一种水平井随钻测井地质导向方法

摘要

一种水平井随钻测井地质导向方法，涉及石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，尤其是涉及一种适用于水平井水平段钻进过程中的随钻测井地质导向方法。其特征是，应用随钻测井和随钻测量所得到的实时数据解释制作测井曲线图和井眼轨迹剖面图，在测井曲线图上定义测井曲线标志点并标注到井眼轨迹剖面图上，并进一步定义对称标志点，分析解释对称标志点得到井眼轨迹各段的平均地层倾角和地层倾角变化趋势，结合目的层顶界和底界钻遇点，重绘目的层顶界和目的层底界；然后，根据最后一个测点预测钻头位置的海拔深度，确定钻头在目的层中的实际位置，为下一步地质导向决策提供依据。

主权项

一种水平井随钻测井地质导向方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：制作测井曲线图和井眼轨迹剖面图，钻头在目的层水平钻进过程中，井下随钻测量工具、随钻测井工具将测得数据包括井斜、方位、自然伽马、深浅侧向电阻率，实时无线传输到地面设备，进入专业软件，应用专业软件将所得到的实时数据进行资料解释，制作测井曲线图和井眼轨迹剖面图；步骤二：定义测井曲线标志点，对随钻测井曲线图测井曲线变化特征进行分析解释，在有明显变化特征位置定义为测井曲线标志点，制作标志点统计表，标志点统计表包括标志点序号和测深两列，把测井曲线标志点数据记入标志点统计表中；步骤三：定义对称标志点，根据在地层同一位置的测井曲线具有相似性这一特征，对所有测井曲线标志点进行分析，找出测井曲线值相近，变化趋势具有对称性的两个测井曲线标志点，定义为对称标志点，其中第二个测井曲线标志点为第一个测井曲线标志点在地层的同一位置重复出现点，依此类推，定义其它对称标志点；步骤四：制作地层平行线，一对对称标志点从第一个测井曲线标志点到第二个测井曲线标志点经过了井眼轨迹的一段，在井眼轨迹剖面图上连接这一段的首尾，其连接线就是地层平行线；连接每一对对称标志点经过井眼轨迹的一段，都将得到一条地层平行线；步骤五：确定各段地层倾角和地层倾角变化趋势，地层平行线两端的对称标志点反映钻头从一地层钻出后又钻回同地层，所以，地层平行线的倾角与此段地层倾角平均值一致；一条地层平行线的倾角为 a = arctan | H 1 - H 2 | ( X 1 - X 2 ) 2 + ( Y 1 - Y 2 ) 2 其中，a是地层平行线的倾角，arctan是反正切公式；H1是对称标志点的第一个测井曲线标志点的海拔深度；H2是对称标志点的第二个测井曲线标志点的海拔深度；X1是对称标志点的第一个测井曲线标志点的横坐标；X2是对称标志点的第二个测井曲线标志点的横坐标；Y1是对称标志点的第一个测井曲线标志点的纵坐标；Y2是对称标志点的第二个测井曲线标志点的纵坐标；制作地层平行线倾角统计表，地层平行线倾角统计表包括地层平行线对应的对称标志点和地层平行线倾角两列，把各地层平行线倾角数据记入地层平行线倾角统计表中；在某些地层中钻头从地层顶部钻入再从底部钻出或者从底部钻入再从顶部钻出时，随钻测井曲线也具有一定对称性，由此作出的地层平行线并不与地层平行，需要过虑掉，方法是：1)用该地层平行线与设计书的地质构造图对比，如果明显有违地质解释，则过虑掉；2)用该地层平行线与地震剖面图对比，如果明显有违地震解释，则过虑掉；3)目的层上部岩性与下部岩性不一样，用现场录井资料对比，如果明显有违录井解释，则过虑掉；过虑后剩余的地层平行线的倾角反映了地层平行线所在段地层的平均倾角，相邻多条地层平行线的倾角变化反映了地层倾角变化趋势；至此，各测井曲线标志点在地层中的位置都可以解释，制作标志点解释表，把各测井曲线标志点解释数据记入标志点解释表中，标志点解释表包括标志点序号、测深和标志点解释结果描述三列；步骤六：确定目的层顶界和底界钻遇点，根据测井曲线图中自然伽马探测值和深浅侧向电阻率值的变化趋势和其门槛值，结合标志点解释表的解释结果，确定目的层顶界和底界钻遇点；步骤七：重构目的层顶面和目的层底面，根据步骤六确定的目的层顶界和底界钻遇点和标志点解释表的解释结果，结合步骤五所确定的各段平均地层倾角和地层倾角变化趋势，重构目的层顶面和底面；设计书中的目的层主要根据邻井数据和地震数据拟合的，反映的是区域地质特征，重构的目的层考虑了实钻数据的影响，更能反映局部地质特征，所以设计书中的目的层与重构的目的层有一定偏差，但形态和倾角又有一定的相似性；步骤八：计算钻头位置相对最后一个测点的水平位移和钻头位置海拔深度，钻头位置相对最后一个测点的水平位移：D＝D0+sin(a)×L钻头位置海拔深度：H＝H0+cos(a)×L其中，D是钻头位置相对最后一个测点的水平位移；H是钻头位置海拔深度；D0是最后一个测量点的视平移，是已知的；H0是最后一个测点海拔深度，是已知的；L是最后一个测点到钻头位置的长度也就是测量仪测量点到钻头端部的距离，是已知的；a是最后一个测点位置井斜角到井底井斜角的平均值，井底井斜角需要导向人员综合最后一个测点井斜角、最后一个测点到钻头这段距离的定向情况和该区地质情况进行估算；步骤九：确定钻头与地层的关系，根据步骤八计算的钻头的水平位移和海拔深度，将钻头位置井眼轨迹投影到井眼轨迹剖面图中，结合步骤七在井眼轨迹剖面图中划出的目的层界面，确定钻头位置目的层顶界和底界的海拔深度，确定钻头与地层的关系，其关系有三种：1)钻头处于目的层中，2)钻头处于目的层之上，3)钻头处于目的层之下；步骤十：根据步骤九确定的钻头与地层的关系，作下一步导向决策，1)当钻头处于目的层中，如果地质设计书有要求，应使井眼轨迹处于设计书中要求的目的层中的位置，如果地质设计书没有要求，应使井眼轨迹处于目的层砂岩显示最好的位置，然后使井斜角与地层倾角保持一致，稳斜钻进；2)当钻头处于目的层之上，应向下定向，使钻头尽快回到目的层；3)当钻头处于目的层之下，应向上定向，使钻头尽快回到目的层。