CN115434688B - 一种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法，包括以下步骤：S1、将水平井测井数据进行测井约束地震反演，并根据反演结果构建三维地质模型；S2、将水平井测井数据中的随钻测井曲线进行处理，进而更新三维地质模型；S3、基于更新后的三维地质模型，获得地质数据，得到模拟进钻曲线；S4、对模拟进钻曲线进行校正，得到最终进钻曲线。本发明能够通过构建三维地质模型结合随钻测井曲线，预测地层走向和钻头到地层边界的距离，这种方法充分发挥各类测井数据的探测优势，提高了测井数据利用效率，指导导向工程师在地质导向过程中调整钻头角度，从而指导进钻曲线导向。
Description
技术领域
本发明属于地震资料解释处理技术领域，具体涉及一种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法。
背景技术
随钻电磁波测井是应用较广的一种随钻测井方法，它是由随钻测井仪器发射线圈发出的电磁波经过地层介质到达接收线圈，通过接收线圈对场的幅度和相位的测量反映地下介质的电磁性质而场的幅度和相位可由介质中电磁波波动方程来确定。因此，随钻电磁波测井仪器在测量过程中要受到周围测量环境的影响。这些影响因素主要包括井眼、侵入带、层厚或围岩影响。在井下地层中，各种岩石的相对介电常数值一般在6左右，随钻电阻率测井所用频率约为2MHz，若地层电导率在1～10-3S/m范围内，则传导电流占优势，测量结果主要反映介质的电导率。而对于高阻地层，传导电流不一定占优势，除了地层电导率，还要考虑地层介电常数对测量结果的影响。
由于随钻测井的地层钻开时间短，测井曲线除了能够实时反映钻遇地层变化外，还能够提供多种探测深度曲线，随钻测井数据信息量大，测井曲线丰富。因此广泛应用在水平井地质导向、钻后解释评价方面。同时，随钻测井工具日益丰富，当前国际上LWD能够测量30多种参数(电阻率、伽马、密度、声波、地震、核磁等)，基本上所有电缆测井项目均有随钻测量与之对应，仪器外径为44.5～216.0mm，基本上满足各种定向井的需要。在LWD时效性、高利润的驱使下，世界上主要的石油技术服务公司近年加强了随钻技术的研发力度。
在现有技术中，通常根据实时采集到的测井数据进行地层模型的建立，从而构建出井眼轨迹-地层位置关系，并将其作为地质导向技术的数据基础。在实际随钻测井过程中，由于实测数据的采集量和处理量非常庞大，因此这种需要对地层模型进行实时构建的方法会使得测井数据的处理效率较低，从而影响地质导向作业的准确性和及时性。另外，建立随钻测井响应反演校正模型并对随钻测井资料进行必要的环境影响反演校正处理使其反演校正后的测井响应值能够较真实地反映钻头附近的地层特性实现地层参数的随钻测井解释、井眼轨迹与油藏关系的随钻测井分析、利用随钻测井资料进行地质导向和井壁稳定性分析。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法解决了随钻测井的进钻曲线预测精度不高的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法，包括以下步骤：
S1、将水平井测井数据进行测井约束地震反演，并根据反演结果构建三维地质模型；
S2、将水平井测井数据中的随钻测井曲线进行处理，进而更新三维地质模型；
S3、基于更新后的三维地质模型，获得地质数据，得到模拟进钻曲线；
S4、对模拟进钻曲线进行校正，得到最终进钻曲线。
进一步地：所述步骤S1具体为：
通过测井约束地震反演得到地层结构参数和地层电阻率，采集水平井的地震数据，根据地层结构参数构建三维地层结构模型，并根据地震数据的层位数据和地层电阻率将三维地层结构模型进行层面整体校正和局部误差校正，将矫正后的三维地层结构模型作为三维地质模型。
进一步地：所述步骤S2包括以下分步骤：
S21、将随钻测井曲线进行平滑滤波处理，得到处理后的随钻测井曲线，并通过处理后的随钻测井曲线计算地层倾斜角；
S22、根据地层视倾斜角的测量点到地层边界的距离和地层层厚更新三维地质模型。
进一步地：所述步骤S21中，将随钻测井曲线进行平滑滤波处理的方法具体为：
将随钻测井曲线通过等权滑动平均公式处理，得到拟合抛物线数值的随钻测井曲线，所述等权滑动平均公式Y具体为：
式中，y(i)为随钻测井曲线第i点的采样值，n为第i点的采样点数；
计算地层视倾斜角α的表达式具体为：
式中，D为水平井的井径，Δd为伽马数值变化点的间距，β为井斜角。
进一步地：所述步骤S3包括以下分步骤：
S31、基于更新后的三维地质模型，获取地层电阻率和地层结构参数，利用拐点法将反演结果进行地层层位划分确定地层层界面；
S32、根据每地层层界面中电阻率、地层的岩性和岩层层厚变化，建立电阻率、自然伽马和中子的预测方程；
S33、将电阻率、自然伽马和中子的预测方程输入BP神经网络，生成模拟进钻曲线。
进一步地：所述步骤S32中，电阻率Ra、自然伽马GR和中子CNL预测方程的表达式具体为：
GR＝0.182×ΔGR+46.4(R＝0.9)
log Ra＝1.02088-0.00824×GR+0.00184×v-0.1356×Li-0.1357×Hi(R＝0.697)
CNL＝16.04678+0.00824×GR+0.08234×v-0.1064×Li-0.1206×Hi(R＝0.809)
式中，Li为地层的岩性，Hi为岩层层厚，v为钻头的钻速，R为预测方程的相关系数。
进一步地：所述步骤S4具体为：
根据通过所述随钻电磁波电阻率测井曲线得到的边界距指示极化值，计算测量点到地层边界面的距离，从而完成三维地质模型中的地层层位横向与深度对应关系的深度校正，并通过BP神经网络生成校正后的模拟进钻曲线，将校正后的模拟进钻曲线作为最终进钻曲线。
本发明的有益效果为：
(1)本发明能够通过构建三维地质模型结合随钻测井曲线，预测地层走向和钻头到地层边界的距离，这种方法充分发挥各类测井数据的探测优势，综合利用，提高了测井数据利用效率，指导导向工程师在地质导向过程中调整钻头角度，从而指导进钻曲线导向。
(2)本发明建立并更新三维地质模型，采用电阻率、自然伽马和中子预测方程代入神经网络预测模型生成模拟进钻曲线，以此判断建立的模拟进钻曲线是否属于期望的进钻曲线，并进行三维地质模型校正，使三维地质模型能反映地层真实分布情况，完成模拟进钻曲线校正，使模拟进钻曲线与实际地层相符，完成进钻的指导。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，
在本发明的一个实施例中，一种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法，包括以下步骤：
S1、将水平井测井数据进行测井约束地震反演，并根据反演结果构建三维地质模型；
S2、将水平井测井数据中的随钻测井曲线进行处理，进而更新三维地质模型；
S3、基于更新后的三维地质模型，获得地质数据，得到模拟进钻曲线；
S4、对模拟进钻曲线进行校正，得到最终进钻曲线。
随钻测井(LW)是在钻井过程中实时测量井眼穿过地层的各种岩石物理参数，结合井眼几何参数可用于地层评价和地质导向。随钻测井技术能实时检测到地层变化以便及时对钻井设计做必要的调整，使钻头最大化地在油气藏中最有价值的地带钻进，对于高效开发复杂油气藏具有重要意义，现已成为油田开发获得最大效益的至关重要手段。随钻测井在钻井时提供的实时信息，可以用来预测地层应力及地层压力特殊的层段，实时优化钻井作业方案，减少钻井事故的发生。
所述步骤S1具体为：
通过测井约束地震反演得到地层结构参数和地层电阻率，采集水平井的地震数据，根据地层结构参数构建三维地层结构模型，并根据地震数据的层位数据和地层电阻率将三维地层结构模型进行层面整体校正和局部误差校正，将矫正后的三维地层结构模型作为三维地质模型。
在本实施例中，三维地质模型不仅能够显示和分析地质，而且可以了解地层空间要素特征关系及相应的地质特点，建立不同高程的三维地层模型相当于确立各地层之间的空间要素关系。
所述步骤S2包括以下分步骤：
S21、将随钻测井曲线进行平滑滤波处理，得到处理后的随钻测井曲线，并通过处理后的随钻测井曲线计算地层倾斜角；
S22、根据地层视倾斜角的测量点到地层边界的距离和地层层厚更新三维地质模型。
所述步骤S21中，将随钻测井曲线进行平滑滤波处理的方法具体为：
将随钻测井曲线通过等权滑动平均公式处理，得到拟合抛物线数值的随钻测井曲线，所述等权滑动平均公式Y具体为：
式中，y(i)为随钻测井曲线第i点的采样值，n为第i点的采样点数；
计算地层视倾斜角α的表达式具体为：
式中，D为水平井的井径，Δd为伽马数值变化点的间距，β为井斜角。
在本实施例中，斜井井段的随钻测井曲线曲率为一常数，即井斜角θ随深度h的变化为由于随钻测井曲线存在一些无用信息，将随钻测井曲线通过等权滑动平均公式处理，可以将测井曲线作抛物线最佳数值拟合，提高随钻测井资料的质量。
所述步骤S3包括以下分步骤：
S31、基于更新后的三维地质模型，建立电阻率、自然伽马和中子的预测方程；
其中，电阻率Ra、自然伽马GR和中子CNL预测方程的表达式具体为：
GR＝0.182×ΔGR+46.4(R＝1)
log Ra＝1.02088-0.00824×GR+0.00184×v-0.1356×Li(R＝0.703)
CNL＝16.04678+0.00824×GR+0.08234×v-0.1064×Li(R＝0.815)
式中，Li为地层的岩性，v为钻头的钻速，R为预测方程的相关系数；
S32、将电阻率、自然伽马和中子的预测方程输入BP神经网络，生成模拟进钻曲线。
在本实施例中，通过电阻率、自然伽马和中子可以作为地质导向钻井的重要评价指标，可以判断三维地质模型中的地层岩性与泥质含量。
所述步骤S4具体为：
根据通过所述随钻电磁波电阻率测井曲线得到的边界距指示极化值，计算测量点到地层边界面的距离，将完成井眼地层相对倾角修正的所述三维地质模型中的地层层位横向与深度对应关系进行深度校正，将校正后的模拟进钻曲线作为最终进钻曲线。
本发明的有益效果为：本发明能够通过构建三维地质模型结合随钻测井曲线，预测地层走向和钻头到地层边界的距离，这种方法使导向人员能够了解区域内地层走向、岩性分布及含油气分布等，对钻井过程中钻遇层位的位置及其特性进行预判，指导导向工程师在地质导向过程中调整钻头角度，从而指导进钻曲线导向。
本发明建立并更新三维地质模型，采用电阻率、自然伽马和中子预测方程代入神经网络预测模型生成模拟进钻曲线，以此判断建立的模拟进钻曲线是否属于期望的进钻曲线，并进行三维地质模型校正，使三维地质模型能反映地层真实分布情况，完成模拟进钻曲线校正，使模拟进钻曲线与实际地层相符，完成进钻的指导。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
Claims (3)
1.一种水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将水平井测井数据进行测井约束地震反演，并根据反演结果构建三维地质模型；
S2、将水平井测井数据中的随钻测井曲线进行处理，进而更新三维地质模型；
S3、基于更新后的三维地质模型，获得地质数据，得到模拟进钻曲线；
S4、对模拟进钻曲线进行校正，得到最终进钻曲线；
所述步骤S1具体为：
通过测井约束地震反演得到地层结构参数和地层电阻率，采集水平井的地震数据，根据地层结构参数构建三维地层结构模型，并根据地震数据的层位数据和地层电阻率将三维地层结构模型进行层面整体校正和局部误差校正，将校正后的三维地层结构模型作为三维地质模型；
所述步骤S2包括以下分步骤：
S21、将随钻测井曲线进行平滑滤波处理，得到处理后的随钻测井曲线，并通过处理后的随钻测井曲线计算地层倾斜角；
S22、根据地层倾斜角的测量点到地层边界的距离和地层层厚更新三维地质模型；
所述步骤S3包括以下分步骤：
S31、基于更新后的三维地质模型，获取地层电阻率和地层结构参数，利用拐点法将反演结果进行地层层位划分确定地层层界面；
S32、根据每地层层界面中电阻率、地层的岩性和岩层层厚变化，建立电阻率、自然伽马和中子的预测方程；
S33、将电阻率、自然伽马和中子的预测方程输入BP神经网络，生成模拟进钻曲线；
所述步骤S4具体为：
根据随钻电磁波电阻率测井曲线得到的边界距指示极化值，计算测量点到地层边界面的距离，从而完成三维地质模型中的地层层位横向与深度对应关系的深度校正，并通过BP神经网络生成校正后的模拟进钻曲线，将校正后的模拟进钻曲线作为最终进钻曲线。
2.根据权利要求1所述的水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法，其特征在于，所述步骤S21中，将随钻测井曲线进行平滑滤波处理的方法具体为：
将随钻测井曲线通过等权滑动平均公式处理，得到拟合抛物线数值的随钻测井曲线，所述等权滑动平均公式Y具体为：
式中，y(i)为随钻测井曲线第i点的采样值，n为第i点的采样点数；
计算地层视倾斜角α的表达式具体为：
式中，D为水平井的井径，Δd为伽马数值变化点的间距，β为井斜角。
3.根据权利要求1所述的水平井的随钻测井的进钻曲线控制方法，其特征在于，所述步骤S32中，电阻率Ra、自然伽马GR和中子CNL预测方程的表达式具体为：
GR＝0.182×ΔGR+46.4，R1＝0.9
logRa＝1.02088-0.00824×GR+0.00184×v-0.1356×Li-0.1357×Hi，R2＝0.697
CNL＝16.04678+0.00824×GR+0.08234×v-0.1064×Li-0.1206×Hi，R3＝0.809
式中，Li为地层的岩性，Hi为岩层层厚，v为钻头的钻速，R1、R2、R3为预测方程的相关系数。
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