CN102518433B - 薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法包括以钻井资料为依托，小层对比为基础，结合地震横向预测成果，追踪井间标志层起伏，描述各标志层小幅度构造形态，建立小幅度构造精细地质模型，为水平井入靶做好准备；根据储层沉积特征与岩性变化特点，确定靶点调整时机、选取合适参考标志层，根据实钻标志层海拔值，对初始水平井靶点进行调整；建立水平井入靶地层对比方法，根据地层对比结果，可进一步细化所述标志层小幅度构造形态，进一步修正靶点。本发明利用常规地质导向技术手段，实现了薄层碳酸盐岩储层的精确入靶，保障了水平井开发效果。

Description

薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，特别涉及一种薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法。

背景技术

在薄储层水平井开发中，国内外主要采用先进的近钻头地质导向仪器保证水平井精确入靶。目前国内无该技术及相关设备，只有通过承包商利用国外公司仪器(如Schlumberger公司的EcoScope系列，Baker Hughes公司的INTEQ系列)进行该类储层的水平井开发。因技术垄断，服务费用昂贵，对低渗、低丰度薄层碳酸盐岩气藏进行大规模水平井开发成本高、经济效益低，使许多同类型气藏无开采价值。

利用常规录井、钻井技术(MWD地质导向测量点距钻头12m左右)，进行薄储层水平井地质导向往往使得入靶成功率偏低，钻井进尺浪费较大。另外，岩溶型碳酸盐岩储层水平井开发除了主力储层较薄方面的的特殊性外，还存在着技术上或不同专业上的难点或局限性，如地震资料受黄土塬、沙漠的影响分辨率较低，识别小幅度构造难度较大；水平井实施过程中，地质、地震、钻井、录井等各学科之间衔接难度大，造成同一钻井现象不同学科的解释难以达成共识。

现有水平井入靶技术有如下特征：(1)水平井地质导向仪器更加先进，一般对于薄储层水平井开发主要采用近钻头仪器，如大港埕、大庆油租用Schlumberger、Baker Hughes公司地质导向仪器，完成4.0m厚度的储层地质导向；(2)气藏埋藏更浅(2000m左右)，储层上覆地层较少，水平井地质导向难度小；(3)主要应用于砂岩油气藏，碳酸盐岩气藏应用较少，且技术操作性不强。现有技术目前已经普遍应用于大庆、大港、新疆等油田，但难以解决在深埋藏(3500.0m-4500.0m)、低渗、薄层(1.0m～6.0m)碳酸盐岩气藏的水平井入靶问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法。

本发明提供一种薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法，其包括：

以钻井资料为依托，小层对比为基础，结合地震横向预测成果，追踪井间标志层起伏，描述各标志层小幅度构造形态，建立小幅度构造精细地质模型，为水平井入靶做好准备；

选取合适参考标志层，根据实钻标志层海拔值，对初始水平井靶点进行调整，并根据储层沉积特征与岩性变化特点，确定靶点调整时机；

确立水平井入靶地层对比方法，根据地层对比结果，可进一步细化所述标志层小幅度构造形态，进一步修正靶点。

本发明利用常规地质导向技术手段，实现了薄层碳酸盐岩储层的精确入靶，保障了水平井开发效果。2010年-2011年国内某大型低渗薄储层碳酸盐岩气田实施15口水平井，均精确入靶薄储层，入靶成功率100％。与采用国外先进地质导向仪器(如BAKER HUGHES公司的INTEQ系列)相比，每口井节省服务费用520万元，合计节约7800万元。

附图说明

图1为本发明实施例提供的低渗薄层碳酸盐岩储层水平井精确入靶流程示意图。

图2是图1所示流程中小幅度构造精细描述的流程示意图。

图3是图1所示流程中地震小幅度构造形态预测的流程示意图。

具体实施方式

薄层碳酸盐岩储层水平井靶点调整方法是一种地震储层横向预测、基础地质研究与现场钻井、录井信息相结合的综合性技术方法。

本发明实施例提供的低渗薄层碳酸盐岩储层水平井精确入靶流方法，其包括：

步骤10、小幅度构造精细描述：以钻井资料为依托，小层对比为基础，结合地震横向预测成果，追踪井间标志层(指两口或多口井之间的参考标志层)起伏，描述各标志层小幅度构造形态，建立小幅度构造精细地质模型。小幅度构造精细描述是水平井靶点设计基础。参见图2所示，该步骤具体包括：

步骤101、确定水平井入靶的参考标志层：根据沉积演化史、构造继承性确定选取区域上相对稳定的标志层(即地层沉积时期，该层段全气田均有稳定沉积，无沉积间断)、不整合面、岩性突变点作为靶点调整的参考标志层。例如，从某大型低渗碳酸盐岩气田沉积演化史看，奥陶系顶部、本溪组顶部煤层、太原组顶部、山2³顶部煤层是明显的沉积界面，其构造形态具有一定继承性，因而确定目的层以上四个界面作为水平井入靶的参考标志层。

步骤102、地震小幅度构造形态预测：充分利用现有钻井、测井及地震资料，根据“二维地震全区刻画，三维地震重点精描”的研究思路，刻画水平井区各标志层构造形态。参见图3，该步骤具体包括：

步骤1021、二维地震全区刻画：通过小层精细划分与标志层对比，结合全水平井区二维地震资料，以常规、反演地震剖面作参考，标定地震剖面，分析地震界面时间值与钻井深度的关系，利用地震资料追踪井间标志层起伏形态，绘制目的层段上覆各标志层顶面构造图。

步骤1022、三维地震重点分析：在利用二维地震技术对构造进行整体趋势刻画的基础上，在三维地震部署区，采用相干体分析、瞬时切片解释、变速成图及三维可视化技术，开展各标志层精细构造分析。

步骤103、小幅度构造二次描述：水平井在钻至斜井段标志层后，根据实钻数据，结合地震、地质认识，重新刻画并加密描述下一标志层小幅度构造形态，从而建立小幅度构造精细地质模型，为水平井入靶做好准备。

步骤20、水平井靶点调整时机：由于地下目标体的隐蔽性与小幅度构造变化的复杂性，水平井初步地质设计不能一次性准确预测靶点，但可以选取合适参考标志层，根据实钻参考标志层海拔值，对初始水平井靶点进行调整。选取距离目的层(水平井水平段的含气层的地质层位)70m、40m、10m、5m左右的标志层，要求井斜分别控制在55°、65°、80°、83°左右，靶点调整幅度分别在10.0m、5.0m、3.0m、1.0m左右。具体操作根据现场随钻情况确定。水平井靶点调整时机选择应该与入靶标志层具有一致性，以便充分利用小幅度构造精细描述成果，同时可根据实际情况，选择入靶标志层之外的其它接近目的层的稳定层位进行靶点调整。

某大型低渗碳酸盐岩气田，根据储层沉积特征与岩性变化特点，确定山23顶煤、太原组顶部灰岩、本溪组顶部煤层、奥陶系顶部铝土岩、马家沟组内部小层等五处靶点调整时机。

(1)针对山2³顶煤：山2³煤层厚度平面上变化不大，煤层下部山2³地层厚度变化受控于其砂体发育程度，煤层至目的层顶部约80-110m，因此，通过对造斜段斜深的校正，对比其与邻井煤层之上地层变化趋势，可以初步预判入靶点深度。

(2)针对太原组顶部灰岩：现场录井认为，灰岩出现表明地层进入太原组地层。由于太原组灰岩期是大面积的海进过程，灰岩在整个区域大面积稳定分布，因此可以将太原组灰岩顶部做为入靶的参考标志层，由于该层距目的层60-80m，实钻中建议井斜调整至55°以上，保证水平井能顺利入靶。

(3)针对本溪组顶部煤层：本溪组顶部煤层厚度较大(2～4m)，且分布稳定，距离风化壳目的层较近(10～40m)，是入靶宏观校正的良好时机，实钻中建议井斜调整至65°以上。

(4)针对奥陶系顶部铝土岩：马家沟组顶部铝土岩是碳酸盐岩经过风化后形成的“古土壤”表层，具有较强的等时性，岩性致密，坚硬，钻时会从本溪组的低值跳跃为高值，通过对比邻井奥陶系顶面起伏状况，可以预测入靶深度，井斜需保证在80°以上。

(5)针对马家沟组内部小层：进入奥陶系马家沟组后，一般距离开发目的层垂直距离还有5～15m，可以通过小钻时、岩屑、气测等数据，结合邻井特征，判断该井奥陶系可能出现的地质层位，为入靶做最后的微调。

步骤30、确定水平井入靶地层对比方法：地层对比是水平井入靶的重要环节，充分利用常规录井资料(岩屑、钻时、气测)与MWD随钻测量工具，根据地层特征对仪器的适应性，以及目的层平面分布特征，确立四种水平井入靶地层对比方法。地层对比位置与入靶标志层一致，根据地层对比结果，可进一步细化标志层小幅度构造形态，预测地层倾角，评价靶点的准确性。

(1)、厚度校正法：利用MWD随钻测量工具进行垂深校正，与邻井对比入靶标志层，预测地层倾角，将目的层上覆地层视厚度校正成实际地层厚度，在此基础上，进行地层厚度对比，预测靶点位置。

(2)、岩性对比法：在沉积相研究基础上，利用邻井的各小层岩性和沉积相特征，在实际岩屑观察、准确定性的基础上，与斜井段进行地层对比，判识钻遇层位，估测靶点位置。

(3)、钻时对比法：钻时与钻遇地层岩性有直接关系，因此可与邻井进行钻时对比来卡准地层，判断地层归属与钻头位置。

(4)、随钻电测对比法：在垂深校正的基础上，通过对比随钻伽玛与邻井的自然伽玛曲线的形态，判断地层归属和钻头位置。

实际水平井地质导向的过程中，综合运用上述四种地层对比方法，注重斜井段钻进过程中的轨迹控制和靶点调整。

步骤30、水平井入靶判断：利用地层对比方法，水平井在标志层开展地层对比的基础上，不断修正入靶点，同时不断逼近入靶点。当水平井真正入靶时，其岩性、气层、钻时、随钻伽玛等数据将发生明显突变。本发明可根据变化规律判断水平井是否真正入靶，例如，目的层岩性一般为纯白云岩或灰岩，其顶部泥质含量较高，水平井进入目的层后，一般钻时由20min/m～60min/m降至20min/m～10min/m，降幅达到50％以上，随钻伽玛由70API～200API降至40API以下，降幅达到80％左右，气测一般由0.2％升至1.0％，升幅达到5～20倍左右。由于储层较薄，水平井入靶后容易脱靶，因此，入靶后建议井斜控制在86～88°。

某大型低渗碳酸盐岩气田目的层顶部岩性为灰黑色泥质云岩，垂厚0.6m～1.2m，钻时20min/m～60min/m，气测＜0.3％，随钻伽玛70API～200API；水平井进入目的层后，岩性突变为灰褐色白云岩，钻时＜20min/m，气测＞1.0％，随钻伽玛＜40API。

步骤40、水平井随钻地质模型的修正

水平井地质导向其实是一个随着地质认识加深，不断修正地质模型的过程。水平井地质模型在水平井设计阶段完成，随钻过程中的模型修正充分考虑了随钻录井与工程资料，特别是实现了小幅度构造与目的层附近地层的精细描述，以及地层倾角的准确预测。水平井入靶后，对小幅度构造精细地质模型修正，为下一步水平段方案编制及水平段轨迹控制奠定了基础。

本发明有如下显著特点：

1)可利用现有随钻地质导向仪器实现薄层碳酸盐岩气藏水平井准确入靶；

2)水平井地质导向入靶成功率较高；

3)实现了储层厚度在1.0-6.0m、埋深在3500.0m-4500.0m的低渗碳酸盐岩气藏水平井的低成本开发。

本发明目前已经在国内某大型低渗薄储层碳酸盐岩气田实施15口水平井，入靶成功率达100％，实现了水平井在该气田低成本高效开发。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种薄层碳酸盐岩储层水平井的靶点调整方法，包括：

以钻井资料为依托，小层对比为基础，结合地震横向预测成果，追踪井间标志层起伏，描述各标志层小幅度构造形态，建立小幅度构造精细地质模型，为水平井入靶做好准备；

根据储层沉积特征与岩性变化特点，确定靶点调整时机、选取合适参考标志层，根据实钻标志层海拔值，对初始水平井靶点进行调整；

建立水平井入靶地层对比方法，根据地层对比结果，可进一步细化所述标志层小幅度构造形态，进一步修正靶点；

其特征在于，所述以钻井资料为依托，小层对比为基础，结合地震横向预测成果，追踪井间标志层起伏，描述各标志层小幅度构造形态，建立小幅度构造精细地质模型，为水平井入靶做好准备包括：

根据沉积演化史、构造继承性确定选取区域上相对稳定的标志层、不整合面、岩性突变点作为靶点调整的参考标志层；

利用现有钻井、测井及地震资料，刻画水平井区各所述参考标志层小幅度构造形态；

水平井在钻至斜井段标志层后，根据实钻数据，结合地震、地质资料，重新刻画并加密描述下一标志层小幅度构造形态，从而建立小幅度构造精细地质模型，为水平井入靶做好准备；所述利用现有钻井、测井及地震资料，刻画水平井区各所述参考标志层构造形态包括：

通过小层精细划分与参考标志层对比，结合全水平井区二维地震资料，以常规地震剖面、反演地震剖面作参考，标定地震剖面，分析地震界面时间值与钻井深度的关系，利用地震资料追踪井间标志层起伏形态，绘制目的层段上覆各参考标志层顶面构造图；

在已绘制目的层段上覆各参考标志层顶面构造图基础上，在三维地震部署区，采用相干体分析、瞬时切片解释、变速成图及三维可视化技术，对参考标志层的构造形态进行进一步的刻画。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考标志层包括：

奥陶系顶部、本溪组顶部煤层、太原组顶部及山2³顶部煤层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据储层沉积特征 与岩性变化特点，确定靶点调整时机、选取合适参考标志层，根据实钻标志层海拔值，对初始水平井靶点进行调整包括：

当处于山2³顶煤时，在煤层至目的层顶部80-110m时，通过对造斜段斜深的校正，对比其与邻井煤层之上地层变化趋势，初步预判入靶点深度；

当处于太原组地层时，将太原组灰岩顶部做为入靶的参考标志层，调整井斜≥55°；

当处于本溪组顶部煤层时，调整井斜≥65°；

当处于奥陶系顶部时，调整井斜≥80°。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选取合适参考标志层，根据实钻标志层海拔值，对初始水平井靶点进行调整包括：

所述选取距离目的层70m的标志层，要求井斜控制在55°，靶点调整幅度在10.0m，所述标志层在太原组顶部灰岩；

所述选取距离目的层40m的标志层，要求井斜控制在65°，靶点调整幅度在5.0m，所述标志层在本溪组顶部煤层；

所述选取距离目的层10m的标志层，要求井斜控制在80°，靶点调整幅度在3.0m，所述标志层在奥陶系顶部铝土岩；

所述选取距离目的层5m的标志层，要求井斜控制在83°，靶点调整幅度在1.0m，所述标志层在马家沟组内部小层马五₁ ²段。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立水平井入靶地层对比方法包括：

厚度校正法、岩性对比法、钻时对比法及随钻电测对比法。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述厚度校正法包括：

利用MWD随钻测量工具进行垂深校正，与邻井对比入靶标志层，预测地层倾角，将目的层上覆地层视厚度校正成实际地层厚度，在此基础上，进行地层厚度对比，预测靶点位置。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述岩性对比法包括：

在沉积相研究基础上，利用邻井的各小层岩性和沉积相特征，在实际岩屑观察、准确定性的基础上，与斜井段进行地层对比，判识钻遇层位， 估测靶点位置。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钻时对比法包括：

与邻井进行钻时对比来卡准地层，判断地层归属与钻头位置。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随钻电测对比法包括：

在垂深校正的基础上，通过对比随钻伽玛与邻井的自然伽玛曲线的形态，判断地层归属和钻头位置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

判读水平井是否真正入靶。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

水平井入靶后，对水平井随钻地质模型的修正。