发明内容
本发明示例性实施例的目的在于解决无法保证井斜角与钻井目标层位的视倾角最大限度得保持一致的技术问题,提出一种适用于在川东高陡构造的条件下确定钻井目标层位视倾角的方法和设备。
根据本发明的示例性实施例的一方面,提供一种确定钻井目标层位的视倾角的方法,所述方法包括:(A)根据位于勘探区域的多个钻井的钻井数据和地震数据来获取勘探区域内各个层位的层速度分布,其中,勘探区域内的每个层位包括多个面元,所述层速度分布指示相应层位的多个面元各自的层速度;(B)利用获取的勘探区域内各个层位的层速度分布,对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换,获得勘探区域的深度域三维地震数据体;(C)从勘探区域的深度域三维地震数据体截取钻井目标层位的层位信息,其中,所述钻井目标层位的层位信息包括钻井目标层位上每个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标;(D)基于钻井目标层位的层位信息,确定钻井目标层位的视倾角。
在所述方法中,步骤(A)可包括:(A1)根据所述多个钻井中的每个钻井的钻井数据和地震数据,可确定各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度;(A2)可基于确定的各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度来推算勘探区域内各个层位的层速度分布。
在所述方法中,所述钻井数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的垂直深度值,所述地震数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的地震反射波双程旅行时间。
在所述方法中,在步骤(A1)中,可针对所述多个钻井中的每个钻井,通过以下等式来确定所述钻井穿过的各个层位的面元的层速度:其中,i-1和i可分别指示所述钻井连续穿过的任意两个层位,a可指示所述钻井在第i层位上穿过的面元,b可指示所述钻井在第i-1层位上穿过的面元,vi,a可指示所述钻井穿过第i层位的面元a的层速度,Hi,a可指示第i层位的面元a的垂直深度值,Hi-1,b可指示第i-1层位的面元b的垂直深度值,Ti,a可指示第i层位的面元a的地震反射波双程旅行时间,Ti-1,b可指示第i-1层位的面元b的地震反射波双程旅行时间。
在所述方法中,在步骤(A2)中,可针对每个层位,基于确定的所述多个钻井穿过该层位的面元的层速度进行插值以得到该层位的多个面元各自的层速度,作为该层位的层速度分布。
在所述方法中,在步骤(B)中,可通过以下等式对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换:其中,k-1和k可分别指示勘探区域内任意两个连续的层位,c可指示第k层位上的任意面元,d可指示第k-1层位中与面元c垂直对应的面元,Hk,c可指示第k层位的面元c的垂直深度值,Tk,c可指示第k层位的面元c的地震反射波双程旅行时间,Tk-1,d可指示第k-1层位的面元d的地震反射波双程旅行时间,Vk,c可指示第k层位的面元c的层速度,n可指示勘探区域的层位数。
在所述方法中,步骤(D)可包括:根据所述目标层位在随钻方向上的相邻两个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标,确定钻井目标层位的视倾角。
在所述方法中,在步骤(D)中,可通过以下等式来确定钻井目标层位的视倾角:其中,钻井的目标层位为第m层位,α可指示第m层位在随钻方向上的相邻两个面元e和f所形成的视倾角,(xm,e,ym,e)可指示面元e的共中心点的水平坐标,(xm,f,ym,f)可指示面元f的共中心点的水平坐标,hm,e可指示面元e的共中心点的深度坐标,hm,f可指示面元f的共中心点的深度坐标。
根据本发明的示例性实施例的另一方面,提供一种确定钻井目标层位的视倾角的设备,所述设备包括:层速度分布获取单元,根据位于勘探区域的多个钻井的钻井数据和地震数据来获取勘探区域内各个层位的层速度分布,其中,勘探区域内的每个层位包括多个面元,所述层速度分布指示相应层位的多个面元各自的层速度;时深转换单元,利用获取的勘探区域内各个层位的层速度分布,对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换,获得勘探区域的深度域三维地震数据体;层位信息截取单元,从勘探区域的深度域三维地震数据体截取钻井目标层位的层位信息,其中,所述钻井目标层位的层位信息包括钻井目标层位上每个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标;视倾角确定单元,基于钻井目标层位的层位信息,确定钻井目标层位的视倾角。
在所述设备中,层速度分布获取单元可包括:确定单元,根据所述多个钻井中的每个钻井的钻井数据和地震数据,确定各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度;推算单元,基于确定的各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度来推算勘探区域内各个层位的层速度分布。
在所述设备中,所述钻井数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的垂直深度值,所述地震数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的地震反射波双程旅行时间。
在所述设备中,确定单元可针对所述多个钻井中的每个钻井,通过以下等式来确定所述钻井穿过的各个层位的面元的层速度:其中,i-1和i可分别指示所述钻井连续穿过的任意两个层位,a可指示所述钻井在第i层位上穿过的面元,b指示所述钻井在第i-1层位上穿过的面元,vi,a可指示所述钻井穿过第i层位的面元a的层速度,Hi,a可指示第i层位的面元a的垂直深度值,Hi-1,b可指示第i-1层位的面元b的垂直深度值,Ti,a可指示第i层位的面元a的地震反射波双程旅行时间,Ti-1,b可指示第i-1层位的面元b的地震反射波双程旅行时间。
在所述设备中,推算单元可针对每个层位,基于确定的所述多个钻井穿过该层位的面元的层速度进行插值以得到该层位的多个面元各自的层速度,作为该层位的层速度分布。
在所述设备中,时深转换单元可通过以下等式对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换:其中,k-1和k可分别指示勘探区域内任意两个连续的层位,c可指示第k层位上的任意面元,d可指示第k-1层位中与面元c垂直对应的面元,Hk,c可指示第k层位的面元c的垂直深度值,Tk,c可指示第k层位的面元c的地震反射波双程旅行时间,Tk-1,d可指示第k-1层位的面元d的地震反射波双程旅行时间,Vk,c可指示第k层位的面元c的层速度,n可指示勘探区域的层位数。
在所述设备中,视倾角确定单元可根据所述目标层位在随钻方向上的相邻两个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标,确定钻井目标层位的视倾角。
在所述设备中,视倾角确定单元可通过以下等式来确定钻井目标层位的视倾角:其中,钻井的目标层位为第m层位,α可指示第m层位在随钻方向上的相邻两个面元e和f所形成的视倾角,(xm,e,ym,e)可指示面元e的共中心点的水平坐标,(xm,f,ym,f)可指示面元f的共中心点的水平坐标,hm,e可指示面元e的共中心点的深度坐标,hm,f可指示面元f的共中心点的深度坐标。
在根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的方法和设备中,能够在川东高陡构造的条件下确定钻井目标层位的视倾角,以使井斜角与钻井目标层位的视倾角最大限度得保持一致,从而准确地确定钻井到达目标层位时的钻井方向,解决了定向井在薄储层中的导向问题。
具体实施方式
提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物限定的本发明的实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解,但这些细节仅被视为是示例性的。因此,本领域的普通技术人员将认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可对描述于此的实施例进行各种改变和修改。此外,为了清楚和简洁,省略对公知的功能和结构的描述。
图1示出根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的方法的流程图。这里,作为示例,所述方法可由确定钻井目标层位的视倾角的设备来实现,也可完全通过计算机程序来实现。此外,作为示例,所述钻井目标层位可指示在钻探中,根据不同类型钻井设计任务所要求钻达的预定层位,它多指含油气的储层。
如图1所示,在步骤S100,根据位于勘探区域的多个钻井的钻井数据和地震数据来获取勘探区域内各个层位的层速度分布,其中,勘探区域内的每个层位包括多个面元,层速度分布指示相应层位的多个面元各自的层速度。
这里,层速度可指示地震波在层状地层中传播的速度,与岩层的岩性与物性有关。
具体说来,在对勘探区域的地震数据进行精细对比解释的情况下,可获得关于勘探区域的时间域三维地震数据体,这里,所述关于勘探区域的时间域三维地震数据体反映了勘探区域基于时间的层位和断层的三维拓扑结构(即,层位的形态已知)。在此基础上,可根据位于勘探区域的多个钻井的钻井数据和地震数据来获取勘探区域内各个层位的层速度分布。下面,将结合图2来描述根据本发明示例性实施例的获取勘探区域内各个层位的层速度分布的示例。
图2示出根据本发明示例性实施例的获取勘探区域内各个层位的层速度分布的步骤的流程图。如图2所示,在步骤S110,可根据多个钻井中的每个钻井的钻井数据和地震数据,确定各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度。这里,作为示例,钻井数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的垂直深度值,地震数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的地震反射波双程旅行时间。
具体说来,在步骤S110,可针对所述多个钻井中的每个钻井,通过以下的等式1来确定钻井穿过的各个层位的面元的层速度:
等式1
其中,i-1和i可分别指示所述钻井连续穿过的任意两个层位,a可指示所述钻井在第i层位上穿过的面元,b可指示所述钻井在第i-1层位上穿过的面元,vi,a可指示所述钻井穿过第i层位的面元a的层速度,Hi,a可指示第i层位的面元a的垂直深度值,Hi-1,b可指示第i-1层位的面元b的垂直深度值,Ti,a可指示第i层位的面元a的地震反射波双程旅行时间,Ti-1,b可指示第i-1层位的面元b的地震反射波双程旅行时间。
在步骤S120,在各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度确定的情况下,可基于该确定的层速度来推算勘探区域内各个层位的层速度分布。具体说来,可针对每个层位,基于确定的所述多个钻井穿过该层位的面元的层速度进行插值以得到该层位的多个面元各自的层速度,作为该层位的层速度分布。
再次参照图1,在步骤S200,利用获取的勘探区域内各个层位的层速度分布,对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换,获得勘探区域的深度域三维地震数据体。这里,应理解,根据前面对勘探区域的时间域三维地震数据体的描述,时间域三维地震数据体可反映基于时间的层位和断层的三维拓扑结构,但是并不能直观反映地表以下基于深度的层位和断层拓扑结构,因此,需要利用时深转换的方法,将时间域三维地震数据体转换为深度域三维地震数据体,以直观地反映地表以下基于深度的层位和断层的拓扑结构。
具体说来,在步骤S200,可通过以下的等式2对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换:
等式2
其中,k-1和k可分别指示勘探区域内任意两个连续的层位,c可指示第k层位上的任意面元,d可指示第k-1层位中与面元c垂直对应的面元,Hk,c可指示第k层位的面元c的垂直深度值,Tk,c可指示第k层位的面元c的地震反射波双程旅行时间,Tk-1,d可指示第k-1层位的面元d的地震反射波双程旅行时间,Vk,c可指示第k层位的面元c的层速度,n可指示勘探区域的层位数。
因此,时间域三维地震数据体经过时深转换后,可得到反映地表以下基于深度的层位和断层的深度域三维地震数据体。
接下来,在步骤S300,可从勘探区域的深度域三维地震数据体截取钻井目标层位的层位信息,这里,钻井目标层位的层位信息可包括钻井目标层位上每个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标。具体说来,可从勘探区域的深度域三维地震数据体截取沿钻井钻进方向的目标层位的层位信息。图3示出根据本发明示例性实施例的深度域三维地震数据体的横切剖面的示意图。
如图3所示,深度域三维地震数据体可包括基于深度的层位和断层的信息,图3中的纵坐标可指示勘探区域的地表以下的地层深度,横坐标可指示勘探区域的水平标记点,其中,所述水平标记点可包括该点的水平坐标,这里,N指示的曲线可表示钻井的轨迹,M指示的曲线可表示钻井目标层位,其中,目标层位上可包括多个面元(未示出),可根据该深度域三维地震数据体的横切剖面得到目标层位上每个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标。
在步骤S400,基于钻井目标层位的层位信息,确定钻井目标层位的视倾角。这里,作为示例,可根据所述目标层位在随钻方向上的相邻两个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标,确定钻井目标层位的视倾角。
具体说来,在步骤S400,可通过以下的等式3来确定钻井目标层位的视倾角:
等式3
其中,钻井的目标层位为第m层位,α可指示第m层位在随钻方向上的相邻两个面元e和f所形成的视倾角,(xm,e,ym,e)可指示面元e的共中心点的水平坐标,(xm,f,ym,f)可指示面元f的共中心点的水平坐标,hm,e可指示面元e的共中心点的深度坐标,hm,f可指示面元f的共中心点的深度坐标。
下面,结合图4来描述根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的示例。
图4示出根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的示例。如图4所示,钻井的目标层位为第m层位,O表示钻井入靶点,A1、A2、A3、A4······可依次表示第m层位在随钻方向上的面元。这里,每个面元的水平坐标和深度坐标可在深度域的三维地震数据体中获得。作为示例,参照图4,在步骤S402,可根据所述两个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标,通过以下的等式4来确定钻井目标层位的视倾角:
等式4
α可指示第m层位在随钻方向上的相邻两个面元A1和A2所形成的视倾角,D可指示面元A1和面元A2的共中心点的深度坐标差值的绝对值,S可指示面元A1和面元A2的共中心点的水平面投影之间的距离,可指示面元A1的共中心点的水平坐标,可指示面元A2的共中心点的水平坐标,可指示面元A1的共中心点的深度坐标,可指示面元A2的共中心点的深度坐标。通过上述方式确定钻井目标层位的视倾角,可以进行多次计算,保证了钻井目标层位的视倾角的精度,并准确的确定了钻井到达目标层位时的钻井方向。
在上述根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的方法中,能够在川东高陡构造的条件下确定钻井目标层位的视倾角,以使井斜角与钻井目标层位的视倾角最大限度得保持一致,从而准确地确定钻井到达目标层位时的钻井方向,解决了定向井在薄储层中的导向问题。
图5示出根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的设备的框图。
如图5所示,根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的设备包括:层速度分布获取单元100,时深转换单元200,层位信息截取单元300,视倾角确定单元400。这些单元可由数字信号处理器、现场可编程门阵列等通用硬件处理器来实现,也可通过专用芯片等专用硬件处理器来实现,还可完全通过计算机程序来以软件方式实现。此外,作为示例,所述钻井目标层位可指示在钻探中,根据不同类型钻井设计任务所要求钻达的预定层位,它多指含油气的储层。
具体说来,层速度分布获取单元100根据位于勘探区域的多个钻井的钻井数据和地震数据来获取勘探区域内各个层位的层速度分布,其中,勘探区域内的每个层位包括多个面元,层速度分布指示相应层位的多个面元各自的层速度。
这里,层速度可指示地震波在层状地层中传播的速度,与岩层的岩性与物性有关。
具体说来,在对勘探区域的地震数据进行精细对比解释的情况下,可获得关于勘探区域的时间域三维地震数据体,这里,所述关于勘探区域的时间域三维地震数据体反映了勘探区域基于时间的层位和断层的三维拓扑结构(即,层位的形态已知)。在此基础上,可根据位于勘探区域的多个钻井的钻井数据和地震数据来获取勘探区域内各个层位的层速度分布。下面,将结合图6来描述根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的设备中层速度分布获取单元100的示例性结构。
图6示出根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的设备中层速度分布获取单元100的框图。参照图6,层速度分布单元100可包括确定单元110和推算单元120。
确定单元110可根据多个钻井中的每个钻井的钻井数据和地震数据,确定各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度。这里,作为示例,钻井数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的垂直深度值,地震数据可包括钻井穿过的各个层位的面元的地震反射波双程旅行时间。
具体说来,确定单元110可针对所述多个钻井中的每个钻井,通过以上描述的等式1来确定所述钻井穿过的各个层位的面元的层速度。
推算单元120可在各个钻井穿过的各个层位的面元的层速度确定的情况下,可基于该确定的层速度来推算勘探区域内各个层位的层速度分布。具体说来,可针对每个层位,基于确定的所述多个钻井穿过该层位的面元的层速度进行插值以得到该层位的多个面元各自的层速度,作为该层位的层速度分布。
再次参照图5,时深转换单元200利用获取的勘探区域内各个层位的层速度分布,对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换,获得勘探区域的深度域三维地震数据体。这里,应理解,根据前面对勘探区域的时间域三维地震数据体的描述,时间域三维地震数据体可反映基于时间的层位和断层的三维拓扑结构,但是并不能直观反映地表以下基于深度的层位和断层拓扑结构,因此,需要利用时深转换的方法,将时间域三维地震数据体转换为深度域三维地震数据体,以直观地反映地表以下基于深度的层位和断层的拓扑结构。
具体说来,时深转换单元200可通过以上描述的等式2对勘探区域的时间域三维地震数据体进行时深转换。
因此,时间域三维地震数据体经过时深转换后,可得到反映地表以下基于深度的层位和断层的深度域三维地震数据体。
层位信息截取单元300从勘探区域的深度域三维地震数据体截取钻井目标层位的层位信息,其中,钻井目标层位的层位信息包括钻井目标层位上每个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标。具体说来,可从勘探区域的深度域三维地震数据体截取沿钻井钻进方向的目标层位的层位信息。
视倾角确定单元400基于钻井目标层位的层位信息,确定钻井目标层位的视倾角。这里,作为示例,可根据所述目标层位在随钻方向上的相邻两个面元的共中心点的水平坐标和深度坐标,确定钻井目标层位的视倾角。
具体说来,视倾角确定单元400可通过以上描述的等式3来确定钻井目标层位的视倾角。
在上述根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的设备中,能够在川东高陡构造的条件下确定钻井目标层位的视倾角,以使井斜角与钻井目标层位的视倾角最大限度得保持一致,从而准确地确定钻井到达目标层位时的钻井方向,解决了定向井在薄储层中的导向问题。
综上所述,在根据本发明示例性实施例的确定钻井目标层位的视倾角的方法和设备中,能够在高陡复杂构造区解决定向井在薄储层中的导向问题。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。