测值；
获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度；
计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型；
基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述井轨迹参数还包括：
目标井标志层深度位置水平井轨迹的井斜角预测值；
相应的，所述基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数包括：基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正未钻达到的目标井标志层的井斜角预测值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当钻达到所述目标井的指定标志层时，所述方法还包括：
基于所述指定标志层位置处水平井轨迹的井斜角，调整未钻达到的水平井轨迹的井斜角。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指定标志层为所述目标层上方且位于水平井轨迹造斜段范围内的第K个标志层，所述K的取值范围包括：2≤K≤4。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述实时随钻数据确认钻头的着陆状态；
当判断所述着陆状态为正常或提前着陆时，增加所述未钻达到的水平井轨迹的井斜角，当所述井斜角与地层倾角相匹配时进行入靶操作；
当判断所述着陆状态为延迟着陆时，基于所述调整后的深度域油藏地质模型修正当前入靶点深度的预测值，减小井斜角，当所述井斜角与地层倾角相匹配时进行入靶操作。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型，包括将当前标志层的实钻深度带入速度场，进行速度场重建；同时利用重建后的速度场对所述深度域油藏地质模型进行动态调整，获得调整后的油藏地质模型。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时随钻数据包括下述中的至少一种：
岩屑录井数据、随钻测井数据、气测数据。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度，包括：
将所述目标井与参照井进行实时连井对比，对所述目标井与参照井的测井曲线的沉积旋回相似性特征进行对比，根据所述对比的结果确认所述目标井是否钻达目标层。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值的取值范围包括值大于等于2米。
10.一种水平井引导入靶装置，其特征在于，其包括：
预测模块，用于基于深度域油藏地质模型和水平井轨迹，获取包括钻前目标井标志层的预测深度的井轨迹参数、入靶点深度的预测值；
实钻深度确定模块，用于获取当前标志层的实时随钻数据，根据所述实时随钻数据确定所述当前标志层的实钻深度；
模型调整模块，用于计算所述当前标志层的实钻深度与所述井轨迹参数中当前标志层的预测深度的误差值；当所述误差值大于预设阈值时，基于所述当前标志层的实钻深度调整所述深度域油藏地质模型；
修正模块，用于基于所述调整后的深度域油藏地质模型，修正未钻达到的目标井标志层的井轨迹参数、入靶点深度的预测值。
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