CN108019150A - 一种钻井方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油和天然气勘探领域,提供了一种钻井方法和系统,该方法包括:基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点;以地震解释资料及地质模型为基础,对目的层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标;利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向;根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆;根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案;以及利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,并根据所述预警控制点的伽马值控制钻头在水平段的轨迹。
Description
技术领域
本发明涉及石油与天然气勘探领域,具体地,涉及一种钻井方法及应用该方法的系统。
背景技术
近年来水平井技术在中国页岩气勘探开发中广泛应用,页岩气田的开发建产均是通过水平井增加储层泄流面积来实现。长水平段提高了页岩气的产能,降低了页岩气的开采成本。页岩气水平井为满足生产需要,设计水平段较长,一般在1400-1500m左右,水平井段要保证在相对最优的储层穿行,进入水平段后的优质页岩钻遇率是衡量水平井质量和成败的关键指标,因此,确保水平段较高的优质页岩钻遇率是页岩气钻井获得良好油气成果的根本前提,也是提高勘探开发成效的重要手段。
目前最常用的控制水平井轨迹技术为地质导向钻井技术,主要通过随钻测量多种地质和工程参数对所钻地层进行实时评价和对比,并根据对比结果而调整控制井眼轨迹,在构造简单且高勘探程度地区,可以实现较高优质页岩钻遇率。但在实际应用过程中,在低勘探程度区由于缺乏高精度三维地震资料,难以实现对地下优质页岩展布特征的良好预测。同时各探区构造复杂程度不同,存在井震矛盾突出及地质设计与实钻地层之间存在较大偏差的难点,对它的预测稍有偏差都将使水平井轨迹偏离最优质的页岩段。此外,随钻测量仪器距井底有5-15米的测量盲区,不能及时反映钻头所处位置地质资料,当出现地质构造或地层倾角变化稍大的情况,等发现轨迹偏离优质页岩并进行调整,再将轨迹调整回至优质页岩内,实际偏离优质页岩的水平段已达20-50米,造成整体优质页岩钻遇率偏低。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井方法,该方法能够精确控制钻头轨迹,使其不偏离优质页岩的储层,从而有效提高钻井过程中钻遇优质页岩的准确率。
本发明的另一方面提供了应用上述钻井方法的钻井系统,利用该钻井系统,能够在钻井过程中实时控制和调整井眼轨迹,保证钻头不脱离目的层岩的储层,提高目的优质页岩的钻遇率。
为了实现上述目的,本发明提供一种钻井方法,该方法包括:基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点,所述预警控制点用于辅助控制钻头在钻井眼迹中的位置,防止钻头脱离储层;以地震解释资料及地质模型为基础,对目的层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标;利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向;根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆;根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案;以及利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,并根据所述预警控制点的伽马值控制钻头在水平段的轨迹。
优选地,所述根据所述地层倾角控制钻头在A靶点着陆包括:当所述地层倾角为上倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m,井斜角达到85-86度;当所述地层倾角为下倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m,井斜角达到82-84度;以及稳斜钻进到储层顶部,在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。
优选地,所述A靶点实际着陆方式选定轨迹控制方案包括:当A靶点按设计轨迹着陆时,不对钻头作调整;当A靶点较储层预测提前时,调整井斜角,使钻头继续追层;当A靶点相对储层预测滞后时,控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。
优选地,所述利用随钻自然伽马测量以及特殊录井实时资料控制钻头在水平段的轨迹包括:利用方位自然伽马判断井底井斜角与地层相对关系,修正设计井眼轨迹,实时调整控制实钻井眼轨迹。
优选地,所述利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测近钻头地层走向包括:通过对比识别导眼井特征点自然伽马与水平段随钻自然伽马,配合录井分析数据在所述特征点上的变化,从而检测水平段两个特征点间垂深差值H,以及两个特征点间水平位移L,地层倾角θ的计算公式如为:θ=atan(H/L)。
优选地,所述利用方位自然伽马判断井底井斜与地层相对关系包括:利用随钻测量的钻头方位在自然伽马数据上、下值差判断钻头位置,当自然伽马值上值小、下值大时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰上部,当自然伽马上值大、下值小时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰下部,当自然伽马值的上值和下值一致时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰处顶部;以及借助特殊录井手段确认钻头位置,并根据钻头的位置确定井底井斜与地层的相对关系。
基于本发明的另一方面,还提供一种钻井系统,该系统包括:预警控制点确定模块,用于基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点,所述预警控制点用于辅助控制钻头在钻井眼迹中的位置,防止钻头脱离储层;A靶点确定模块,用于以地震解释资料及地质模型为基础,对目的层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标;地层倾角确定模块,用于利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向;A靶点着陆控制模块,根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆,并根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案;以及水平段轨迹控制模块,用于利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,并根据预警控制点控制钻头在水平段的轨迹。
优选地,所述A靶点着陆控制模块包括:追层控制模块,用于当所述目的层储层为上倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m,井斜角达到85-86度;当储层为下倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m,井斜角达到82-84度;并然后稳斜钻进到设计储层顶部,在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。
优选地,所述A靶点着陆控制模块包括A靶点着陆方案选择模块,用于当A靶点按设计轨迹着陆时,不对钻头作调整;当A靶点较储层预测提前时,调整井斜角,使钻头继续追层;当A靶点相对储层预测滞后时,控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。
优选地,所述水平段轨迹控制模块包括:井眼轨迹调整模块,利用方位自然伽马判断井底井斜角与地层相对关系,修正设计井眼轨迹,实时调整控制实钻井眼轨迹。
优选地,所述地层倾角确定模块通过对比识别导眼井特征点自然伽马与水平段随钻自然伽马,配合录井分析数据在所述特征点上的变化,从而检测水平段两个特征点间垂深差值H,以及两个特征点间水平位移L,并根据以下公式计算地层倾角θ:θ=atan(H/L)。
优选地,所述井眼轨迹调整模块包括:钻头位置判断模,用于利用随钻测量的钻头方位在自然伽马数据上、下值差判断钻头位置,当自然伽马值上值小、下值大时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰上部,当自然伽马上值大、下值小时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰下部,当自然伽马值的上值和下值一致时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰处顶部;以及井底井斜与地层的相对关系确定模块,用于借助特殊录井手段确认钻头位置,并根据钻头的位置确定井底井斜与地层的相对关系。
通过上述技术方案,利用所述钻井方法和钻井系统能够精确控制钻头轨迹,并在钻井过程中实时控制和调整井眼轨迹,保证钻头不脱离目的层岩的储层,提高目的优质页岩的钻遇率。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是根据本发明实施例一的钻井方法的流程图;
图2是根据本发明实施例一的钻井方法的优选实施方式流程图;
图3是根据本发明实施例一的钻进中方法的另一优选实施方式的流程图;
图4是根据本发明实施例二的钻井系统的结构图;
图5是应用本发明的上述实施例的钻进方法和系统的实施图;
图6是应用本发明的上述实施例的钻井方法和系统的控制效果图。
附图标记说明
100:预警控制点确定模块 200:A靶点确定模块
300:地层倾角确定模块 400:A靶点着陆控制模块
500:水平段轨迹控制模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
图1是根据本发明实施例一的钻井方法的流程图。如图1所示,该方法包括以下步骤:
在步骤S100中,基于对目的层岩的储层的层岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点,所述预警控制点用于辅助控制钻头在钻井眼迹中的位置,防止钻头脱离储层。
预警控制点可以设置在造斜段或水平段,在设置预警控制点时,可重点针对作为目的层的储层的自然伽马曲线形态进行分析,对自然伽马曲线上出现的特征峰值进行编号,所述预警控制点可以是这些被编号的特征峰值对应的点中的一个或多个。
在步骤S200中,以地震解释资料及地质模型为基础,对目的层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标。同时可以以相同的方法确定B靶点的垂深和坐标,A靶点和B靶点是钻井过程中的两个目标点,是按照一定的数据计算出来的预定目标点,表示井眼轨迹的最终方向,A靶点是井眼轨迹的第一个终点,在水平井中,A靶点是造斜段的终点,即水平段的入口,B靶点就是井眼轨迹的第二个终点。
在步骤S300中,利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向。
自然伽马测量是沿井眼轨迹测量岩层的天然伽马射线强度的方法,岩石一般都含有不同数量的放射性元素,并且不断地放出射线,不同的岩层因其岩性会放射出不同的射线,利用这些规律,根据自然伽马测量结果就有可能划分出钻孔的地质剖面、确定砂泥岩剖面中砂岩泥质含量和定性地判断岩层的渗透性。本实施例就是根据储层的岩性所自然伽马曲线来控制钻头的轨迹。在本领域中的特殊录井方法通常是指元素录井和矿物录井(XRD,XRF)。利用随钻自然伽马测量和特殊录井可以获取钻附近岩层的特性数据,利用这些特性数据能够计算出钻头附近的地层的走向。
在本实施例中,可以通过对比识别导眼井特征点自然伽马与水平段随钻自然伽马,配合录井分析数据在所述特征点上的变化,从而检测水平段两个特征点间垂深差值H,以及两个特征点间水平位移L,地层倾角θ的计算公式如为:θ=atan(H/L)。其中特征点是在钻井过程中,为了控制或计算参数的需要根据自然伽马测和实时录井数据选定的,其数量和位置没有限制,可以根据实际控制或计算需要选取,例如,当钻头在水平井的造斜段或水平段时,为了预测地层倾角而选定轨迹中的两个特征点。
在步骤S400中,根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆。
如图2所示,步骤sS400可以包括以下步骤:
在步骤S410中,为了控制钻头以平滑渐变的轨迹着陆,不因地层倾角的不同产生轨迹突变,A靶点的着陆方式根据钻头附近的地层倾角的不同可以优选为:当所述地层倾角为上倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m,井斜角达到85-86度;当所述地层倾角为下倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m,井斜角达到82-84度;
在步骤S420中,当钻头轨迹平滑时,稳斜钻进到储层顶部,在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。
在步骤S500中,根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案。A靶点即水平井的水平段的入口,钻头在A靶点着陆后,需要进一步判断是否准确中靶,进而钻入水平段。
为了保证钻头准确地在A靶中靶,并顺利进入水平段,可以根据所述A靶点实际着陆方式选定在进入水平段时的轨迹控制方案,其控制方案的选择包括:当A靶点按设计轨迹着陆时,不对钻头作调整;当A靶点较储层预测提前时,根据实时录井数据调整井斜角,使钻头继续追层;当A靶点相对储层预测滞后时,控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。追层即当在设计轨迹点处未钻遇目的储层时,需要调整井斜角来使轨迹着陆在目的储层内,即确保A靶点中靶。
在步骤S600中,利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,并根据所述预警控制点控制钻头在水平段的轨迹。
钻头进入水平段以后,可以利用方位自然伽马判断井底井斜角与地层相对关系,修正设计井眼轨迹,实时调整控制实钻井眼轨迹,从而保证钻头在钻井过程中不脱离储层。
其中,利用方位自然伽马判断井底井斜与地层相对关系可以包括以下步骤:
在步骤610中,利用随钻测量的钻头方位在自然伽马曲线上、下值差判断钻头位置,其判断方法为,当自然伽马值上值小、下值大时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰上部,当自然伽马上值大、下值小时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰下部,当自然伽马值的上值和下值一致时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰处顶部。
在步骤S620中,借助特殊录井手段确认钻头位置,并根据钻头的位置确定井底井斜与地层的相对关系。进一步地,可以根据井底井斜与地层的相对关系调整井斜角,从而保证钻头在储层内进行钻井。
需要注意的是,井斜角是钻头方向相对井眼中心线的夹角,而地层倾角是储层所在的地层相对地表水平面的夹角。
控制钻头在水平段的轨迹的总原则是确保井斜角与地层倾角保持相对最小的夹角,从而使钻头不钻穿储层的上层面或下层面,例如:当前井斜角上翘角度大于地层上倾角度,就需要向下调小井斜角实现轨迹向下调整,确保不钻穿储层上层面,同理,如当前井斜角下倾角度大于地层下倾角度,就需要向上调小井斜角实现轨迹向上调整,确保不钻穿目的层下层面。对钻头的调整控制反映在自然伽马曲线上即为控制钻头在自然伽马曲线的尖峰上缠绕,这种方法易于实施,对井眼轨迹的控制中上下起伏小于5m,可保持井斜角与地层倾角以-0.5~0.5度夹角进行钻井。由于随钻测量的伽马尖峰可能不止有一个,因此虽然在步骤S510中根据自然伽马值的上下值可以判断出钻头处于尖峰的顶部的位置,但此时不能确认钻头处于哪一个尖峰位置,因此需要借助特殊录井手段确定钻头的具体位置。
在本实施例中,还可以对自然伽马曲线的特征峰值进行分级,以分级确定预警控制点,从而实现更加精确的轨迹控制。
图4是根据本发明实施例二的钻井系统的结构图。如图4所示,该系统包括:预警控制点确定模块100,用于基于对目的层岩的储层的层岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点,所述预警控制点用于辅助控制钻头在钻井眼迹中的位置,防止钻头脱离储层;A靶点确定模块200,用于以地震解释资料及地质模型为基础,对目的层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标;地层倾角确定模块300,用于利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向;A靶点着陆控制模块400,根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆,并根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案;以及水平段轨迹控制模块500,用于利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,以及所述预警控制点控制钻头在水平段的轨迹。
其中,所述地层地层倾角确定模块可以通过对比识别导眼井特征点自然伽马与水平段随钻自然伽马,配合录井分析数据在所述特征点上的变化,从而检测水平段两个特征点间垂深差值H,以及两个特征点间水平位移L,并根据以下公式计算地层倾角θ:θ=atan(H/L)。特征点可以根据实际的轨迹控制和计算需要在井眼轨迹中选取。
所述A靶点着陆控制模400块可以包括:追层控制模块,用于当所述目的层岩的储层为上倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m,井斜角达到85-86度;当储层为下倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m,井斜角达到82-84度;并然后稳斜钻进到设计储层顶部,在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。
所述A靶点着陆控制模块还可以包括A靶点着陆方案选择模块,用于当A靶点按设计轨迹着陆时,不对钻头作调整;当A靶点较储层预测提前时,调整井斜角,使钻头继续追层;当A靶点相对储层预测滞后时,控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。
所述水平段轨迹控制模块可以包括:井眼轨迹调整模块,利用方位自然伽马判断井底井斜角与地层相对关系,修正设计井眼轨迹,实时调整控制实钻井眼轨迹。
所述井眼轨迹调整模块可以包括:钻头位置判断模,用于利用随钻测量的钻头方位在自然伽马数据上、下值差判断钻头位置,当自然伽马值上值小、下值大时,判定钻头在自然伽马曲线尖峰上部,当自然伽马上值大、下值小时,判定钻头在自然伽马曲线尖峰下部,当自然伽马值的上值和下值一致时,判定钻头在自然伽马曲线尖峰处顶部;以及井底井斜与地层的相对关系确定模块,用于借助特殊录井手段确认钻头位置,并根据钻头的位置确定井底井斜与地层的相对关系。
其中,所述预警控制点可以根据对伽马曲线的分线对其特征峰值点进行分级,从而设置多个分级的预警控制点。
实施例二中的钻井系统可用于实施所述钻井方法,因此,因细节内容已在实施例一中描述过,在实施例中不再重复描述。
图5是应用本发明的上述实施例的钻进方法和系统的实施图。图5中应用所述钻井系统的界面示意图,并示例了对钻头轨迹实时控制的过程,其中二号峰和三号峰为预警控制点,保证钻头在二号峰和三号峰之间,即可保证井眼轨迹不脱离优质页岩的储层,在钻头在储层或储层之外的地层中前进的过程中,随钻伽马曲线发生变化即代表此时地层倾角发生了变化,因此检测到随钻伽马曲线发生变化时,计算地层倾角,进而根据当前钻头相对于预警控制点的尖峰的位置和地层倾角,调整钻头的井斜角,使钻头在伽马曲线的尖峰值进行钻井。如图5所示,在自然伽马曲线的C点,钻头首先以83°的井斜角进入储层,检测到伽马曲线上升,此时计算得出地层倾角为2.26°,因此需要调整井斜角到87~88度之间,使其平行于地层方向钻井水平段。在D点,伽马值下降,因此需要下调井斜角为87°,使钻头靠近二号峰。之后,随着井斜角的调整,伽马值上升到E点,此时钻头到达二号峰,因二号峰为预警控制点,需要控制钻头不超过二号峰,此时需要调整钻头的井斜角,使伽马值下降。在F点时,钻头已穿越二号峰,调整井斜角至88~89°之间,使其平行地层方向钻入。在G点,检测到伽马值上升,调整井斜角至89°,使其上穿地层,以钻遇优质页岩储层,钻头跨越三号峰后,伽马值发生变化,即代表此处地层倾角发生了变化,但对井斜角调整后伽马值仍然下降,需要继续加大井斜角,使钻头上穿地层。在H点时,伽马值上升,计算地层倾角为1°,通过收集到的方位自然伽马数据,准确判断到轨迹位于二号峰下部,调整井斜角以89~90度钻井,之后地层倾角小于1度,即地层趋于水平,此时伽马曲线趋于平稳,使井斜角平行于地层钻入即可。
图6是应用本发明的上述实施例的钻井方法和系统的控制效果图。在图6中,A点和B点代表A靶点和B靶点,MD表示该点的斜深,TVD代表该点的垂深。1点和2点是为了表明井眼轨迹控制效果而选取的井眼轨迹的两个参考点。从图6中可以看出,利用所述钻井方法和钻井系统有效地使钻头在储层内前井,当钻头到达储层边界时,通过水平段的实时调整,使钻头轨迹逐渐向上方调整,从而保证井眼轨迹不超出优质页岩的储层。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (14)
1.一种钻井方法,其特征在于,该方法包括:
基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点;
以地震解释资料及地质模型为基础,对作为目的层的储层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标;
利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向;
根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆;
根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案;以及
利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,并根据所述预警控制点控制钻头在水平段的轨迹。
2.根据权利要求1所述的钻井方法,其特征在于,所述根据所述地层倾角控制钻头在A靶点着陆包括:
当所述地层倾角为上倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m,井斜角达到85-86度;当所述地层倾角为下倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m,井斜角达到82-84度;以及
稳斜钻进到储层顶部,在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。
3.根据权利要求2所述的钻井方法,其特征在于,所述A靶点实际着陆方式选定轨迹控制方案包括:
当A靶点按设计轨迹着陆时,不对钻头作调整;
当A靶点较储层预测提前时,调整井斜角,使钻头继续追层;
当A靶点相对储层预测滞后时,控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。
4.根据权利要求1所述的钻井方法,其特征在于,所述利用随钻自然伽马测量以及特殊录井实时资料控制钻头在水平段的轨迹包括:
利用方位自然伽马判断井底井斜角与地层相对关系,修正设计井眼轨迹,实时调整控制实钻井眼轨迹。
5.根据权利要求1所述的钻井方法,所述利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测近钻头地层走向包括:
通过对比识别导眼井特征点自然伽马与水平段随钻自然伽马,配合录井分析数据在所述特征点上的变化,从而检测水平段两个特征点间垂深差值H,以及两个特征点间水平位移L,地层倾角θ的计算公式如为:θ=atan(H/L)。
6.根据权利要求4所述的目的层岩钻井方法,其特征在于,所述利用方位自然伽马判断井底井斜与地层相对关系包括:
利用随钻测量的钻头方位在自然伽马数据上、下值差判断钻头位置,当自然伽马值上值小、下值大时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰上部,当自然伽马上值大、下值小时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰下部,当自然伽马值的上值和下值一致时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰处顶部;以及
借助特殊录井手段确认钻头位置,并根据钻头的位置确定井底井斜与地层的相对关系。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的钻井方法,其特征在于,所述预警控制点包括分级的预警控制点。
8.一种钻井系统,其特征在于,该系统包括:
预警控制点确定模块,用于基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析,针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点;
A靶点确定模块,用于以地震解释资料及地质模型为基础,对目的层进行构造解释对比,分析构造形态及优质页岩分布特征,以确定A靶点的垂深和坐标;
地层倾角确定模块,用于利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置,计算地层倾角,预测钻头附近的地层走向;
A靶点着陆控制模块,根据所述地层倾角,控制钻头在A靶点着陆,并根据钻头在A靶点的实际着陆方式,选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案;以及
水平段轨迹控制模块,用于利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料,并根据所述预警控制点控制钻头在水平段的轨迹。
9.根据权利要求8所述的钻井系统,其特征在于,所述A靶点着陆控制模块包括:
追层控制模块,用于当所述目的层储层为上倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m,井斜角达到85-86度;当储层为下倾方向时,控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m,井斜角达到82-84度;并然后稳斜钻进到设计储层顶部,在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。
10.根据权利要求8所述的钻井系统,其特征在于,所述A靶点着陆控制模块包括A靶点着陆方案选择模块,用于当A靶点按设计轨迹着陆时,不对钻头作调整;当A靶点较储层预测提前时,调整井斜角,使钻头继续追层;当A靶点相对储层预测滞后时,控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。
11.根据权利要求8所述的钻井系统,其特征在于,所述水平段轨迹控制模块包括:
井眼轨迹调整模块,利用方位自然伽马判断井底井斜角与地层相对关系,修正设计井眼轨迹,实时调整控制实钻井眼轨迹。
12.根据权利要求11所述的钻井方法,所述地层倾角确定模块通过对比识别导眼井特征点自然伽马与水平段随钻自然伽马,配合录井分析数据在所述特征点上的变化,从而检测水平段两个特征点间垂深差值H,以及两个特征点间水平位移L,并根据以下公式计算地层倾角θ:θ=atan(H/L)。
13.根据权利要求11所述的钻井系统,其特征在于,所述井眼轨迹调整模块包括:
钻头位置判断模块,用于利用随钻测量的钻头方位在自然伽马数据上、下值差判断钻头位置,当自然伽马值上值小、下值大时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰下部,当自然伽马上值大、下值小时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰下部,当自然伽马值的上值和下值一致时,判定钻头在自然伽马曲线上预警控制点的尖峰处顶部;以及
井底井斜与地层的相对关系确定模块,用于借助特殊录井手段确认钻头位置,并根据钻头的位置确定井底井斜与地层的相对关系。
14.根据权利要求8-13中任一项所述的钻井系统,其特征在于,所述预警控制点确定模块设置多个分级的预警控制点。
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