CN109138837A - 油藏地质导向方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油藏钻井勘探开发技术领域，是一种油藏地质导向方法，包括利用地震剖面资料横向追踪待施工的水平井的靶点垂深；建立待施工的水平井与邻井的地层对比图；建立三维地质模型，三维地质模型包括建立待施工水平井的钻前静态地质模型和动态地质模型；在动态地质模型中，根据待施工水平井的闭合方位制作二维切片，观察设计轨道是否在油层中穿行，并及时调整轨迹；对地层倾角进行预测；轨迹精确着陆；水平段轨迹控制，预测钻头在油藏纵向剖面图中的位置，调整井眼轨迹。本发明以待施工的水平井随钻测井数据为基础，结合邻井地层对比图，利用软件建立三维地质模型，指导轨迹钻进，有效确保了油层钻遇率的提升。
Description
技术领域
本发明涉及油藏钻井勘探开发技术领域，是一种油藏地质导向方法。
背景技术
目前，我国部分地区的油藏地质深层构造是以含泥白云岩和泥灰岩为主的碳酸盐岩储层，自上而下钻遇上油砂山组(N2 2)、下油砂山组(N2 1)、上干柴沟组(N1)、下干柴沟组上段(E3 2)，其中储层位于下干柴沟组上段(E3 2)，其岩性特征：中上部地层以灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰色、深灰色钙质泥岩、钙质粉砂岩、泥质粉砂岩、深灰色泥云岩及少量白色石膏层，灰色粉砂岩、含膏泥岩。下部地层以深灰色、灰色砂质泥岩、钙质泥岩、泥岩为主，夹少量灰色、灰黑色泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩，灰黄色、灰色、深灰色泥灰岩，深灰色泥晶白云岩。其电性特征：上部地层深侧向视电阻率曲线变化平缓，呈指状，最大大200Ω.m，最小4Ω.m，一般20--50Ω.m；下部地层深侧向视电阻率曲线变化较大，呈锯齿状，最大3000Ω.m，最小5.0Ω.m，一般在10-200Ω.m之间。自然伽玛曲线变化较大，呈尖峰状，其值最大140API，最小50API，自然电位异常不明显。其岩电组合特征：深侧向视电阻率高值对应于钙质泥岩、泥灰岩、泥晶白云岩及石膏层，低值对应于泥岩层；自然伽玛高值对应于泥岩层,中低值对应于石膏层，低值对应于砂质岩层、裂缝层。通过对该地质的钻井资料调研，开展影响该地质定向钻井提速原因调研分析，钻井难点主要表现在以下方面：(1)油田开发主体构造位于构造逆断层下盘，地层呈叠瓦状构造形态，构造形态异常复杂，设计油层与实钻出入较大。(2)油藏属储集空间以裂缝、晶间孔隙、溶蚀孔、孤立散点式溶蚀孔及块状碳酸盐岩内部溶蚀孔为主，非均质性强，横向变化大，井与井差异大。(3)断层十分发育，地层倾角大，构造小，无明显岩性标志层，油层准确着陆难度大。油层连续性差，油藏储层较薄，有效垂厚不足1m，水平段地质调整轨迹次数多，平均每口井调整10次左右，影响水平段机械钻速。(4)井底条件复杂，油水层识别难度大，井眼轨迹控制要求精确度高，油层钻遇率较低。
发明内容
本发明提供了一种油藏地质导向方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决油藏高温、高压、盐膏层分布段多，存在油水层识别难度大，油层钻遇率低的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：油藏地质导向方法,包括以下步骤：
步骤一：利用地震剖面资料横向追踪待施工的水平井的靶点垂深；
步骤二：建立待施工的水平井与邻井的地层对比图，根据对比区域的井位分布图选定对比剖面线，将待施工的水平井与邻井的自然伽马数据、电阻率、岩性标志层、厚度分别进行对比，根据得到的地层海拔高低判定待施工的水平井所在地层是提前或推后；
步骤三：建立三维地质模型，三维地质模型包括建立待施工水平井的钻前静态地质模型和动态地质模型，根据静态地质模型指导靶点着陆,根据动态地质模型指导精准寻找油层；
步骤四：在动态地质模型中，根据待施工水平井的闭合方位制作二维切片，观察设计轨道是否在油层中穿行，并及时调整轨迹；
步骤五：对地层倾角进行预测并根据地层垂深变化，不断计算地层倾角，以确定着陆时的井斜角范围；
步骤六：轨迹精确着陆，综合利用随钻LWD测井数据和录井信息从二维切片中的造斜点开始卡准各标志层，逐层跟踪对比，连续预测地层产状和着陆点深度变化，以标志层为控制点，确定油层倾角及入靶井斜角，逐步调整轨迹，以确保地质着陆；
步骤七：水平段轨迹控制，根据油藏剖面构造形态的走势，预测钻头在油藏纵向剖面图中的位置，调整井眼轨迹。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述在步骤五中，计算倾斜地层垂深包括以下过程：设AB为井眼轨迹，AC为地层真厚度H,BD为水平位移S，钻进方向地层视倾角∠CBD为α，AC＝AF，则计算上倾方向或下倾方向的钻进垂直厚度、垂厚增加或垂厚减少公式分别如下：
下斜方向钻进：
垂厚AD＝S×tgα+H/cosα，
垂厚增加DF＝DE+EF＝S×tgα+H/cosα-H，
上倾方向钻进：
垂厚AD＝H/cosα-S×tgα，
垂厚减少DF＝DE-EF＝S×tgα-(H/cosα-H)。
本发明为现场地质导向提供技术支持，为地质人员进一步认识清楚地层提供依据。本发明有效解决水平井施工过程中存在的钻井难点、地质难点，油藏高温、高压、盐膏层分布段多的问题，指导井眼轨迹精确着陆，确保钻遇更多的油层。以待施工的水平井随钻测井数据为基础，结合邻井地层对比图，利用软件建立三维地质模型，指导轨迹钻进，有效确保了油层钻遇率的提升。
附图说明
附图1为本发明实施例1的流程图。
附图2为本发明实施例1的三维地质模型示意图。
附图3为本发明实施例1的二维切片示意图。
附图4为本发明实施例1的下倾方向地层倾角示意图。
附图5为本发明实施例1的上倾方向地层倾角示意图。
附图6为本发明实施例2的地震资料追踪靶点图。
附图7为本发明实施例2的的地层对比示意图。
附图8为本发明实施例2的卡出地层大层段的对比示意图。
附图9为本发明实施例2的小层组对比示意图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1至3所示，油藏地质导向方法，包括以下步骤：
步骤一：利用地震剖面资料横向追踪待施工的水平井的靶点垂深；
步骤二：建立待施工的水平井与邻井的地层对比图，根据对比区域的井位分布图选定对比剖面线，将待施工的水平井与邻井的自然伽马数据、电阻率、岩性标志层、厚度分别进行对比，根据得到的地层海拔高低判定待施工的水平井所在地层是提前或推后；
上述在步骤二中，选择邻井时，根据标志层找出曲线形态相似，异常幅度变化规律相似的进行井间对比，先卡出大层段，再分小层组，最后根据每口井各层位的对应关系进行逐层对比。
步骤三：建立三维地质模型，三维地质模型包括建立待施工水平井的钻前静态地质模型和动态地质模型，根据静态地质模型指导靶点着陆,根据动态地质模型指导寻找油层，以提升钻遇率；
利用随钻资料进行小层对比与二维轨迹跟踪，地层视倾角模拟与计算，反复检验和修正地质模型，根据LWD数据，参考录井油气显示情况来调整轨迹，确保地质着陆与在油层中穿行，提高油层钻遇率。
步骤四：在动态地质模型中，根据待施工水平井的闭合方位制作二维切片，观察设计轨道是否在油层中穿行，并及时调整轨迹；
步骤五：对地层倾角进行预测，并根据地层垂深变化，不断计算地层倾角，以确定着陆时的井斜角范围；
在待施工的水平井钻进过程中，水平井井眼轨迹着陆之前，需要根据随钻测井数据实时进行邻井对比，划分地层，为水平井着陆做好准备工作。
步骤六：轨迹精确着陆，综合利用随钻LWD测井数据和录井信息从二维切片中的造斜点开始卡准各标志层，逐层跟踪对比，连续预测地层产状和着陆点深度变化；以标志层为控制点，确定油层倾角及入靶井斜角，逐步调整轨迹，以确保地质着陆；
步骤七：水平段轨迹控制，根据油藏剖面构造形态的走势，预测钻头在油藏纵向剖面图中的位置，调整井眼轨迹。
本发明的三维地质模型建模采用石文地质建模系统，该系统为现有公知的技术，
SharewinModel石文地质建模系统是针对油气田开发阶段进行油气藏构造及其储集层形态描述的地质建模软件，应用地质统计学，平面、空间网格技术，融合录井、测井、地质综合分析、快速高效三维可视化等技术，依托高效一体化的解释流程、集成统一的应用环境和优化的数据管理架构，最终实现油气藏的空间定量描述。
SharewinModel石文地质建模系统提供了面向应用的数据管理和工区管理、断层建模、构造建模、沉积相建模、属性建模、油气藏建模、数字化自动建模等功能。
测井层序建模是储层研究的一种新方法，利用地震和测井资料建立高精度的储层模型，为储层的进一步研究(如井轨迹设计)提供三维可视化平台。本模块以层面为基础，建立层序结构模型，然后利用纵向高分辨率的井曲线数据，建立属性模型。
系统为了进一步了解属性的空间分布，可以生成各种切片和剖面等几何体。本系统采用先进的三维可视化技术，实时地显示井轨迹、井曲线、剖切面等地质几何体。三维窗口实现了几何体的缩放、旋转、移动、播放等基本功能，同时提供了方便简洁的交互工具，为用户带来极大便利。
可根据实际需要，对上述油藏地质导向方法作进一步优化或/和改进：
如附图4、5所示，在步骤五中，计算倾斜地层垂深包括以下过程：设AB为井眼轨迹，AC为地层真厚度H,BD为水平位移S，钻进方向地层视倾角∠CBD为α，AC＝AF，则计算上倾方向或下倾方向的钻进垂直厚度、垂厚增加或垂厚减少公式分别如下：
下斜方向钻进：
垂厚AD＝S×tgα+H/cosα，
垂厚增加DF＝DE+EF＝S×tgα+H/cosα-H，
上倾方向钻进：
垂厚AD＝H/cosα-S×tgα，
垂厚减少DF＝DE-EF＝S×tgα-(H/cosα-H)
由于地层真厚度不容易获得，常将直井的层垂厚度近似地当作垂厚H/cosα，可以反算地层视倾角。
实施例2：如图6至9、表1所示，对青海英西狮子沟水平井施工提出的地质导向方法，包括以下步骤：
(1)根据附图6所示，利用地震资料追踪靶点,地层视倾角，看与设计是否有较大差异，根据垂深变化提出井眼轨道初步优化方案；
(2)收集施工水平井钻井地质设计、钻井工程设计(海拔数据、井口坐标)，直井段测井数据、地层信息；收集邻井完井总结、测井曲线、录井岩性剖面、地质分层数据、完钻井解释成果；
(3)如附图7所示，将收集到的信息录入到地质导向软件中，形成施工水平井与邻井的对比图；
(4)如附图8、9所示，建立地层对比图，根据对比区域的井位分布图选定对比剖面线，根据标志层找出曲线形态相似，异常幅度变化规律相似的进行井间对比，根据正钻井与邻井资自然伽马数据、电阻率或岩性标志层、厚度等进行地层对比，先卡出大层段，再分小层组，最后根据每口井各层位的对应关系进行逐层对比，进行地层对比时，根据地层的海拔的高低来判断地层的提前或推后；
(5)建立三维地址模型，从地层对比预测、地质解释两个方面进行井眼轨迹控制，指导轨迹靶点着陆,利用随钻资料对油气层进行实时跟踪，通过反复检验和修正地质模型，来指导轨迹在目的层内穿行；
(6)实时地层倾角预测，根据地层对比情况，计算地层倾角，判断靶点垂深，根据靶点垂深，调整、优化后续带钻井眼轨道；
(7)轨迹精确着陆；从造斜点开始综合利用随钻LWD测井数据和录井资料，卡准各标志层；逐层跟踪对比，连续预测地层产状和着陆点深度变化；以标志层为控制点，确定油层倾角及入靶井斜角，逐步调整轨迹，确保地质着陆；利用静态地质模型进行靶点着陆,利用随钻资料对油气层进行实时跟踪，通过反复检验和修正地质模型，来指导轨迹在目的层内穿行；利用地震资料追踪靶点,地层视倾角；利用随钻资料反复检验和修正地质模型，确保精准着陆；
(8)水平段轨迹控制；根据随钻测井数据，电阻，伽马，判断钻头位置调整轨迹，在水平段地质导向过程中，根据LWD随钻测井数据、录井等信息进行储层流体性质判断，综合分析钻头在油藏中的位置，根据油层倾角变化，及时调整轨迹，使轨迹尽可能的在油层中穿行，提高油层钻遇率；水平段根据油藏特征、钻井方向上地层视倾角的变化、LWD测量数据(深浅电阻率、伽马数据)、录井油气显示来评价储层流体性质，预测钻头在油藏纵向剖面图中的位置，调整井眼轨迹。地质导向人员根据油藏剖面构造形态的走势，预判钻头在油层中的位置，定向人员按照钻进方向上地层视倾角的变化，及时调整井斜角，确保轨迹垂深在纵向油藏剖面低伽马与气测显示较好的泥灰岩或含泥白云岩中钻进。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
表1 优化后的井眼轨道
Claims (2)
1.一种油藏地质导向方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：利用地震剖面资料横向追踪待施工的水平井的靶点垂深；
步骤二：建立待施工的水平井与邻井的地层对比图，根据对比区域的井位分布图选定对比剖面线，将待施工的水平井与邻井的自然伽马数据、电阻率、岩性标志层、厚度分别进行对比，根据得到的地层海拔高低判定待施工的水平井所在地层是提前或推后；
步骤三：建立三维地质模型，三维地质模型包括建立待施工水平井的钻前静态地质模型和动态地质模型，根据静态地质模型指导靶点着陆,根据动态地质模型指导精准寻找油层；
步骤四：在动态地质模型中，根据待施工水平井的闭合方位制作二维切片，观察设计轨道是否在油层中穿行，并及时调整轨迹；
步骤五：对地层倾角进行预测并根据地层垂深变化，不断计算地层倾角，以确定着陆时的井斜角范围；
步骤六：轨迹精确着陆，综合利用随钻LWD测井数据和录井信息从二维切片中的造斜点开始卡准各标志层，逐层跟踪对比，连续预测地层产状和着陆点深度变化，以标志层为控制点，确定油层倾角及入靶井斜角，逐步调整轨迹，以确保地质着陆；
步骤七：水平段轨迹控制，根据油藏剖面构造形态的走势，预测钻头在油藏纵向剖面图中的位置，调整井眼轨迹。
2.根据权利要求1所述的油藏地质导向方法，其特征在于步骤五中，计算倾斜地层垂深包括以下过程：设AB为井眼轨迹，AC为地层真厚度H,BD为水平位移S，钻进方向地层视倾角∠CBD为α，AC＝AF，则计算上倾方向或下倾方向的钻进垂直厚度、垂厚增加或垂厚减少公式分别如下：
下斜方向钻进：
垂厚AD＝S×tgα+H/cosα，
垂厚增加DF＝DE+EF＝S×tgα+H/cosα-H，
上倾方向钻进：
垂厚AD＝H/cosα-S×tgα，
垂厚减少DF＝DE-EF＝S×tgα-(H/cosα-H)。
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