CN109472867B - 一种将钻井位置信息影响范围定量化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤层气排采及计算机绘图技术，具体涉及一种将钻井位置信息影响范围定量化的方法，步骤为：收集目标区域的煤层气钻孔数据，并分析校正提取目标地层的实三维际坐标信息；网格剖分及绘制等值线图：根据提取的目标地层的实三维际坐标，将绘图区域划分为N×M阶网格，即N×M个剖分点，通过克里金插值技术对网格进行插值，形成grid文件，然后通过该文件绘制等值线图；计算钻孔数据在剖分网格上的影响值，并根据计算得出的影响值绘制精确性评价图。通过最终形成与等值线图相对应的精确性评价图来快速判断评价相应钻井位置的影响范围。

Description

一种将钻井位置信息影响范围定量化的方法

技术领域

本发明涉及煤层气排采及计算机绘图技术，具体涉及一种将钻井位置信息影响范围定量化的方法，用于评价地层等值线图局部区域的可信度。

背景技术

在煤层气开发过程中，会在井田范围内形成较为密集的钻孔，为了把钻孔描述的结果准确、详细、直观地表达出来，从而进行科学的管理和决策，地质人员绘制了各种各样的图件。在这些图件当中，等值线图是最主要，最常用的一种，能够表示地质、地球物理变量的空间变化趋势和特征，进而反映地下地层的性质，如埋深、层厚、孔隙度、渗透率、含油饱和度等。

绘制等值线图根据用到的插值方法不同，其反演的图件质量不一，煤层气井等值线图运用最多的是克里金插值方法。前人们通过改进各种方法来提高图件的反演质量，让其更接近现实情况，但在等值线图的局部绘图质量上评价不多。鉴于此，本发明提供了一种反映钻孔位置信息在等值线图局部影响值的计算方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种将钻孔位置信息对等值线图影响定量化的方法，从而对等值线图各区域的反演可信度进行评价。

本发明采用如下技术方案：

一种将钻井位置信息影响范围定量化的方法，其特征在于，步骤如下：

1）收集目标区域的煤层气钻孔数据，并分析校正提取目标地层的实三维际坐标信息；

2）网格剖分及绘制等值线图：根据提取的目标地层的实三维际坐标，将绘图区域划分为N×M阶网格，，即N×M个剖分点，通过克里金插值技术对网格进行插值，形成grid文件，然后通过该文件绘制等值线图；

3）计算钻孔数据在剖分网格上的影响值，并根据计算得出的影响值绘制精确性评价图。

收集的煤层气钻孔数据包括井名、井口坐标、高程、目标地层底板深度及厚度和井斜数据表。

所述井斜数据表是由深度（s）、天顶角（angle）、方位角（azimuth）三个物理量组成的一个n×3阶矩阵，不同深度的实际三维坐标为：

所述

所述

其中i为步长为1的n阶等差数列，ds为相邻两个深度之间的距离，R为s（i-1）与是s（i）之间的水平位移，x（i）、y(i)、 z(i)为第s（i）处对应的实际三维坐标；

目标地层（L）的实际三维坐标为：

其中:s（i-1）≤L≤s（i）。

每个钻孔值对剖分点的影响权值为

，其中Xi为影响范围内的某一钻孔，D为影响半径，d为该钻孔与剖分点之间的平均距离，该剖分点最终影响权值为：

，其中n为在影响半径D范围内的钻孔总数，影响半径D=d×30%。

通过最终形成与等值线图相对应的精确性评价图来快速判断评价相应钻井位置的影响范围。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为不同井数的AB剖面精确性评价图；

图3不同井数的AB剖面3煤底板高程变化曲线；

图4不同井数的AB剖面3煤厚度变化曲线。

具体实施方式

本发明的设计思路是：钻孔信息在各位置的属性信息符合区域化变量的性质，以评价等值线图局部区域的绘图质量为出发点，计算钻井基础数据在等值线图各处的影响值，绘制一幅可以清晰显示等值线图各处可信程度的图件。

本发明是基于MATLAB平台，通过编写程序计算完成的。具体是通过一系列具有三维坐标信息的地层属性离散数据，应用克里金插值法绘制的等值线图，本发明将煤层气井在等值线图中的各点影响进行加权叠加，然后绘制出相应的图件，显示出等值线图各点的可信度值，并可提取属性剖面和相应的可信度剖面。具体步骤如下：

（1）数据准备及坐标校正

数据准备工作主要包括提取每口井的以下数据：井名、井口坐标、高程、目标地层（煤层）底板深度及厚度、井斜数据表等。井斜数据表由深度（s）、天顶角（angle）、方位角（azimuth）三个物理量组成的一个n×3阶矩阵，首先计算不同深度的实际三维坐标：

其中i为步长为1的n阶等差数列，ds为相邻两个深度之间的距离，R为s（i-1）与是s（i）之间的水平位移，x（i）、y(i)、 z(i)为第s（i）处对应的实际三维坐标。

然后计算目标地层（L）的实际三维坐标：

其中:s（i-1）≤L≤s（i）；

（2）网格剖分及绘制等值线图

提取目标地层的三维实际坐标，将绘图区域划分为N×M阶网格，通过克里金插值技术对其进行插值，形成grid文件。通过该文件绘制等值线图。

（3）计算钻孔数据在剖分网格上的影响值

地层岩石具有两种性质：其一是随机性即受测验误差和自然因素的影响，使其呈现出不规则变化；其二结构性即受自身形成机理的制约，在一定范围内各点呈现某种程度的相关关系。因而它是“区域化变量”，即不能用随机变量来描述，也不能用一般的确定函数来描述，在计算钻孔数据在剖分网格上的影响值时应做以下考虑：实际地质钻孔的空间分布位置及密度，如果相邻两钻孔间距离为d，则当地层延展变化信息的波长小于2d时，该信息就会完全丢失，因此以钻孔平均间距的30%为半径的圆作为每个剖分点受钻孔影响的范围。该部分的计算分为两部分：首先计算钻孔数据的平均距离d，影响半径D=d×30%；然后计算每个剖分点受钻孔的影响值。

步骤2中提到绘制等值线图时将绘图区域划分为了N×M阶网格，在此需要计算出N×M个剖分点受钻孔的影响值。本项目中计算钻孔影响值采用了距离反比加权法，即每一个钻孔值对剖分点的影响权值为：

其中：Xi为影响范围内的某一钻孔，D为影响半径，d为该钻孔与剖分点之间的距离。该剖分点的最终影响权值为：

其中：n为在影响半径D范围内的钻孔总数。

通过在MATLAB平台上编写程序计算每一个剖分点的影响权值。

（4）通过步骤3结果绘制精确性评价图。

下面以某煤层区域为例本发明方法作具体说明：

在绘制地层等值线图时，将该区域剖分为87×60阶网格，每个网格的实际大小为100m×100m方格，通过克里金插值法绘制相应的地层等值线图,随后编程计算出每个剖分点的钻井影响值，绘制出相应的精确性评价图。

研究区域共有井数322口，为了验证数据处理结果的合理性，分别以井数N=322、223、124为基础数据绘制了相应的3号煤底板等值线图、厚度等值线图，通过Suffer软件中的剖面图功能，提取了一条剖面（AB剖面），对比了3种不同井位分布下反演结果的差异性。并通过改变井数（通过随机函数进行随机选择）绘制的一系列煤层厚度等值线图以及相应的精确性评价图。

图2-图4是在等值线图上选取了一条剖面线AB绘制的一系列图件。图2为不同井数的AB剖面精确性评价图。图3是不同井数的AB剖面3煤底板高程变化曲线。图4是不同井数的AB剖面3煤厚度变化曲线。

Claims (2)

1.一种将钻井位置信息影响范围定量化的方法，其特征在于，步骤如下：

1）收集目标区域的煤层气钻孔数据，并分析校正提取目标地层的实际三维坐标信息，收集的煤层气钻孔数据包括井名、井口坐标、高程、目标地层底板深度及厚度和井斜数据表；

2）网格剖分及绘制等值线图：根据提取的目标地层的实际三维坐标，将绘图区域划分为N×M阶网格，即N×M个剖分点，通过克里金插值技术对网格进行插值，形成grid文件，然后通过该文件绘制等值线图；

3）计算钻孔数据在剖分网格上的影响值，并根据计算得出的影响值绘制精确性评价图，

所述井斜数据表是由深度s、天顶角angle、方位角azimuth三个物理量组成的一个n×3阶矩阵，不同深度的实际三维坐标为：

所述

所述

其中i为步长为1的n阶等差数列，ds为相邻两个深度之间的距离，R为s（i-1）与s（i）之间的水平位移，x（i）、y(i)、 z(i)为第s（i）处对应的实际三维坐标；

目标地层（L）的实际三维坐标为：

其中:s（i-1）≤L≤s（i）。

2.根据权利要求1所述的将钻井位置信息影响范围定量化的方法，其特征在于：每个钻孔值对剖分点的影响权值为

，其中Xi为影响范围内的某一钻孔，D为影响半径，di为该钻孔与剖分点之间的平均距离，该剖分点最终影响权值为：

，其中n为在影响半径D范围内的钻孔总数，影响半径D=d×30%，所述d为钻孔数据的平均距离。

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