CN108510586B - 一种构建地质导向地层模型的方法 - Google Patents

Abstract

一种构建地质导向地层模型的方法，其包括：获取待分析钻探地区的三维地震数据，根据三维地震数据生成地震剖面；对地震剖面的道数据进行二值化处理，得到二值化地震剖面；对二值化地震剖面中取值为第一数值的数据进行边界化处理，得到第一数值的边界，将位于边界内的第一数值改为第三数值，形成数据序列库；将取值为第一数值的数据点按照坐标位置进行连线，形成矢量地层线，根据矢量地层线构建得到待分析钻探地区的地质导向地层模型。本方法可以将原有的地层数据进行大幅简化，从而只保留少数的有效数据。这样计算机软件可以快速地在更短的内完成相关的数据处理和运算，从而为地质导向工程师提供相关数据，这样也就保障了地质导向应用的实时性。

Description

一种构建地质导向地层模型的方法

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种构建地质导向地层模型的方法。

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，地质导向技术开始广泛应用。在地质导向之前要对地层进行模型建立。运用地震资料提取地层的层序变化特征、储层各反射界面的准确位置及其厚度是油气地球物理勘探的重要内容，也是地质导向地层模型建立的基础。

地震信号可看成是震源子波通过大地滤波后形成的，它是时间和空间上同时变化的地震子波、地层反射系数和噪声等信息的综合反映，这为利用地震资料提取地层反射系数的位置及其横向变化、储层界面的位置及厚度、地层的层序变化等信息提供了可能。

地质导向的应用非常强调实时性，当随钻测量系统测量的数据返回到地面时，现场的地质导向软件需要快速的数据进行处理，判断当前钻头的位置，特别是距离地层边界的钻进距离。地质导向软件的快速处理和分析计算将为现场的导向工程师提供快速决策的依据。

而现有技术中地质导向方法所运用的地层数据非常庞大，这也就需要运用复杂的数据库，一个地层数据库的导入和处理往往需要好几个小时以上，从而不利于地质导向应用的实时性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种构建地质导向地层模型的方法，所述方法包括：

步骤一、获取待分析钻探地区的三维地震数据，根据所述三维地震数据生成地震剖面；

步骤二、对所述地震剖面的道数据进行二值化处理，得到二值化地震剖面；

步骤三、对所述二值化地震剖面中取值为第一数值的数据进行边界化处理，得到第一数值的边界，将位于边界内的第一数值改为第三数值，形成数据序列库；

步骤四、将取值为第一数值的数据点按照坐标位置进行连线，形成矢量地层线，根据所述矢量地层线构建得到所述待分析钻探地区的地质导向地层模型。

根据本发明的一个实施例，所述步骤二包括：

从所述地震剖面的道数据中提取出n个数据，根据提取出的n个数据计算二值化参考值；

根据所述二值化参考值对所述地震剖面中各个数据点的道数据进行二值化处理，得到所述二值化地震剖面。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，搜索所述地震剖面的道数据，提取所述道数据中的前n个数据，并根据提取出的n个数据计算二值化参考值。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，判断数据点的道数据是否小于或等于所述二值化参考值，如果是，则将该数据点的道数据变为第二数值，否则将该数据点的道数据变为第一数值。

根据本发明的一个实施例，所述第一数值优选地为1，所述第二数值优选地为0。

根据本发明的一个实施例，所述第二数值与第三数值均为0。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤四中，将所述矢量地层线绘制在导向剖面中，并在所述矢量地层线所包围的空间内填色，构建得到所述待分析钻探地区的地质导向地层模型。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

步骤五、根据所获取到的钻井轨迹数据和所述地质导向地层模型计算钻头与地层界面的距离。

本发明所提供给的方法可以将原有的地层数据的数量进行大幅简化，从而只保留少数的有效数据。这样在地质导向应用过程中，计算机软件可以快速地在更短的内完成相关的数据处理和运算，从而为地质导向工程师提供相关数据，这样也就保障了地质导向应用的实时性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的构建地质导向地层模型方法的实现流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的地震剖面示意图；

图3是根据本发明一个实施例的对地震剖面的道数据进行二值化处理的流程图；

图4是根据本发明一个实施例的二值化地震剖面的数据图；

图5是根据本发明一个实施例的数据序列库的数据图；

图6是根据本发明一个实施例的矢量地层边界线的效果图；

图7是根据本发明一个实施例的导向剖面图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

现有技术中存在一种水平井随钻测井地质导向方法，该方法适用于确定水平井水平段钻进过程中的随钻测井地质导向。

该方法首先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，随后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。随后，该方法会进一步定义对称标志点，并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，并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，该方法会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，从而为下一步地质导向决策提供依据。

现有技术中还存在一种水平井一体化地质导方法，该方法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，随后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，该方法会通过随钻录井跟踪来控制轨迹，以确保准确着陆，并不断修正地质模型。靶体钻进中，该方法会根据随钻录井、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，并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。

上述现有技术虽然都给出了各种复杂的或者多种数据组合的地质导向方法，但这些方法都缺乏对地震数据的简化处理，从而导致这些方法无法满足地质导向应用的实时性要求。

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种新的构建地质导向地层模型的方法，该方法通过运用测井、地震和随钻测井资料来实现地质导向地层模型的快速构建。

图1示出了本实施例中该地质导向地层模型构建方法的实现流程示意图。

如图1所示，本实施例所提供的地质导向地层模型构建方法首先在步骤S101中获取待分析钻探地区的三维地震数据，并在步骤S102中根据上述三维地震数据生成地震剖面。

本实施例中，该方法在步骤S101中所获取到的待分析钻探地区的三维地震数据优选地包括：时间数据、深度数据、地震分层数据和地层基准面海拔数据等。在步骤S102中，该方法会对步骤S101中所获取到的三维地震数据进行波形特征和深度对比处理，以从数据中提取如图2所示的地震剖面图。该地震剖面图能够显示反射层结构，以及发射界面的位置及水平方向的走势。

在得到地震剖面后，如图1所示，该方法会在步骤S103中对地震剖面的道数据进行二值化处理，从而得到二值化地震剖面。本实施例中，该方法会从地震剖面的道数据中提取出n个数据，并根据所提取出的n个数据来计算二值化参考值。在得到二值化参考值后，该方法会根据上述二值化参考值对地震剖面中各个数据点的道数据来进行二值化处理，从而得到二值化地震剖面。

图3示出了本实施例中对地震剖面的道数据进行二值化处理的流程示意图。

如图3所示，本实施例中，该方法会在步骤S301中从地震剖面的道数据中提取出前n个数据，并在步骤S302中计算这n个数据的平均值，从而得到二值化参考值。即存在：

b＝(V₁+V₂+...+V_n)/n (1)

其中，b表示二值化参考值，V_i表示第i个数据点的道数据。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，上述n的取值可以根据实际需要配置为不同的合理值，本发明不限于此。

在得到二值化参考值b后，该方法会在步骤S303中判断地震剖面中各个数据点的道数据是否小于或等于二值化参考值b。其中，如果某数据点的道数据小于或等于二值化参考值b，那么该方法就会在步骤S304中将该数据点的道数据改为第二数值；而如果该数据点的道数据大于二值化参考值b，那么该方法就会在步骤S305中将该数据点的道数据改为第一数值。

本实施例中，上述第一数值优选地为1，第二数值优选地为0。这样通过步骤S103也就可以得到如图4所示的二值化地震剖面的数据图。需要指出的是，在本发明的其他实施例中，第一数值和第二数值还可以选取为其他合理值，但需要确保第一数值不等于第二数值。

再次如图1所示，在得到二值化地震剖面后，该方法会在步骤S104中对二值化地震剖面中取值为第一数值的数据进行边界化处理，从而得到第一数值的边界。在得到第一数值的边界后，该方法会在步骤S105中将位于上述边界内的第一数值改为第三数值，从而形成数据序列库。

本实施例中，上述第三数值优选地设置为2，这样通过上述步骤S104和步骤S105也就可以基于图4得到图5所示的数据序列库的数据图。当然，在本发明的其他实施例中，上述第三数值还可以配置为其他合理值，但是，上述第三数值需要区别于第一数值，即上述第三数值需要不等于第一数值，本发明不限于此。例如，在本发明的一个实施例中，上述第三数值也可以等于第二数值。

如图1所示，在得到数据序列库后，该方法会在步骤S106中将数据库中取值为第一数值的数据点按照坐标位置进行连线，从而形成矢量地层线。本实施例中，通过对数值为1的数据点按照坐标位置进行连线，可以得到如图6所示的矢量地层线。

在得到矢量地层线后，该方法会在步骤S107中根据步骤S106中所得到的矢量地层线构建得到待分析钻探地区的地质导向地层模型。具体地，本实施例中，该方法在步骤S107中会将步骤S106中所得到的矢量地层线绘制在导向剖面中，并在矢量地层线所包围的空间内填色，从而构建得到待分析钻探地区的地质导向地层模型。本实施例中，该方法所得到的地质导向地层模型如图7所示。

本实施例中，该方法优选地按照实际的地层比例尺来将上述矢量地层线会知在导向剖面中。同时，需要指出的是，在本发明的不同实施例中，该方法在矢量地层线所包围的空间内所填的颜色可以根据实际需要配置为不同的合理色，本发明不限于此。

本实施例中，该方法通过对矢量地层线所包围的空间进行填色可以更加清楚地确定标志性地层，从而使得导向施工人员可以清楚地指导钻头与地层的情况。

如图1所示，在构建得到待分析钻探地区的地质导向地层模型后，该方法会在步骤S108中根据获取到的钻井轨迹数据和上述地质导向地层模型来计算钻头与地层界面的距离，从而表征出钻头与地层的位置关系。

本实施例中，该方法可以将原有的地层数据库简化掉90％以上，只保留不到10％的有效数据。这样在地质导向应用过程中，计算机软件可以快速地在1分钟以内完成相关的数据处理和运算，从而为地质导向工程师提供相关数据，这样也就保障了地质导向应用的实时性。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的构建地质导向地层模型的方法可以通过运用测井、地震、随钻测井资料进行随钻导向模型的快速构建、实时校正和更新技术，分析水平井井眼轨迹空间关系，计算和重构地层参数应用于优质储层预测和井眼稳定性预测等，为钻井轨迹、钻井参数调整提提供决策依据，从而提高水平井钻井效率、优质储层钻遇率以及优化完井方案。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (7)

1.一种构建地质导向地层模型的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、获取待分析钻探地区的三维地震数据，根据所述三维地震数据生成地震剖面；其中，所述三维地震数据至少包括：深度域地震数据体、标志层深度；

步骤二、对所述地震剖面的道数据进行二值化处理，得到二值化地震剖面，以显示反射层结构，以及反射界面的位置及水平方向的走势；

步骤三、对所述二值化地震剖面中取值为第一数值的数据进行边界化处理，得到第一数值的边界，将位于边界内的第一数值改为第三数值，形成数据序列库；

步骤四、将取值为第一数值的数据点按照坐标位置进行连线，形成矢量地层线，根据所述矢量地层线构建得到所述待分析钻探地区的地质导向地层模型；

所述步骤二包括：

从所述地震剖面的道数据中提取出n个数据，根据提取出的n个数据计算二值化参考值；

根据所述二值化参考值对所述地震剖面中各个数据点的道数据进行二值化处理，得到所述二值化地震剖面。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，搜索所述地震剖面的道数据，提取所述道数据中的前n个数据，并根据提取出的n个数据计算二值化参考值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，判断数据点的道数据是否小于或等于所述二值化参考值，如果是，则将该数据点的道数据变为第二数值，否则将该数据点的道数据变为第一数值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一数值为1，所述第二数值为0。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二数值与第三数值均为0。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，将所述矢量地层线绘制在导向剖面中，并在所述矢量地层线所包围的空间内填色，构建得到所述待分析钻探地区的地质导向地层模型。

7.如权利要求1~6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤五、根据所获取到的钻井轨迹数据和所述地质导向地层模型计算钻头与地层界面的距离。

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