一種頁巖氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及頁巖氣開發(fā)技術(shù)，尤其涉及一種頁巖氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水平井是井斜角達到或接近90°，井身沿著水平方向鉆進一定長度的井，有時井斜 角可以超過90°，水平井的目的在于增大油氣層的裸露面積。水平井大大提高了集水建筑物 與地下水非飽和帶中的氣體、地下油氣的接觸面積，有效地提高了流體的抽取效率，導(dǎo)致水 平井的產(chǎn)量大幅度增。因此，水平井在儲層中的穿行是保證產(chǎn)量的基本條件，而地質(zhì)導(dǎo)向技 術(shù)的運用，使得現(xiàn)場技術(shù)人員能夠正確把握軌跡的導(dǎo)向，保證水平井的有效鉆進。
[0003] 目前，國內(nèi)外現(xiàn)場隨鉆軌跡跟蹤技術(shù)方法主要分為四種類型：一是以 Schlumberger、BakerHughes等公司為主，各自具備自己的現(xiàn)場軌跡導(dǎo)向軟件，其方便、快 速，但主要適用于橫向較為穩(wěn)定的儲層;二是通過地震數(shù)據(jù)體實現(xiàn)現(xiàn)場跟蹤，其主要取決于 地震資料的精度，但缺少油藏概念、操作不太方便;三是利用三維建模成果實現(xiàn)現(xiàn)場跟蹤， 其完全依賴于建模成果的精度，缺點是不易操作、缺少靈活性，模型修改周期較長；四是基 于手工繪圖或EXCEL表格形式也能實現(xiàn)現(xiàn)場跟蹤，但其速度慢、易出錯，對地震等研究成果 的利用不夠，缺少油藏地質(zhì)體的概念。該方法在國內(nèi)部分油田仍在使用。
[0004] 本發(fā)明以工區(qū)二、三維地震資料、現(xiàn)場測錄井資料、鉆井資料和實驗室分析化驗資 料為基礎(chǔ)，研究目的層巖性、電性特征，開展地層劃分、對比標志層確定、地層傾角變化特征 研究，實時指導(dǎo)水平井井眼軌跡，確保水平軌跡在優(yōu)質(zhì)儲層中穿行。簡單、實用，減少了現(xiàn)場 跟蹤不必要的工作量，保證水平井的準確、順利著陸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種頁巖氣水平井地 質(zhì)導(dǎo)向方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種頁巖氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法， 包括以下步驟： 1) 根據(jù)目的層巖性和電性特征，進行目的層進行地層劃分，并確定對比標志層； 2) 以三維疊后時間偏移和疊前時間偏移資料為基礎(chǔ)，在工作站利用Geoframe解釋系統(tǒng) 進行人機聯(lián)作解釋，對主要目的層進行精細的追蹤對比，落實了各層構(gòu)造形態(tài)； 3) A靶軌跡調(diào)整:鉆井"三開"前需要用根據(jù)實鉆資料進行A靶的調(diào)整，在三開鉆進至鉆 至A靶前根據(jù)標志層對比進行A靶調(diào)整； 在鉆井過程中鉆遇至標志層濁積砂巖層時，通過標定以及反射特征確定濁積砂頂時間 剖面讀取地層時間信息，結(jié)合測井聲波資料，以此預(yù)測A靶點深度； 4) 水平段地質(zhì)導(dǎo)向：水平段實鉆過程中沿軌跡方向的地層傾角經(jīng)常是在變化的，需要 及時收集隨鉆資料，進行氣層標志層（點）的對比，確認目前實鉆位置，實時監(jiān)控軌跡，提前 預(yù)測，引導(dǎo)定向施工，確保鉆井軌跡在設(shè)計的地層范圍內(nèi)穿行。
[0007] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是： 1、本發(fā)明方法操作簡單，易于掌握，不需要特別專業(yè)的儀器與設(shè)備。
[0008] 2、減少旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)服務(wù)費用，降低了成本。
【附圖說明】
[0009] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中： 圖1為本發(fā)明實施例中XX井(標準井）目的層對比標志層特征柱狀圖； 圖2為本發(fā)明實施例中XX井-XX井濁積砂以下地層對比圖； 圖3為本發(fā)明實施例中XX井主力氣層劃分特征圖； 圖4為本發(fā)明實施例中過XX井三維地震剖面； 圖5為本發(fā)明實施例中XX井-XX井標志層對比圖； 圖6為本發(fā)明實施例中下傾地層鉆進下切的地層傾角計算與鉆穿氣底的預(yù)測計算示 意圖； 圖7為本發(fā)明實施例中下傾地層鉆進上切的地層傾角計算與鉆穿氣底的預(yù)測計算示意 圖； 圖8為本發(fā)明實施例中上傾地層鉆進下切的地層傾角計算與鉆穿氣底的預(yù)測計算示意 圖； 圖9為本發(fā)明實施例中上傾地層鉆進上切的地層傾角計算與鉆穿氣底的預(yù)測計算示意 圖； 圖10為本發(fā)明實施例中復(fù)雜地層水平鉆進控制點間地層傾角計算示意圖； 圖11為本發(fā)明實施例中XX井地震剖面圖； 圖12為本發(fā)明實施例中標準井與XX井標志層(點)對比圖； 圖13為本發(fā)明實施例中XX井水平段穿行層位圖； 圖14為本發(fā)明實施例中XX井地震剖面圖； 圖15為本發(fā)明實施例中標準井與XX井標志層(點)對比圖； 圖16為本發(fā)明實施例中XX井水平段穿行層位圖； 圖17為本發(fā)明實施例中XX井隨鉆地層傾角計算表； 圖18為本發(fā)明實施例中XX井隨鉆地層傾角計算表； 圖19為本發(fā)明實施例的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0010]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。
[0011 ]如圖19所示，一種頁巖氣水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法，包括以下步驟： a.開展地層劃分、對比標志層確定。結(jié)合巖性、電性變化及巖心觀察，將XX井目的層層 段進一步細分為9個巖性、電性小層，其中下部的38m優(yōu)質(zhì)氣層段可劃分為5小層，如圖1所 不。
[0012]目的層濁積砂以下地層，按地層標志可分為6段，如圖2所示，為砂下泥巖段、含灰 質(zhì)泥巖段、高伽馬泥巖段、含粉砂泥巖段、主力氣層段(圖2)。
[0013] 含灰質(zhì)泥巖段:厚度1.5-2.5m，由于含灰質(zhì)，電測曲線特征為低伽馬、中等密度、中 等電阻值。是高伽馬值平臺上出現(xiàn)一個明顯低值槽，為主要的標志層。
[0014] 高伽馬泥巖段:主要是灰黑色含炭泥巖夾薄層粉砂質(zhì)泥巖，厚10.5m;電測曲線特 征為高伽馬值、高密度值、低電阻值等，為"下兩高一低"。與上、下地層的電性特征明顯不 同，電性曲線存在轉(zhuǎn)折端點，可為主要對比標志層。
[0015] 含粉砂泥巖段:主要是灰黑色炭質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，厚度24.5m;電測曲線特征為 中等伽馬值、中等密度值、中等電阻值等，為"三中等"。在中下部夾有一層1.5m左右較純的 泥巖，伽馬值突然升高、電阻降低的特征，為"一高一低"，可作為主要對比標志層。
[0016]下部的38m優(yōu)質(zhì)氣層段可劃分為5小層，如圖3所示： ⑤號層：自然伽馬為小幅抬升-下降-再抬升。
[0017] ④號層：自然伽馬值為上段為較高的指狀尖峰(俗稱小三峰），下段為下降后再升 高的"U"型谷狀。
[0018] ③號層：自然伽馬值為上段呈小幅波狀下降-抬升，中段為較高值平臺，下段為低 值深槽。
[0019] ②號層:伽馬值出現(xiàn)一個極高單峰。
[0020] ①號層：自然伽馬值呈現(xiàn)2個逐步下降的"U"型槽。
[0021 ] b.以三維疊后時間偏移和疊前時間偏移資料為基礎(chǔ)，在工作站利用Geoframe解 釋系統(tǒng)進行人機聯(lián)作解釋，對主要目的層進行精細的追蹤對比，落實了各層構(gòu)造形態(tài)； 本實施例中利用三維地震資料，通過精細層位標定以及解釋，確定目的層位，如圖4所 示。在實鉆過程中，將井軌跡投影至三維地震剖面上，能夠直觀跟蹤目前鉆到地層位置，另 一方面利用三維地震資料預(yù)測目的層水平段地層傾向，指導(dǎo)下一步鉆井。同時，利用聲波、 密度測井資料，制作人工合成地震記錄，通過與過井地震剖面的對比，可準確確定地震地質(zhì) 層位。
[0022] 從地震合成記錄上可以看出，目的層龍馬溪組底部有一套強反射界面，全區(qū)連續(xù) 穩(wěn)定，其上的一套濁積砂標志層在地震剖面上同樣為一套連續(xù)的反射截面。通過地震層位 的標定，能夠確定目的層以及標志層位，能夠有效的對鉆井進行指導(dǎo)。
[0023] c. A靶軌跡調(diào)整:在鉆井過程中鉆遇至標志層濁積砂巖層時，通過標定以及反射 特征確定濁積砂頂時間剖面讀取地層時間信息，結(jié)合測井聲波資料，以此預(yù)測A靶點深度。
[0024] A靶軌跡調(diào)整主要方法有以下幾種： 1):垂深是指計算點相對井口位置的垂直深度，垂直深度差為垂厚。有以下3種情況： ①正鉆井與標準井地下構(gòu)造條件相似： 正鉆井軌跡方向位于構(gòu)造高點近軸部，濁積砂至A靶地層平緩，其A靶垂深可以快速計 算； A靶氣頂垂=濁砂底垂深+標準井的濁砂到氣頂垂厚； A靶垂深=A靶氣頂垂深+設(shè)計距氣頂距離。
[0025] ②正鉆井軌跡方向位于構(gòu)造下傾位置： A靶氣頂垂深=濁砂底垂深+標準井濁砂到氣頂垂厚+本井濁砂底到A靶地層傾角產(chǎn)生的 地層下移垂距； 濁砂底到A靶地層下移垂距=沿軌跡地震剖面解釋計算的垂差； A靶垂深=A靶氣頂垂深+設(shè)計距氣頂距離。
[0026] ③正鉆井軌跡方向處在構(gòu)造上傾位置： A靶氣頂垂深=濁砂底垂深+標準井濁砂到氣頂垂厚-本井濁砂底到A靶地層傾角產(chǎn)生的 地層上移垂距； 濁砂底到A靶地層上移垂距=沿軌跡地震剖面解釋計算的垂差； A靶垂深=A靶氣頂垂深+設(shè)計距氣頂距離。
[0027] 2)海拔等高計算法:正鉆井靶點附近有已鉆井靶點數(shù)據(jù)，據(jù)兩點間地層關(guān)系，利用 已知點海拔推算未知點海拔，再用正鉆井的井口海拔計算靶點垂深。
[0028]上述2種方法可以對三開鉆進之前的A靶進行預(yù)測，但在實際鉆探中存在著很大影 響因素，如局部范圍內(nèi)地層厚度突變、地震解釋的構(gòu)造不精確性等，都會影響預(yù)測的精確 度，所以本發(fā)明通過隨鉆資料，進行標志層的依次確定，采用逐步接近法推測和修正預(yù)測結(jié) 果。修正過程有以下幾種情況： ①濁積砂到A靶的地層為下傾方向，對比標志層間的垂厚正常會比標準井有所增大（圖 5)，按由地層傾角造成的厚度變化差，可以推算地層視傾角，再判斷鉆井的井斜角實否合 適。
[0029] 在隨鉆對比中，主要是以隨鉆伽馬曲線特征與鄰井(參照井)對比，常用的標志層 段有:1、濁積砂底-含灰泥巖尖;2、含灰泥巖尖-泥高尖;3、泥高尖-氣層頂;4、確定A靶等。
[0030] 標志層(點）的坐標的獲得:對比確定標志點，用隨鉆"最小曲率半徑法計算井眼軌 跡計算機程序"計算結(jié)果得出坐標； 標志層(點）的水平距離L:為本井與參照井同一標志點的坐標距離； 標志層間垂厚差h=本井標志層間垂厚-參照井標志層間垂厚； 井斜角與水平面夾角β= 90°-鉆井井斜角； 鉆進過程中下切地層的角度a= arctan(h + L); 實際地層視傾角γ =β_α; 在鉆頭接近A靶過程中，鉆遇標志點逐漸接近A靶的標志，逐段計算地層視傾角，逐步 驗證設(shè)計軌跡的中靶偏差，通過調(diào)整井斜角，控制鉆頭下切地層的快慢，在進入A靶時，鉆頭 控制在設(shè)計層位，井斜角與水平面夾角β等于實際地層視傾角γ，完成入靶。
[0031] ②濁積砂到A靶的地層為上傾方向，對比標志層間的垂厚正常會比標準井有所減 小，按由地層傾角造成的厚度變化差，可以推算地層視傾角，再判斷鉆井的井斜角實否合 適。
[0032]標志層（點）的水平距離L:兩點的坐標距離