CN117131715A - 钻井轨迹计算方法、装置、设备、存储介质及计算机程序 - Google Patents

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CN117131715A CN202210551053.7A CN202210551053A CN117131715A CN 117131715 A CN117131715 A CN 117131715A CN 202210551053 A CN202210551053 A CN 202210551053A CN 117131715 A CN117131715 A CN 117131715A
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赵锐
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曹飞
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Abstract

本发明提供了一种钻井轨迹计算方法、装置、设备及可读存储介质，涉及石油钻井技术领域，包括获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据；获取目标断裂带区域的第一信息，并基于第一信息建立三维地质构造模型；根据储层地质力学剖面结构数据和三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域；根据目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。本发明通过采用基于断层机械运动性研究和有限元数值模拟技术，避免泥浆漏失导致钻井延迟；并通过对微裂缝预测优选多处酸压完井甜点，保证设计井轨迹兼具高钻井效率、高单井控储和多单井供液点等特点。

Description

钻井轨迹计算方法、装置、设备、存储介质及计算机程序
技术领域
本发明涉及石油钻井技术领域，具体而言，涉及钻井轨迹计算方法、装置、设备、存储介质及计算机程序。
背景技术
现有针对钻井轨迹优化的技术方法多应用于非常规致密砂岩、泥岩、页岩油气藏中。为保证顺利钻完井，防止井壁垮塌、破裂，井轨迹设计方法主要思路为基于储层岩石的岩石力学强度，微裂缝的性质，地应力场的分布，井眼平面应力差的大小，泥浆密度配比等多因素的优化。但在特深层断溶体油气藏中，大规模走滑断裂发育，构造微裂缝不规则发育，地应力场量值巨大，有效流体存储在断层-裂缝系统的部分部位，储层埋深大，常规完井效果有限。因而常规钻井轨迹计算方法在此类油气藏中应用效果有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻井轨迹计算方法、装置、设备、存储介质及计算机程序，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种钻井轨迹计算方法，包括：获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据；获取所述目标断裂带区域的第一信息，并基于所述第一信息建立三维地质构造模型，所述第一信息包括三维地震数据和相干体数据；根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域；根据所述目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。
进一步地,所述获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据，包括：发送第一控制命令，所述第一控制命令包括对于所述储层地层岩芯进行压缩实验的控制命令；获取材料特性参数，所述材料特性参数为所述压缩实验测得弹性物理参数，所述弹性物理参数包括静态弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力和内摩擦角等，将所述物理参数作为所述到储层地质力学剖面结构数据。
进一步地,所述基于所述第一信息建立三维地质构造模型，包括：调用ABAQUS/CAE软件，在所述ABAQUS/CAE软件中依靠三维地震数据和相干体数据，基于预设的走滑断裂演化模式，建立点-线-面的目标断裂带三维地质构造模型。
进一步地,所述根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况，包括：根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数值数据；基于所述储层地质力学剖面结构数据更新所述三维地质构造模型得到三维静态地质力学模型；对所述三维静态地质力学模型进行模型网格划分；基于岩体非连续结构面的机械运动性和所述储层地质的弹性力学参数为所述三维静态地质力学模型设置初始条件和边界条件，所述储层地质的弹性力学参数由岩心压缩实验测得；对所述三维静态地质力学模型进行仿真计算得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息。
进一步地,所述根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况，包括：根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数据；根据所述储层地质力学剖面结构数据和弹性力学理论更新所述三维地质构造模型为三维计算模型；对所述三维计算模型进行模型网格划分，并对所述三维计算模型内断裂带周围区域细化网格；基于所述储层地质力学剖面结构数据为所述三维计算模型设置初始条件和边界条件；对所述三维计算模型进行仿真计算得到所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果；基于应变阈值和所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果比较得到目标断裂带中钻井所需的微裂缝区域，所述应变阈值由岩心压缩实验测得。
进一步地,所述根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，包括：发送第二控制命令，所述第二控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行预设的四个方向测量凯塞尔点应力的控制命令；获取测试结果，并根据预设的第一公式组计算得到地应力场在三个方向的分应力；发送第三控制命令，所述第三控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行古地磁和声波各向异性实验的控制命令；获取实验结果，并根据所述第二公式组计算得到水平地应力场方向；获取并根据成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息对地应力场方向进行校正。
第二方面，本申请还提供了一种钻井轨迹计算装置，包括：第一获取单元，用于获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据；第一模型建立单元，用于获取所述目标断裂带区域的第一信息，并基于所述第一信息建立三维地质构造模型，所述第一信息包括三维地震数据和相干体数据；第一仿真单元，用于根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域；轨迹确定单元，用于根据所述目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。
进一步地，所述，第一获取单元包括：第一命令单元，用于发送第一控制命令，所述第一控制命令包括对于所述储层地层岩芯进行压缩实验的控制命令；弹性参数获取单元，用于获取材料特性参数，所述材料特性参数为所述压缩实验测得弹性物理参数，所述弹性物理参数包括静态弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力和内摩擦角等，将所述物理参数作为所述到储层地质力学剖面结构数据。
进一步地，所述第一模型建立单元包括：调用单元，用于调用ABAQUS/CAE软件，在所述ABAQUS/CAE软件中依靠三维地震数据和相干体数据，基于预设的走滑断裂演化模式，建立点-线-面的目标断裂带三维地质构造模型。
进一步地，所述第一仿真单元包括：地应力场分析单元，用于根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数值数据；第一模型更新单元，用于基于所述储层地质力学剖面结构数据更新所述三维地质构造模型得到三维静态地质力学模型；第一网格划分，用于对所述三维静态地质力学模型进行模型网格划分；第一条件设置单元，用于基于岩体非连续结构面的机械运动性和所述储层地质的弹性力学参数为所述三维静态地质力学模型设置初始条件和边界条件，所述储层地质的弹性力学参数由岩心压缩实验测得；第一仿真子单元，用于对所述三维静态地质力学模型进行仿真计算得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息。
进一步地，所述第一仿真单元还包括：地应力场分析单元，用于根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数据；第二模型更新单元，用于根据所述储层地质力学剖面结构数据和弹性力学理论更新所述三维地质构造模型为三维计算模型；第二网格划分，用于对所述三维计算模型进行模型网格划分，并对所述三维计算模型内断裂带周围区域细化网格；第二条件设置单元，用于基于所述储层地质力学剖面结构数据为所述三维计算模型设置初始条件和边界条件；第二仿真子单元，用于对所述三维计算模型进行仿真计算得到所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果；微裂缝区域判断单元，用于基于应变阈值和所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果比较得到目标断裂带中钻井所需的微裂缝区域，所述应变阈值由岩心压缩实验测得。
进一步地，所述地应力场分析单元包括：第二命令单元，用于发送第二控制命令，所述第二控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行预设的四个方向测量凯塞尔点应力的控制命令；第一结果获取单元，用于获取测试结果，并根据预设的第一公式组计算得到地应力场在三个方向的分应力；第三命令单元，用于发送第三控制命令，所述第三控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行古地磁和声波各向异性实验的控制命令；第二结果获取单元，用于获取实验结果，并根据所述第二公式组计算得到水平地应力场方向；校正单元，用于获取并根据成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息对地应力场方向进行校正。
第三方面，本申请还提供了一种钻井轨迹计算设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述钻井轨迹计算方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于钻井轨迹计算方法的步骤。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于加载并执行如所述钻井轨迹计算的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明通过采用数值模拟技术，基于储层工程力学和特深层储层地质力学研究而提出一种适用于特深层(3000-4000m)断溶体油气藏的高控储、长稳产的钻井轨迹计算方法，充分考虑现场施工风险，基于断层机械运动性研究和有限元数值模拟技术，避免泥浆漏失导致钻井延迟；并通过对微裂缝预测优选多处酸压完井甜点，提出特深层断溶体油气藏的高控储、长稳产的钻井轨迹计算方法，保证设计井轨迹兼具高钻井效率、高单井控储和多单井供液点等特点，对此类油田的降低钻井成本，提高钻井成功率，降本增效具有重要实用意义。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，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实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、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的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述的钻井轨迹计算方法流程示意图；
图2为本发明实施例中所述的钻井轨迹计算装置结构示意图；
图3为本发明实施例中所述的钻井轨迹计算设备结构示意图。
图中标记：1、第一获取单元；11、第一命令单元；12、弹性参数获取单元；2、第一模型建立单元；21、调用单元；3、第一仿真单元；301、地应力场分析单元；3011、第二命令单元；3012、第一结果获取单元；3013、第三命令单元；3014、第二结果获取单元；3015、校正单元；302、第一模型更新单元；303、第一网格划分；304、第一条件设置单元；305、第一仿真子单元；306、第二模型更新单元；307、第二网格划分；308、第二条件设置单元；309、第二仿真子单元；310、微裂缝区域判断单元；4、轨迹确定单元；801、处理器；802、存储器；803、多媒体组件；804、I/O接口；805、通信组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
位于中国新疆维吾尔自治区塔里木盆地的顺北油气藏属于特深层断溶体油气藏，区域内中下奥陶统地层中发育有大量走滑断裂及因其产生的微裂缝。此类断裂-裂缝体系是顺北油气藏主要油气存储空间和运移通道。2016年顺北油气田建立后，初期钻井轨迹计算为以直井眼方式钻至一间房组顶界面后，基于三维地震资料选取特征反射(标准串珠，非标准串珠，杂乱反射等)区域为有利区，采用大斜度井钻穿主干走滑断裂及断裂-裂缝发育区域，出现大规模泥浆漏失后随即裸眼完井即可获得较高油气产量。随着顺北5号断裂带区域的钻井部署展开后，发现此钻井方式通常只能保证单井具有1-2处供液点，供液点数量少，单井控制储量有限，稳产时间较短，难以保证稀井高产的战略目标。因此对于上述情况，在本申请中欲实现在顺北油气藏的5号断裂带区域钻井中，实现高钻井效率、高单井控储和多单井供液点的技术效果。
实施例一、
本实施例提供了一种钻井轨迹计算方法。
参见图1，图中示出了本方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300和步骤S400。
S100、获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据。
需要说明的是，在本申请中地层岩芯指的是实钻探井中取出的下奥陶统碳酸盐岩地层岩芯。
S200、获取目标断裂带区域的第一信息，并基于第一信息建立三维地质构造模型，第一信息包括三维地震数据和相干体数据。
需要说明的是，在本申请中，是ABAQUS/CAE软件实现仿真，并且ABAQUS/CAE软件为本领域的公知常识，其中对于本领域的技术人员而言三维有限元建模软件还可以选用其他软件，本申请中不在此赘述。
S300、根据储层地质力学剖面结构数据和三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域。
S400、根据目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。
需要说明的是，在本申请中确定钻井轨迹为井轨迹紧贴走滑断裂低泥浆漏失可能性区域，即小于预设第一阈值的方式判断，钻过多个微裂缝发育大于预设第二阈值区域。
在本申请中，采用数值模拟技术，基于储层工程力学和特深层储层地质力学研究而提出一种适用于特深层(3000-4000m)断溶体油气藏的高控储、长稳产的钻井轨迹计算方法。本发明充分考虑现场施工风险，基于断层机械运动性研究和有限元数值模拟技术，避免泥浆漏失导致钻井延迟；并通过对微裂缝预测优选多处酸压完井甜点，提出特深层断溶体油气藏的高控储、长稳产的钻井轨迹计算方法，保证设计井轨迹兼具高钻井效率、高单井控储和多单井供液点等特点。本发明对此类油田的降低钻井成本，提高钻井成功率，降本增效具有重要实用意义。
具体而言，在一些公开的实施例中，步骤S100中包括步骤S110和步骤S120。
S110、发送第一控制命令，第一控制命令包括对于储层地层岩芯进行压缩实验的控制命令。
S120获取材料特性参数，材料特性参数为压缩实验测得弹性物理参数，弹性物理参数包括静态弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力和内摩擦角等，将物理参数作为到储层地质力学剖面结构数据。
在本申请中，通过基于实际获取的地层岩芯即储层地质的岩心为基础确定其相关的物理特征，以此为基础做出断裂带的仿真，可更加贴合于实际应用效果。
具体而言，在本申请中，步骤S200中包括步骤S210。
S210、调用ABAQUS/CAE软件，在ABAQUS/CAE软件中依靠三维地震数据和相干体数据，基于预设的走滑断裂演化模式，建立点-线-面的目标断裂带三维地质构造模型。
需要说明的是，在步骤S200中提及的三维地震数据和相干体数据可由现有的数据库信息中进行提取，并且为了进一步地提升最后仿真效果，提升最后井轨迹设计的准确性，在本申请中对于三维地震数据要求为精度越高越好，其有利于准确的数据仿真模拟。
同时进一步地，在本申请中所提及的预设的走滑断裂演化模式为“盆内中小尺度走滑断裂纵向分层、平面分段、垂向多期叠加”特深层走滑断裂演化模式，通过上述特深层走滑断裂演化模式，可以符合在本申请中所使用的顺北特深层碳酸盐岩断溶体油气藏钻井工作。
进一步地，在本申请中一些公开的实施例中，步骤S300中包括步骤S3010、步骤S3020、步骤S3030、步骤S3040和步骤S3050。
S3010、根据目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，第二信息包括地应力场的方向和地应力场数值数据。
具体而言，在本申请中，包括如下步骤以实现得到地应力场的方向和地应力场数值数据。
S3011、发送第二控制命令，第二控制命令包括对于储层地层的岩芯柱进行预设的四个方向测量凯塞尔点应力的控制命令。
需要说明的，在本申请中所提及的四个方向分别为：
第一个、沿着储层地层的岩芯柱的中轴线方向；
第二个、垂直于储层地层的岩芯柱的中轴线方向；
第三个、与第二个方向在同一竖直面并且与第二个方向的夹角为45°的方向；
第四个、垂直于储层地层的岩芯柱的中轴线并且在水平面上与第二个方向为90°的方向。
并且以上四个方向的凯塞尔点应力测量优选为在四块不同的储层地层的岩芯柱上进行测试。同时，可以立即的是，在本步骤中储层地层的岩芯柱为实钻探井中取得的标注岩心柱。
S3012、获取测试结果，并根据预设的第一公式组计算得到地应力场在三个方向的分应力。
需要说明的是，在本申请中预设的第一公式组如下：
其中，σv为垂向应力；σH为水平最大主应力；σh为水平最小主应力；σ1、σ2、σ3为水平方向相隔45°的试样的凯塞尔正应力，即为上述中第二个到第四个方向测得的凯塞尔正应力；α为σ1与σh之间夹角。
同时，为了验证上述地应力场在三个方向的分应力正确性。
在本步骤中还包括:
基于常规测井(密度测井)数据，根据垂向积分法计算并验证垂向主应力；
其中，垂向积分法的计算公式如下：
其中，σv为垂向应力；ρ为上覆岩层密度；g为重力加速度；h为测试点海拔深度；h’为井口海拔深度
基于探井实际地破实验数据获取水平最小主应力，并验证凯塞尔点应力试验结果：
其中计算公式如下：
Pb＝σh
(σh-Pp)/(σv-Pp)＝γ
其中，Pb是人工裂缝闭合压力；σH为水平最大主应力；σh为水平最小主应力；Pp为储层孔隙压力；γ为与地质情况相关的有效应力系数；σv为垂向应力。
S3013、发送第三控制命令，第三控制命令包括对于储层地层的岩芯柱进行古地磁和声波各向异性实验的控制命令。
S3014、获取实验结果，并根据第二公式组计算得到水平地应力场方向。
需要说明的是，在上述步骤提及的凯塞尔点应力测试、古地磁和声波各向异性实验为现有技术，本申请中不再赘述。
其中根据上述古地磁和声波各向异性实验获得数据，通过如下计算得到地应力场的方向：
θ＝α+β
式中：α为磁偏角；y为Y方向剩磁矢量；x为X方向剩磁矢量；θ为最小水平主应力方向；β为最小水平地应力与古地磁实验岩心标志线的夹角。
S3015、获取并根据成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息对地应力场方向进行校正。
其中，在本步骤中所提及的成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息为成像井观察中可以直接得到的信息，将其步骤S3014获得方向对比，若是两者差距较小则去平均值，若是相差过大则重新开始步骤S3010。并且，需要说明的是，上述提及的步骤S3015与步骤S3014差大于1°即认为相差过大，并且对于本领域的技术人员仍然可以选着不用的阈值作为判断的基础。
S3020、基于储层地质力学剖面结构数据更新三维地质构造模型得到三维静态地质力学模型。
即本步骤是根据材料特性参数在三维地质构造模型基础上重新赋值建立三维静态地质力学模型。
S3030、对三维静态地质力学模型进行模型网格划分。
需要说明的是，在本步骤中所采用的模型网格划分为八节点线性六面体单元划分方式，其原因是六面体单元具有更好的计算精度。
S3040、基于岩体非连续结构面的机械运动性和储层地质的弹性力学参数为三维静态地质力学模型设置初始条件和边界条件，储层地质的弹性力学参数由岩心压缩实验测得。
需要说明的是，在本步骤中所提及的弹性力学参数为步骤S110中测得的数据，而岩体非连续结构面即指的是岩层中的断裂带以及裂缝，其机械运动性指的岩体的剪切滑动性和剪切膨胀性，其为本领域技术人员所的公知常识，本申请中不再赘述。
S3050、对三维静态地质力学模型进行仿真计算得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息。
需要说明的是，在本申请中即通过静力通用分析步对模型进行仿真计算，具体而言，静力通用分析步为ABAQUS中自带的一种计算方法，其用来求解静力问题的，解一个刚度矩阵的线性方程组，是区别于解决动力问题采用的NEWMARK积分法，静力通用分析步的具体原理就是有限单元法的内容并且为本领域的公知常识，即本步骤不再赘述。
在通过静力通用分析步对模型进行仿真计算后即可得到断层-裂缝岩层演变后的结果，通过对仿真计算后的模型和预设的第一阈值对比即可得到在哪些区域可能存在局部漏失区域，哪些区域为存在局部漏失较小区域，将存在局部漏失较小区域汇总即可为目标断裂带区域的局部漏失区域信息。因为目标断裂带区域的储层岩体中存在大量微裂隙，储层中微裂缝的发育程度是影响其钻后产能的重要因素。高渗裂缝是油气流动的重要通道，但是在低孔压高渗裂缝被钻遇时常会发生大规模的泥浆漏失，污染地层。
进一步地，在本申请中一些公开的实施例中，步骤S300中还包括步骤S3060、步骤S3070、步骤S3080、步骤S3090和步骤S3010。
S3060、根据储层地质力学剖面结构数据和弹性力学理论更新三维地质构造模型为三维计算模型。
其中需要说明的是，本步骤为重新在步骤S210的基础上重新绘制去探知在目标断裂带区域中微裂缝的发育情况。
S3070、对三维计算模型进行模型网格划分，并对三维计算模型内断裂带周围区域细化网格。
需要说明的是，在本步骤中采用八节点线性六面体单元划分方式，同时，在断裂带周围的区域再进一步的采用八节点线性六面体单元划分方式，对局部区域进行细化。同时上述步骤中周围区域的选取阈值优选为10m。
S3080、基于储层地质力学剖面结构数据为三维计算模型设置初始条件和边界条件。
需要说明的是，本步骤即为将步骤S120中获取的数据作为三维计算模型的初始条件和边界条件。
S3090、对三维计算模型进行仿真计算得到三维计算模型全局主应变的三维矢量结果。
需要说明本步骤也是采用静力通用分析步对模型进行仿真计算。
S3010、基于应变阈值和三维计算模型全局主应变的三维矢量结果比较得到目标断裂带中钻井所需的微裂缝区域，应变阈值由岩心压缩实验测得。
在申请中以顺北特深层碳酸盐岩断溶体油气藏为例，中下奥陶统碳酸盐岩地层中地应力巨大，走滑断裂发育，大量实钻井资料表明，特深层走滑断裂对地应力场方向影响较为有限，酸压甜点的选择主要参考指标应为微裂缝的发育密度。因此，基于微裂缝发育强度评价确定酸压甜点预测具有可行性。
本发明提出了一种特深层断溶体油气藏高效开发的钻井轨迹计算方法，该方法基于顺北油气田前期开发经验和特深层断溶体油气藏地质-工程一体化的认识，提出适用于此类油藏的高钻速、高控储、长稳产的钻井轨迹计算方法。
本发明基于弹性力学理论、岩体非连续结构面的机械运动性原理和三维静态地质力学数值模拟技术，借助局部地应力场异常评价目标断裂面的泥浆漏失可能性和微裂缝发育强度，克服了现有井轨迹设计方法难以适用于特深层断溶体油气藏的瓶颈。该方法的应用，可以有效提高单井产量，延长单井稳产时间，减少单井钻完井耗时，初步实现稀井高产的目标。对于特深层碳酸盐岩断溶体油气藏的降本增效，高效开发具有实用价值。
实施例二、
如图2所示，本实施例提供了一种钻井轨迹计算装置，装置包括：
第一获取单元1，用于获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据；
第一模型建立单元2，用于获取目标断裂带区域的第一信息，并基于第一信息建立三维地质构造模型，第一信息包括三维地震数据和相干体数据；
第一仿真单元3，用于根据储层地质力学剖面结构数据和三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域；
轨迹确定单元4，用于根据目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。
在一些公开的实施例中，第一获取单元1包括：
第一命令单元11，用于发送第一控制命令，第一控制命令包括对于储层地层岩芯进行压缩实验的控制命令；
弹性参数获取单元12，用于获取材料特性参数，材料特性参数为压缩实验测得弹性物理参数，弹性物理参数包括静态弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力和内摩擦角等，将物理参数作为到储层地质力学剖面结构数据。
在一些公开的实施例中，第一模型建立单元2包括：
调用单元21，用于调用ABAQUS/CAE软件，在ABAQUS/CAE软件中依靠三维地震数据和相干体数据，基于预设的走滑断裂演化模式，建立点-线-面的目标断裂带三维地质构造模型。
在一些公开的实施例中，第一仿真单元3包括：
地应力场分析单元301，用于根据目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，第二信息包括地应力场的方向和地应力场数值数据；
第一模型更新单元302，用于基于储层地质力学剖面结构数据更新三维地质构造模型得到三维静态地质力学模型；
第一网格划分303，用于对三维静态地质力学模型进行模型网格划分；
第一条件设置单元304，用于基于岩体非连续结构面的机械运动性和储层地质的弹性力学参数为三维静态地质力学模型设置初始条件和边界条件，储层地质的弹性力学参数由岩心压缩实验测得；
第一仿真子单元305，用于对三维静态地质力学模型进行仿真计算得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息。
在一些公开的实施例中，第一仿真单元3还包括：
第二模型更新单元306，用于根据储层地质力学剖面结构数据和弹性力学理论更新三维地质构造模型为三维计算模型；
第二网格划分307，用于对三维计算模型进行模型网格划分，并对三维计算模型内断裂带周围区域细化网格；
第二条件设置单元308，用于基于储层地质力学剖面结构数据为三维计算模型设置初始条件和边界条件；
第二仿真子单元309，用于对三维计算模型进行仿真计算得到三维计算模型全局主应变的三维矢量结果；
微裂缝区域判断单元310，用于基于应变阈值和三维计算模型全局主应变的三维矢量结果比较得到目标断裂带中钻井所需的微裂缝区域，应变阈值由岩心压缩实验测得。
在一些公开的实施例中，地应力场分析单元301包括：
第二命令单元3011，用于发送第二控制命令，第二控制命令包括对于储层地层的岩芯柱进行预设的四个方向测量凯塞尔点应力的控制命令；
第一结果获取单元3012，用于获取测试结果，并根据预设的第一公式组计算得到地应力场在三个方向的分应力；
第三命令单元3013，用于发送第三控制命令，第三控制命令包括对于储层地层的岩芯柱进行古地磁和声波各向异性实验的控制命令；
第二结果获取单元3014，用于获取实验结果，并根据第二公式组计算得到水平地应力场方向；
校正单元3015，用于获取并根据成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息对地应力场方向进行校正。
需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
实施例三、
相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种钻井轨迹计算设备，下文描述的一种钻井轨迹计算设备与上文描述的一种钻井轨迹计算方法可相互对应参照。
图3是根据示例性实施例示出的一种钻井轨迹计算设备800的框图。如图3所示，该钻井轨迹计算设备800可以包括：处理器801，存储器802。该钻井轨迹计算设备800还可以包括多媒体组件803，I/O接口804，以及通信组件805中的一者或多者。
其中，处理器801用于控制该钻井轨迹计算设备800的整体操作，以完成上述的钻井轨迹计算方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该钻井轨迹计算设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该钻井轨迹计算设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该钻井轨迹计算设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，钻井轨迹计算设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的钻井轨迹计算方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的钻井轨迹计算方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由钻井轨迹计算设备800的处理器801执行以完成上述的钻井轨迹计算方法。
实施例四、
相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种钻井轨迹计算方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的钻井轨迹计算方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
实施例五、
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时执行本申请任一可选实施例中提供的钻井轨迹计算方法。
基于与本申请实施例提供的钻井轨迹计算方法相同的原理，本申请实施例还提供了一种本计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述本申请任一可选实施例中提供的共用序号处理方法。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种钻井轨迹计算方法，其特征在于，包括：
获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据；
获取所述目标断裂带区域的第一信息，并基于所述第一信息建立三维地质构造模型，所述第一信息包括三维地震数据和相干体数据；
根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域；
根据所述目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。
2.根据权利要求1所述的钻井轨迹计算方法，其特征在于,所述获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据，包括：
发送第一控制命令，所述第一控制命令包括对于所述储层地层岩芯进行压缩实验的控制命令；
获取材料特性参数，所述材料特性参数为所述压缩实验测得弹性物理参数，所述弹性物理参数包括静态弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力和内摩擦角等，将所述物理参数作为所述到储层地质力学剖面结构数据。
3.根据权利要求1所述的钻井轨迹计算方法，其特征在于,所述基于所述第一信息建立三维地质构造模型，包括：
调用ABAQUS/CAE软件，在所述ABAQUS/CAE软件中依靠三维地震数据和相干体数据，基于预设的走滑断裂演化模式，建立点-线-面的目标断裂带三维地质构造模型。
4.根据权利要求1所述的钻井轨迹计算方法，其特征在于,所述根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况，包括：
根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数值数据；
基于所述储层地质力学剖面结构数据更新所述三维地质构造模型得到三维静态地质力学模型；
对所述三维静态地质力学模型进行模型网格划分；
基于岩体非连续结构面的机械运动性和所述储层地质的弹性力学参数为所述三维静态地质力学模型设置初始条件和边界条件，所述储层地质的弹性力学参数由岩心压缩实验测得；
对所述三维静态地质力学模型进行仿真计算得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息。
5.根据权利要求4所述的钻井轨迹计算方法，其特征在于,所述根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况，包括：
根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数据；
根据所述储层地质力学剖面结构数据和弹性力学理论更新所述三维地质构造模型为三维计算模型；
对所述三维计算模型进行模型网格划分，并对所述三维计算模型内断裂带周围区域细化网格；
基于所述储层地质力学剖面结构数据为所述三维计算模型设置初始条件和边界条件；
对所述三维计算模型进行仿真计算得到所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果；
基于应变阈值和所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果比较得到目标断裂带中钻井所需的微裂缝区域，所述应变阈值由岩心压缩实验测得。
6.根据权利要求4或5所述的钻井轨迹计算方法，其特征在于,所述根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，包括：
发送第二控制命令，所述第二控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行预设的四个方向测量凯塞尔点应力的控制命令；
获取测试结果，并根据预设的第一公式组计算得到地应力场在三个方向的分应力；
发送第三控制命令，所述第三控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行古地磁和声波各向异性实验的控制命令；
获取实验结果，并根据所述第二公式组计算得到水平地应力场方向；
获取并根据成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息对地应力场方向进行校正。
7.一种钻井轨迹计算装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到储层地质力学剖面结构数据；
第一模型建立单元，用于获取所述目标断裂带区域的第一信息，并基于所述第一信息建立三维地质构造模型，所述第一信息包括三维地震数据和相干体数据；
第一仿真单元，用于根据所述储层地质力学剖面结构数据和所述三维地质构造模型进行仿真得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及钻井所需的微裂缝区域；
轨迹确定单元，用于根据所述目标断裂带区域的局部漏失区域信息以及微裂缝发育情况确定得到钻井轨迹。
8.根据权利要求7所述的钻井轨迹计算装置，其特征在于，所述，第一获取单元包括：
第一命令单元，用于发送第一控制命令，所述第一控制命令包括对于所述储层地层岩芯进行压缩实验的控制命令；
弹性参数获取单元，用于获取材料特性参数，所述材料特性参数为所述压缩实验测得弹性物理参数，所述弹性物理参数包括静态弹性模量、泊松比、抗压强度、内聚力和内摩擦角等，将所述物理参数作为所述到储层地质力学剖面结构数据。
9.根据权利要求7所述的钻井轨迹计算装置，其特征在于，所述第一模型建立单元包括：
调用单元，用于调用ABAQUS/CAE软件，在所述ABAQUS/CAE软件中依靠三维地震数据和相干体数据，基于预设的走滑断裂演化模式，建立点-线-面的目标断裂带三维地质构造模型。
10.根据权利要求7所述的钻井轨迹计算装置，其特征在于，所述第一仿真单元包括：
地应力场分析单元，用于根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数值数据；
第一模型更新单元，用于基于所述储层地质力学剖面结构数据更新所述三维地质构造模型得到三维静态地质力学模型；
第一网格划分，用于对所述三维静态地质力学模型进行模型网格划分；
第一条件设置单元，用于基于岩体非连续结构面的机械运动性和所述储层地质的弹性力学参数为所述三维静态地质力学模型设置初始条件和边界条件，所述储层地质的弹性力学参数由岩心压缩实验测得；
第一仿真子单元，用于对所述三维静态地质力学模型进行仿真计算得到目标断裂带区域的局部漏失区域信息。
11.根据权利要求7所述的钻井轨迹计算装置，其特征在于，所述第一仿真单元还包括：
地应力场分析单元，用于根据所述目标断裂带区域的地层岩芯并分析得到第二信息，所述第二信息包括地应力场的方向和地应力场数据；
第二模型更新单元，用于根据所述储层地质力学剖面结构数据和弹性力学理论更新所述三维地质构造模型为三维计算模型；
第二网格划分，用于对所述三维计算模型进行模型网格划分，并对所述三维计算模型内断裂带周围区域细化网格；
第二条件设置单元，用于基于所述储层地质力学剖面结构数据为所述三维计算模型设置初始条件和边界条件；
第二仿真子单元，用于对所述三维计算模型进行仿真计算得到所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果；
微裂缝区域判断单元，用于基于应变阈值和所述三维计算模型全局主应变的三维矢量结果比较得到目标断裂带中钻井所需的微裂缝区域，所述应变阈值由岩心压缩实验测得。
12.根据权利要求10或11所述的钻井轨迹计算装置，其特征在于，所述地应力场分析单元包括：
第二命令单元，用于发送第二控制命令，所述第二控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行预设的四个方向测量凯塞尔点应力的控制命令；
第一结果获取单元，用于获取测试结果，并根据预设的第一公式组计算得到地应力场在三个方向的分应力；
第三命令单元，用于发送第三控制命令，所述第三控制命令包括对于所述储层地层的岩芯柱进行古地磁和声波各向异性实验的控制命令；
第二结果获取单元，用于获取实验结果，并根据所述第二公式组计算得到水平地应力场方向；
校正单元，用于获取并根据成像测井观察的井壁垮塌和诱导缝发育方位信息对地应力场方向进行校正。
13.一种钻井轨迹计算设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述钻井轨迹计算方法的步骤。
14.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述钻井轨迹计算方法的步骤。
15.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于加载并执行如权利要求1-6任一项所述钻井轨迹计算的步骤。
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