CN103046868A - 一种水平井一体化地质导向方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平井一体化地质导方法，步骤为：在钻前应用已有的地质、录井、测井、物探数据建立精细三维地质模型；根据三维地质模型提取的地层倾角和储层属性进行三维轨迹设计；在钻井过程中通过随钻录井跟踪，控制轨迹，确保准确着陆，不断修正地质模型；靶体钻进中，根据随钻录井、随钻测井结合地质研究、地震解释、钻井工艺、水平井控制技术，进行随钻跟踪和解释评价，及时调整和预测下步水平井施工方案，通过地质导向一体化软件系统平台实现现场和远程可视化地质导向。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，确切地说是一种水平井一体化地质导向方法，适用于水平井水平段钻进过程中。
背景技术
目前，在石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，水平井作业中，使用随钻测井工具、随钻测量工具和现场综合录井工具。随钻测量工具、随钻测井工具位于离钻头不远的地方，在钻机钻进的同时获取地层的各种资料和井眼轨迹资料，包括井斜、方位、自然伽马、深浅侧向电阻率等。现场综合录井工具获取钻时、岩屑、荧光、气测录井等，这样利用随钻测量工具、随钻测井工具测得的钻井参数、地层参数和现场综合录井资料推导出目的层实际海拔深度和钻头在目的层中实际位置，并及时调整钻头轨迹，使之顺着目的层沿层钻进，尽量提高钻遇率。
公开号为CN102140889A，公开日为2011年8月3日的中国专利文献公开了一种水平井随钻测井地质导向方法，涉及石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，尤其是涉及一种适用于水平井水平段钻进过程中的随钻测井地质导向方法。其特征是，应用随钻测井和随钻测量所得到的实时数据解释制作测井曲线图和井眼轨迹剖面图，在测井曲线图上定义测井曲线标志点并标注到井眼轨迹剖面图上，并进一步定义对称标志点，分析解释对称标志点得到井眼轨迹各段的平均地层倾角和地层倾角变化趋势，结合目的层顶界和底界钻遇点，重绘目的层顶界和目的层底界；然后，根据最后一个测点预测钻头位置的海拔深度，确定钻头在目的层中的实际位置，为下一步地质导向决策提供依据。
但是地下地质条件复杂，目标靶体储层较簿等因素，造成难以中靶和容易出靶偏离。但是基于技术限制和管理归属，以上述CN102140889A专利文献为代表的现有技术的地质导向多以单一的形式存在，缺乏一体化的地质导向，影响了水平井勘探开发的实施效果。
综上所述，水平井现场受诸多因素影响，加之地下地层的不确定性，因此，如何集地质、地震、测井、录井、钻井专业技术为一体进行地质-钻井综合设计、地质建模、实时采集传输、实时跟踪与解释评价，是地质导向必需解决的问题。
发明内容
为解决上述现有技术所存在的技术问题，本发明提出了一种水平井一体化地质导向方法，本方法以一体化地质导向将地质导向的理念与地质研究、三维地质建模、轨迹设计、随钻跟踪及解释评价结合起来，建立了一体化的地质导向方法，为水平井地质导向提供全新的服务模式，为地质导向拓展了空间。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于包括以下步骤：
a、收集服务井区的三维地震数据，SEGY格式的三维地震时间数据、三维地震分层数据和三维地震基准面海拔数据，对三维地震时间数据进行深度转换再处理，精细解释构造和储层流体展布，提取属性特征值，明确靶体特征；
b、对邻近测录井资料进行分析，精细分析岩性、油气水层，特殊岩性及小层标志，精细小层对比，明确储层横向和纵向分布特征，提取录井导向刻度标志，建立精细录井标准剖面模型；
c、根据地质靶体进行轨迹设计；
d、利用井场远程信息平台的底层ORACLE数据库，载入所述三维地震数据和实钻地质、录井、测井数据，形成导向软件地层基础模型，提取地层视倾角；
e、再配置井的基本信息，配置井数据采集模块；
f、井场截获随钻测井数据或随钻测量数据和录井数据，并同步实时采集，进行数据和曲线实时跟踪；
g、根据工区参数特征进行归类、统计建立预警模型，将实时采集的数据进行格式标准化，对比预警模型做出综合分析判断，实时进行采集数据异常预警；
h、同步分析随钻测井数据或随钻测量数据，利用随钻测井的方位电阻、自然伽马和密度进行成像分析，识别地层、岩性、储层和视倾角；
i、利用二维、三维轨迹位置，确定储层顶底距离，靶体偏离和井间防碰情况，综合分析，及时修正地质导向模型，调整实钻轨迹；
j、根据随钻测井和录井成果，结合地质和钻井，进行地层、岩性、物性、流体性质的随钻解释评价，建立区域解释模型，形成随钻综合解释成果；
k、利用通用的ArcGIS地理信息系统作为底层，载入所述三维地震数据进行开发，展示随钻井轨迹和随钻曲线和靶体信息，载入多井轨迹，进行三维防碰分析；
l、利用远程传输系统进行传输入库和管理，应用远程传输建立一体化的地质导向平台，完成所有实时数据、曲线的同步显示和WEB同步发布，实现同步远程实时导向。
所述步骤a的三维地震数据包括SEGY格式的三维地震时间数据、三维地震分层数据和三维地震基准面海拔数据。
所述c步骤中，轨迹设计包括3种，一是通过提取的地层视倾角进行二维轨迹设计；二是根据导向软件底层三维数据进行三维轨迹设计；三是在通用的ArcGIS地理信息系统上，载入三维地震数据，根据地质靶体进行三维轨迹设计与展示。
所述e步骤中，井的基本信息包括井号、井编号、录井仪型号、主机端口、主机IP以及随钻测井仪型号，随钻测井仪型号如斯伦贝谢的EcoScope或英国的GEOLINK等。
所述e步骤中，根据录井仪型号、随钻测井仪型号的不同，配制不同的实时数据采集模块。
所述步骤f中，随钻测井意为“随钻录井”(Logging While Drilling，简称LWD),一般概念讲，其除包括MWD的测量参数外，还必须全部或部分的有地质参数（如：随钻电阻率、随钻伽马、随钻密度、随钻孔隙度等等）和钻井工程参数（随钻钻具扭矩、随钻振动、随钻钻压等等），可以说随钻测井是MWD的升级产品。
所述步骤f中，随钻测量(Measure While Drilling简称MWD)，最初的意思主要是随钻测量井眼轨迹参数，包括：井斜角、方位角、工具面角及辅助参数如温度等。
所述g步骤中，根据参数变化限定值、距地层顶底距离进行实时同步预警与显示，并以声光及颜色显示状态信息。
所述l步骤中，格式标准化的数据通过井场数据远程传输通道ADSL、GPRS、CDMA、3G或卫星通信无线通道进行传输。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
一、本发明以一体化地质导向将地质导向的理念与地质研究、三维地质建模、轨迹设计、随钻跟踪及解释评价结合起来，建立了一体化的地质导向方法，为水平井地质导向提供全新的服务模式，为地质导向拓展了空间。
二、本发明建立了地震、地质、钻井轨迹、录井和随钻随钻测井的同步导向模型，支持在线校正与预警。
三、本发明通过一体化综合三维导向地质模型的建立与随钻同步修正，解决了因轨迹变化产生的地层视倾角预测难的问题，实现了设计、跟踪、预警、校正和评价的及时同步。
四、本发明中，通过一体化平台，实现了井场与基地的同步导向，全面实现井场、基地同步监控报警，提高基地对紧急情况的处置能力。
五、本发明中，整合了随钻测井和录井，形成了综合解释，杜绝了单项解释不准确的问题。
附图说明
图1为三维地震处理解释成果图；
图2为三维地质建模流程图；
图3为测录井建模流程图；
图4为导向软件三维数据二维切片图；
图5为随钻测井数据和录井数据同步采集传输图；
图6为TD007-X9井轨迹跟踪图；
图7为TD007-X9井随钻测井成像分析跟踪图；
图8为随钻解释评价流程图；
图9为M030-H24井随钻综合解释成果图；
图10为本发明一体化实时远程导向图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，包括以下步骤：
a、收集服务井区的三维地震数据，SEGY格式的三维地震时间数据、三维地震分层数据和三维地震基准面海拔数据，对三维地震时间数据进行深度转换再处理，精细解释构造和储层流体展布，提取属性特征值，明确靶体特征；
b、对邻近测录井资料进行分析，精细分析岩性、油气水层，特殊岩性及小层标志，精细小层对比，明确储层横向和纵向分布特征，提取录井导向刻度标志，建立精细录井标准剖面模型；
c、根据地质靶体进行轨迹设计；
d、利用井场远程信息平台的底层ORACLE数据库，载入所述三维地震数据和实钻地质、录井、测井数据，形成导向软件地层基础模型，提取地层视倾角；
e、再配置井的基本信息，配置井数据采集模块；
f、井场截获随钻测井数据或随钻测量数据和录井数据，并同步实时采集，进行数据和曲线实时跟踪；
g、根据工区参数特征进行归类、统计建立预警模型，将实时采集的数据进行格式标准化，对比预警模型做出综合分析判断，实时进行采集数据异常预警；
h、同步分析随钻测井数据或随钻测量数据，利用随钻测井的方位电阻、自然伽马和密度进行成像分析，识别地层、岩性、储层和视倾角；
i、利用二维、三维轨迹位置，确定储层顶底距离，靶体偏离和井间防碰情况，综合分析，及时修正地质导向模型，调整实钻轨迹；
j、根据随钻测井和录井成果，结合地质和钻井，进行地层、岩性、物性、流体性质的随钻解释评价，建立区域解释模型，形成随钻综合解释成果；
k、利用通用的ArcGIS地理信息系统作为底层，载入所述三维地震数据进行开发，展示随钻井轨迹和随钻曲线和靶体信息，载入多井轨迹，进行三维防碰分析；
l、利用远程传输系统进行传输入库和管理，应用远程传输建立一体化的地质导向平台，完成所有实时数据、曲线的同步显示和WEB同步发布，实现同步远程实时导向。
实施例2
作为本发明的最佳实施方式，其包括如下步骤：
a.三维地质建模
收集服务井区三维地震SEGY数据，包括时间数据、深度数据、地震分层数据和地震基准面海拔数据等。对地震资料进行再处理，精细解释构造和储层流体展布，提取属性特征值，明确靶体特征，三维地震处理解释成果见图1。
对储层进行精细描述，结合地质研究、邻近测录井资料建立精细三维地质模型（沉积相、储层、流体），优化地质靶体，三维地质建模流程见图2。
b.测录井建模
对邻近测录井资料进行分析，精细分析岩性、油气水层，特殊岩性及小层标志，精细小层对比，明确储层横向和纵向分布特征，提取录井导向刻度标志，建立精细录井标准剖面模型。其流程为：确定地层和构造变化规律；建立测录井标准剖面；建立随钻录井导向设计模型；模型随钻跟踪与修正，其测录井建模流程见图3。
c.导向软件建模
利用远程传输平台底层ORACLE数据库，载入三维地震数据和实钻地质、录井、测井数据，形成导向软件地层模型，导向软件三维数据二维切片见图4。
d.轨迹设计
轨迹设计根据实际需要设计了3种，一是通过提取的地层视倾角进行二维轨迹设计；二是根据导向软件底层三维数据进行三维轨迹设计；三是在通用的ArcGIS地理信息系统上，载入三维地震数据，根据地质靶体进行三维轨迹设计与展示。
e.数据同步采集与传输
井场截获随钻测井/MWD和录井实时数据，实现同步采集，基于远程传输系统进行传输入库和管理，随钻测井和录井数据同步采集传输见图5。
f.轨迹跟踪
轨迹跟踪可分为靶前轨迹跟踪和靶体轨迹跟踪。靶前轨迹跟踪主要进行实钻井与邻井对比分析，及时确定距储层顶距离，指导工程以最佳姿态入靶（A点）。靶体轨迹跟踪是利用二维、三维轨迹位置，确定储层顶底距离，靶体偏离和井间防碰情况，综合分析，及时修正地质导向模型，调整实钻轨迹，TD007-X9井轨迹跟踪见图6。
g.随钻数据曲线跟踪
同步采集实时随钻测井和录井数据，进行数据和曲线跟踪。同步分析随钻测井数据或随钻测量数据，利用随钻测井的方位电阻、自然伽马、密度等进行成像分析，识别地层、岩性、储层和视倾角，TD007-X9井 随钻测井成像分析跟踪图见7。
h.跟踪预警
跟踪预警主要表现在3个方面，一是在水平井一体化导向平台上，利用同步采集的录井、随钻测井信息，根据提取的靶体特征信息，如录井钻时、气测、碳酸盐含量、XRF元素等的变化范围，进行储层、流体和压力预警；二是根据三维底层模型，结合随钻工具，利用实时井斜等，进行储层顶底距离、出入靶轨迹预警和待钻轨迹预测；三是根据多井间空间距离实时计算，进行井间防碰预警。
i.随钻解释评价
根据随钻测井、录井成果，结合地质。地质和钻井，对参数进行综合处理，进行地层、岩性、物性、流体性质的随钻解释评价，其随钻解释评价流程见图8所示。
在建立区域解释模型基础上，进行交互处理，形成随钻综合解释成果，M030-H24井随钻综合解释成果见图9。
k.三维可视化
在通用的ArcGIS地理信息系统上，载入三维地质图形框架上进行开发，展示随钻轨迹和随钻测井曲线和靶体等相关信息。载入多井轨迹，进行三维防碰分析。
l.远程导向与WEB发布
应用远程传输建立一体化的地质导向平台，完成所有实时数据、曲线的同步显示和WEB同步发布，实现同步远程实时导向，一体化实时远程导向见图10。
Claims (7)
1.一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于包括以下步骤：
a、收集服务井区的三维地震数据，对三维地震时间数据进行深度转换再处理，精细解释构造和储层流体展布，提取属性特征值，明确靶体特征；
b、对邻近测录井资料进行分析，精细分析岩性、油气水层，特殊岩性及小层标志，精细小层对比，明确储层横向和纵向分布特征，提取录井导向刻度标志，建立精细录井标准剖面模型；
c、根据地质靶体进行轨迹设计；
d、利用井场远程信息平台的底层ORACLE数据库，载入所述三维地震数据和实钻地质、录井、测井数据，形成导向软件地层基础模型，提取地层视倾角；
e、再配置井的基本信息，配置井数据采集模块；
f、井场截获随钻测井数据或随钻测量数据和录井数据，并同步实时采集，进行数据和曲线实时跟踪；
g、根据工区参数特征进行归类、统计建立预警模型，将实时采集的数据进行格式标准化，对比预警模型做出综合分析判断，实时进行采集数据异常预警；
h、同步分析随钻测井数据或随钻测量数据，利用随钻测井的方位电阻、自然伽马和密度进行成像分析，识别地层、岩性、储层和视倾角；
i、利用二维、三维轨迹位置，确定储层顶底距离，靶体偏离和井间防碰情况，综合分析，及时修正地质导向模型，调整实钻轨迹；
j、根据随钻测井和录井成果，结合地质和钻井，进行地层、岩性、物性、流体性质的随钻解释评价，建立区域解释模型，形成随钻综合解释成果；
k、利用通用的ArcGIS地理信息系统作为底层，载入所述三维地震数据进行开发，展示随钻井轨迹和随钻曲线和靶体信息，载入多井轨迹，进行三维防碰分析；
l、利用远程传输系统进行传输入库和管理，应用远程传输建立一体化的地质导向平台，完成所有实时数据、曲线的同步显示和WEB同步发布，实现同步远程实时导向。
2.根据权利要求1所述的一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于：所述步骤a的三维地震数据包括SEGY格式的三维地震时间数据、三维地震分层数据和三维地震基准面海拔数据。
3.根据权利要求1所述的一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于：所述c步骤中，轨迹设计包括3种，一是通过提取的地层视倾角进行二维轨迹设计；二是根据导向软件底层三维数据进行三维轨迹设计；三是在通用的ArcGIS地理信息系统上，载入三维地震数据，根据地质靶体进行三维轨迹设计与展示。
4.根据权利要求1所述的一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于：所述e步骤中，井的基本信息包括井号、井编号、录井仪型号、主机端口、主机IP以及随钻测井仪型号和随钻测井仪型号。
5.根据权利要求1所述的一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于：所述e步骤中，根据录井仪型号、随钻测井仪型号的不同，配制不同的实时数据采集模块。
6.根据权利要求1所述的一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于：所述g步骤中，根据参数变化限定值、距地层顶底距离进行实时同步预警与显示，并以声光及颜色显示状态信息。
7.根据权利要求1所述的一种水平井一体化地质导向方法，其特征在于：所述l步骤中，格式标准化的数据通过井场数据远程传输通道ADSL、GPRS、CDMA、3G或卫星通信无线通道进行传输。
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