隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置，其中，該方法包括以下步驟：實(shí)時(shí)獲取隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的資料，預(yù)測(cè)即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角；獲取在鉆進(jìn)方向上的預(yù)設(shè)位置與所述即將鉆遇地層界面的垂直距離，其中，所述預(yù)設(shè)位置是在鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，首先發(fā)生變化的自然伽馬曲線所在方位的探測(cè)器的位置；根據(jù)所述相對(duì)夾角和所述垂直距離確定鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了利用隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的資料，來定量確定鉆頭與所述即將鉆遇地層界面的距離，從而有助于隨鉆方位自然伽馬測(cè)井更好地服務(wù)于地質(zhì)導(dǎo)向。
【專利說明】隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)導(dǎo)向和地質(zhì)勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的前沿鉆井技術(shù)之一，是利用鉆井過程中實(shí)時(shí)測(cè)量的自然伽馬、地層密度、地層電阻率、環(huán)壓、溫度及壓力等地質(zhì)參數(shù)或工程參數(shù)，判斷鉆頭鉆遇的地層，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)軌跡。利用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)可保證鉆頭盡可能在有利儲(chǔ)層內(nèi)鉆進(jìn)，達(dá)到提高產(chǎn)量和采收率的目的。隨著現(xiàn)在水平井和定向井的不斷增加，地質(zhì)導(dǎo)向是鉆井過程中必不可少的一項(xiàng)高新技術(shù)。
[0003]在水平井和大斜度井鉆井過程中，隨鉆方位自然伽馬測(cè)井是一種重要的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，是在隨鉆測(cè)井過程中將多個(gè)伽馬探測(cè)器置于鉆鋌中，測(cè)量地層的自然伽馬放射性，其測(cè)量數(shù)據(jù)具有方位特性，通過實(shí)時(shí)上傳到地面的上、下方位自然伽馬曲線可實(shí)時(shí)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)軌跡，保持鉆頭在儲(chǔ)層中鉆進(jìn)。但目前技術(shù)中，隨鉆方位自然伽馬測(cè)井實(shí)時(shí)上傳到地面的上、下方位伽馬曲線僅用于定性判斷鉆頭是否在儲(chǔ)層中鉆進(jìn)，并對(duì)鉆頭軌跡調(diào)整，不能定量判斷鉆頭與地層界面的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能定量判斷鉆頭與地層界面的距離的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，該方法包括:實(shí)時(shí)獲取隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的資料，預(yù)測(cè)即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角；獲取在鉆進(jìn)方向上的預(yù)設(shè)位置與所述即將鉆遇地層界面的垂直距離，其中，所述預(yù)設(shè)位置是在鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，首先發(fā)生變化的自然伽馬曲線所在方位的探測(cè)器的位置；根據(jù)所述相對(duì)夾角和所述垂直距離確定鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，所述資料包括所述隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的上方位自然伽馬曲線和下方位自然伽馬曲線。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，利用所述測(cè)井資料預(yù)測(cè)即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角，包括:在所述鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，利用上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離，預(yù)測(cè)所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，利用上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離，預(yù)測(cè)所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角，包括:利用蒙特卡羅計(jì)算模型模擬計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離；通過以下公式確定所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角:
【權(quán)利要求】
1.一種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，包括: 實(shí)時(shí)獲取隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的資料，預(yù)測(cè)即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角； 獲取在鉆進(jìn)方向上的預(yù)設(shè)位置與所述即將鉆遇地層界面的垂直距離，其中，所述預(yù)設(shè)位置是在鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，首先發(fā)生變化的自然伽馬曲線所在方位的探測(cè)器的位置； 根據(jù)所述相對(duì)夾角和所述垂直距離確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。
2.如權(quán)利要求1所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，所述資料包括所述隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的上方位自然伽馬曲線和下方位自然伽馬曲線。
3.如權(quán)利要求2所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，利用所述資料預(yù)測(cè)即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角，包括: 在所述鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，利用上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離，預(yù)測(cè)所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角。
4.如權(quán)利要求3所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，利用上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上 的距離，預(yù)測(cè)所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角，包括: 利用蒙特卡羅計(jì)算模型模擬計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離； 通過以下公式確定所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角:

5.如權(quán)利要求3所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，所述上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)的自然伽馬值與上方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的變化量在第一預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)； 所述下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)的自然伽馬值與下方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的變化量在第二預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)值范圍是所述上方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的10%至15%; 所述第二預(yù)設(shè)值范圍是所述下方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的10%至15%。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，根據(jù)所述相對(duì)夾角和所述垂直距離確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離，包括:根據(jù)所述垂直距離與所述相對(duì)夾角的正弦值的比值，確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。
8.如權(quán)利要求7所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，通過以下公式確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離:
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，其特征在于，在確定鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離之后，還包括: 根據(jù)所述鉆頭鉆進(jìn)速度跟蹤所述鉆頭與所述即將鉆遇地層界面的距離。
10.一種隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，包括: 夾角預(yù)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)獲取隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的資料，預(yù)測(cè)即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角； 距離獲取模塊，用于獲取在鉆進(jìn)方向上的預(yù)設(shè)位置與所述即將鉆遇地層界面的垂直距離，其中，所述預(yù)設(shè)位置是在所述鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，首先發(fā)生變化的自然伽馬曲線所在方位的探測(cè)器的位置； 距離確定模塊，用于根據(jù)所述相對(duì)夾角和所述垂直距離確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。
11.如權(quán)利要求10所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述資料包括所述隨鉆方位自然伽馬測(cè)井的上方位自然伽馬曲線和下方位自然伽馬曲線。
12.如權(quán)利要求11所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述夾角預(yù)測(cè)模塊，用于在所述鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時(shí)，利用上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離，預(yù)測(cè)所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角。
13.如權(quán)利要求12所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述夾角預(yù)測(cè)模塊包括: 距離獲取單元，用于利用蒙特卡羅計(jì)算模型模擬計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，獲取上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)與下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)在鉆進(jìn)方向上的距離； 夾角預(yù)測(cè)單元，用于通過以下公式確定所述即將鉆遇地層界面與鉆進(jìn)方向的相對(duì)夾角:
14.如權(quán)利要求12所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述上方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)的自然伽馬值與上方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的變化量在第一預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)； 所述下方位自然伽馬曲線上首先發(fā)生變化的變化點(diǎn)的自然伽馬值與下方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的變化量在第二預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)值范圍是所述上方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的10%至15%;所述第二預(yù)設(shè)值范圍是所述下方位自然伽馬曲線上前一點(diǎn)的自然伽馬值的10%至15%。
16.如權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述距離確定模塊，用于根據(jù)所述垂直距離與所述相對(duì)夾角的正弦值的比值，確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。
17.如權(quán)利要求16所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，所述距離確定模塊通過以下公式確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離:
18.如權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向中確定鉆頭與地層界面距離的裝置，其特征在于，還包括: 距離追蹤模塊，用于在確定所述鉆頭在鉆進(jìn)方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離之后，根據(jù)所述鉆頭鉆進(jìn)速度跟蹤所述鉆頭與所述即將鉆遇地層界面的距離。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK103790579SQ201410003509
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】袁超, 周燦燦, 張鋒, 程相志, 胡松, 李華陽(yáng), 宋連騰, 孔強(qiáng)夫, 高斌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司