CN110020446B - 一种地质导向预警方法 - Google Patents

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Abstract

一种地质导向预警方法，其包括：获取目标井所在工区的地层层位深度模型；根据钻井预警类型确定有效测井曲线，获取对应的有效测井曲线数据，根据有效测井曲线数据确定地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据；获取井眼轨迹的钻头斜深点数据和目标井的有效测井曲线数据并确定预警分析数据；根据钻头斜深点数据确定钻头的当前垂深数据，根据当前垂深数据确定钻头在地层层位深度模型中的地层层位，根据预警分析数据以及钻头在地层层位深度模型中的地层层位的特性数据确定是否需要进行地质导向预警。本方法在实施过程中不再需要人工的参与，这样也就避免了由于采用人工经验进行地层判断与对比而给判别结果所带来的滞后性以及低准确性。

Description

一种地质导向预警方法
技术领域
本发明涉及油气开发与勘探技术领域，具体地说，涉及一种地质导向预警方法。
背景技术
随着石油钻探技术的发展，以往无法实现商业开采的复杂油气藏也可以通过水平井方式开采。这种钻井工艺可以大大增加井轨迹与储层接触的有效长度，扩大了泄油面积，提高了油气藏采收率，特别对于页岩油气藏的开发，水平井钻井技术发挥着至关重要的作用。但水平井钻井同时也对井轨迹控制、钻井风险预测与规避方面提出了更高的要求，地质导向方法也就得到了广泛的应用。
目前主流的地质导向技术往往利用随钻测井工具(LWD)来根据人工经验进行简单的地层判断与对比，进而尝试性地修正经验轨迹。该种方法具有滞后性且准确性较低，其无法获知钻头的位置与相应地层界面的情况。该方法不仅常常造成钻遇率低下的问题，还会大幅增加钻井的风险。
因此，在钻井过程中，如何快速准确实施监控钻头的位置、地层对钻井施工可能造成的风险，是钻井工程师们关心的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种地质导向预警方法，所述方法包括：
步骤一、获取目标井所在工区的地层层位深度模型；
步骤二、根据钻井预警类型确定有效测井曲线，基于所述有效测井曲线获取对应的有效测井曲线数据，根据所述有效测井曲线数据确定所述地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据；
步骤三、获取井眼轨迹的钻头斜深点数据和目标井的有效测井曲线数据，根据所述钻头斜深点数据以及目标井的有效测井曲线数据确定预警分析数据；
步骤四、根据所述钻头斜深点数据确定钻头的当前垂深数据，根据所述当前垂深数据确定钻头在所述地层层位深度模型中的地层层位，根据所述预警分析数据以及钻头在所述地层层位深度模型中的地层层位的特性数据确定是否需要进行地质导向预警。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，根据获取到的目标井所在工区的地层分层数据和目标井的邻近直井数据，确定所述地层层位深度模型。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，根据目标井所在工区的直井或导眼井对应的有效测井曲线数据来确定所述地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据，其中，地层层位的特性数据包括该地层层位的特性数据最大值和特性数据最小值。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，
当钻井预警类型为轨迹走向预警时，选取井斜曲线和/或方位曲线作为有效测井曲线；
当钻井预警类型为钻遇地层预警时，选取伽马曲线、电阻率曲线和/或气测曲线作为有效测井曲线。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，从目标井的有效测井曲线中取所述钻头斜深点数据以前预设数量的有效测井曲线点数据，计算所获取的有效测井曲线点数据的平均值，得到所述预警分析数据。
根据本发明的一个实施例，根据如下表达式计算所述预警分析数据：
Figure BDA0001393256890000021
其中，VAL表示预警分析数据，k表示获取到的目标井的有效测井曲线点数据的总数，Vk表示钻头斜深点所对应的有效测井曲线点数据，Vk-1表示钻头斜深点之前一个斜深点所对应的有效测井曲线点数据。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤四中，
根据所述预警分析数据以及钻头在所述地层层位深度模型中的地层层位的特性数据确定当前风险指数；
根据所述当前风险指数与预设风险指数阈值判断是否需要进行地质导向预警。
根据本发明的一个实施例，如果当前风险指数小于预设风险置于阈值，那么则判定此时需要进行地质导向预警。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤四中，根据如下表达式计算当前风险指数：
Figure BDA0001393256890000031
其中，I表示当前风险指数，VAL表示预警分析数据，val1和val0分别表示钻头在地层层位深度模型中的地层层位的特性数据最大值和特性数据最小值。
根据本发明的一个实施例，如果当前风险指数的取值越接近于1，则判定钻头越接近于当前所处地层层位的中部；如果当前风险指数的取值越接近于0，则判定钻头越接近于当前所处地层层位的底部。
本发明所提供的地质导向预警方法在实施过程中不再需要人工的参与，这样也就避免了由于采用人工经验进行地层判断与对比而给判别结果所带来的滞后性以及低准确性。相较于现有的地质导向预警方法，本发明所提供的方法能够更加快速地判断当前是否需要进行地质导向预警，并且在判断过程中能够对目标井的当前风险进行量化，这样也就能够有效减少钻探风险、提高钻遇率。
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地质导向预警方法的实现流程示意图；
图2是根据本发明一个实施例的初始基础层深模型的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的层深模型对应测井曲线的示意图。
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。
针对现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种快速且具有量化功能的地质导向预警方法。在钻井过程中，该方法能够有效利用各种测井曲线来预测地层的潜在风险和可能存在的问题。
图1示出了本实施例所提供的地质导向预警方法的实现流程示意图。
如图1所示，本实施例所提供的方法首先在步骤S101中获取目标井所在工区的地层层位深度模型。具体地，本实施例中，该方法在步骤S101中优选地首先获取目标井所在工区的地层分层数据以及目标井的邻近直井数据，随后再根据目标井所在工区的地层分层数据以及目标井的邻近直井数据来确定上述地层层位深度模型。本实施例中，该方法在步骤S101中所得到的目标井所在工区的地层层位深度模型优选地如图2所示，该地层层位深度模型能够提供各个地层层位的顶底深度数据(例如Dep1、Dep2、Dep3、Dep4、…)。
随后，该方法会在步骤S102中根据钻井预警类型来确定有效测井曲线，并在步骤S103中根据有效测井曲线从参考井(例如目标井的邻近直井或导眼井等)的测井数据中获取对应的有效测井曲线数据，从而根据上述有效测井曲线数据来确定出上述地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据。
本实施例中，对于不同的钻井预警需求(例如不同的钻井类型)，该方法优选地对应采用不同类型的测井曲线来进行地质导向预警。具体地，本实施例中，如果钻井预警类型为轨迹走向预警时，该方法会选取井斜曲线和/或方位曲线来作为有效测井曲线；而如果钻井预警类型为钻遇地层预警时，该方法则会选取伽马曲线、电阻率曲线和/或气测曲线来作为有效测井曲线。
需要指出的是，在本发明的其它实施例中，根据不同的钻井预警需求，该方法既可以选择以上所列全部测井曲线作为有效测井曲线，也可以采用其它合理的测井曲线来作为有效测井曲线，本发明不限于此。
本实施例中，该方法在确定出有效测井曲线类型后，其会进一步获取目标井所在工区的直井或导眼井对应的有效测井曲线数据，并根据上述有效测井曲线数据来确定地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据。其中，该方法所确定出的地层层位的特性数据优选地包括该地层层位的特性数据最大值val1和特性数据最小值val0。
如图3所示，该地层层位深度模型右侧的曲线为该模型所对应的某有效测井曲线，通过该测井曲线的数据可以确定出各个地层层位对应的特性数据最大值以及特性数据最小值。本实施例中，对于某地层层位，其特性数据最大值以及特性数据最小值组合的数量优选地与获取到的有效测井曲线的数量相一致。例如，当钻井预警类型为轨迹走向预警时，如果获取到的有效测井曲线为井斜曲线，那么各个地层层位的特性数据最大值以及特性数据最小值组合的数量即为1组；而如果获取到的有效测井曲线为选取井斜曲线和方位曲线，那么各个地层层位的特性数据最大值以及特性数据最小值组合的数量即为2组。
再次如图1所示，该方法会在步骤S104中获取井眼轨迹的钻头斜深点数据Dmax(即当前钻头所在的斜深深度)和目标井的有效测井曲线数据，并根据该钻头斜深点数据以及目标井的有效测井曲线数据确定预警分析数据。
具体地，本实施例中，该方法优选地在步骤S104中目标井的有效测井曲线中取钻头斜深点数据以前的预设数量的有效测井曲线点数据，并计算所提取出的有效测井曲线点数据的平均值，从而得到预警分析数据。
例如，钻头斜深点Dmax所对应的有效测井曲线点数据为Vk，钻头斜深点前一个分析点所对应的有效测井曲线数据为Vk-1，钻头斜深点前两个分析点所对应的有效测井曲线数据为Vk-2，依次类推，该方法可以得到V1、V2、…、Vk-1、Vk共计k个数据。那么该方法也就可以根据如下表达式来基于上述k个数据计算预警分析数据：
Figure BDA0001393256890000051
其中，VAL表示预警分析数据，k表示获取到的有效测井曲线点数据的总数，Vk表示钻头斜深点所对应的有效测井曲线点数据，Vk-1表示钻头斜深点之前一个斜深点所对应的有效测井曲线点数据。
当然，在本发明的其它实施例中，该方法还可以采用其它合理方式来确定目标井的预警分析数据VAL，本发明不限于此。
在得到目标井的预警分析数据VAL后，该方法会在步骤S105中根据目标井的最大斜深点数据来确定钻头的当前垂深数据，并根据钻头的垂深数据来确定钻头在地层层位深度模型中的地层地层。而在确定出钻头在地层层位深度模型中的地层地层后，该方法也就可以基于步骤S103所得到的数据来确定出该地层层位的特性数据。
本实施例中，该方法会在步骤S106中根据目标井的预警分析数据VAL以及钻头在地层层位深度模型中的地层地层的特性数据来确定是否需要进行地质导向预警。
具体地，本实施例中，该方法在步骤S106中首先会根据目标井的预警分析数据VAL以及钻头在地层层位深度模型中的地层地层的特性数据确定当前风险指数，随后根据该风险置于与预设风险指数阈值来判断是否需要进行地质导向预警。
本实施例中，该方法优选地根据如下表达式计算当前风险指数：
Figure BDA0001393256890000061
其中，I表示当前风险指数，VAL表示预警分析数据，val1和val0分别表示钻头在地层层位深度模型中的地层层位的特性数据最大值和特性数据最小值。
本实施例中，如果当前风险指数的取值越接近于1，那么该方法则可以判定钻头越接近于当前所处地层层位的中部；如果当前风险指数的取值越接近于0，那么该方法则可以判定钻头越接近于当前所处地层层位的底部。如果当前风险指数的取值为0，那么则表示钻头将出当前地层层位。
该方法可以将计算得到的当前风险指数与预设风险指数阈值进行比较，以此判断是否需要进行地质导向预警。例如，当当前风险指数I的取值为0.3，其小于预设风险指数阈值0.5，因此此时该方法将对潜在的钻探风险进行报警。
需要指出的是，在本发明的不同实施例中，上述预设风险指数阈值可以根据实际情况配置为不同的合理值，本发明并不对预设风险指数阈值的具体取值进行限定。
从上述描述中可以看出，本发明所提供的地质导向预警方法在实施过程中不再需要人工的参与，这样也就避免了由于采用人工经验进行地层判断与对比而给判别结果所带来的滞后性以及低准确性。相较于现有的地质导向预警方法，本发明所提供的方法能够更加快速地判断当前是否需要进行地质导向预警，并且在判断过程中能够对目标井的当前风险进行量化，这样也就能够有效减少钻探风险、提高钻遇率。
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 (9)

1.一种地质导向预警方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、获取目标井所在工区的地层层位深度模型；
步骤二、根据钻井预警类型确定有效测井曲线，基于所述有效测井曲线获取对应的有效测井曲线数据，根据所述有效测井曲线数据确定所述地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据；
步骤三、获取井眼轨迹的钻头斜深点数据和目标井的有效测井曲线数据，根据所述钻头斜深点数据以及目标井的有效测井曲线数据确定预警分析数据；
步骤四、根据所述钻头斜深点数据确定钻头的当前垂深数据，根据所述当前垂深数据确定钻头在所述地层层位深度模型中的地层层位，根据所述预警分析数据以及钻头在所述地层层位深度模型中的地层层位的特性数据确定是否需要进行地质导向预警，其中，根据所述预警分析数据以及钻头在所述地层层位深度模型中的地层层位的特性数据确定当前风险指数，随后根据所述当前风险指数与预设风险指数阈值来判断是否需要进行地质导向预警。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，根据获取到的目标井所在工区的地层分层数据和目标井的邻近直井数据，确定所述地层层位深度模型。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，根据目标井所在工区的直井或导眼井对应的有效测井曲线数据来确定所述地层层位深度模型中各个地层层位的特性数据，其中，地层层位的特性数据包括该地层层位的特性数据最大值和特性数据最小值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，
当钻井预警类型为轨迹走向预警时，选取井斜曲线和/或方位曲线作为有效测井曲线；
当钻井预警类型为钻遇地层预警时，选取伽马曲线、电阻率曲线和/或气测曲线作为有效测井曲线。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，从目标井的有效测井曲线中取所述钻头斜深点数据以前预设数量的有效测井曲线点数据，计算所获取的有效测井曲线点数据的平均值，得到所述预警分析数据。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据如下表达式计算所述预警分析数据：
Figure FDA0003282709920000021
其中，VAL表示预警分析数据，k表示获取到的目标井的有效测井曲线点数据的总数，Vk表示钻头斜深点所对应的有效测井曲线点数据，Vk-1表示钻头斜深点之前一个斜深点所对应的有效测井曲线点数据。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果当前风险指数小于预设风险置于阈值，那么则判定此时需要进行地质导向预警。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，根据如下表达式计算当前风险指数：
Figure FDA0003282709920000022
其中，I表示当前风险指数，VAL表示预警分析数据，val1和val0分别表示钻头在地层层位深度模型中的地层层位的特性数据最大值和特性数据最小值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
如果当前风险指数的取值越接近于1，则判定钻头越接近于当前所处地层层位的中部；
如果当前风险指数的取值越接近于0，则判定钻头越接近于当前所处地层层位的底部。
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