[發明專利]隨鉆地質導向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410003509.1
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103790579B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 袁超;周燦燦;張鋒;程相志;胡松;李華陽;宋連騰;孔強夫;高斌
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王天堯

技術領域

本發明涉及地質導向和地質勘探技術領域，特別涉及一種隨鉆地質導向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置。

背景技術

地質導向技術是20世紀90年代發展起來的前沿鉆井技術之一，是利用鉆井過程中實時測量的自然伽馬、地層密度、地層電阻率、環壓、溫度及壓力等地質參數或工程參數，判斷鉆頭鉆遇的地層，及時調整鉆進軌跡。利用地質導向技術可保證鉆頭盡可能在有利儲層內鉆進，達到提高產量和采收率的目的。隨著現在水平井和定向井的不斷增加，地質導向是鉆井過程中必不可少的一項高新技術。

在水平井和大斜度井鉆井過程中，隨鉆方位自然伽馬測井是一種重要的地質導向技術，是在隨鉆測井過程中將多個伽馬探測器置于鉆鋌中，測量地層的自然伽馬放射性，其測量數據具有方位特性，通過實時上傳到地面的上、下方位自然伽馬曲線可實時調整鉆頭的鉆進軌跡，保持鉆頭在儲層中鉆進。但目前技術中，隨鉆方位自然伽馬測井實時上傳到地面的上、下方位伽馬曲線僅用于定性判斷鉆頭是否在儲層中鉆進，并對鉆頭軌跡調整，不能定量判斷鉆頭與地層界面的距離。

發明內容

本發明實施例提供了一種隨鉆地質導向中確定鉆頭與地層界面距離的方法及裝置，解決了現有技術中不能定量判斷鉆頭與地層界面的距離的技術問題。

本發明實施例提供了一種隨鉆地質導向中確定鉆頭與地層界面距離的方法，該方法包括：實時獲取隨鉆方位自然伽馬測井的資料，預測即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角；獲取在鉆進方向上的預設位置與所述即將鉆遇地層界面的垂直距離，其中，所述預設位置是在鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時，首先發生變化的自然伽馬曲線所在方位的探測器的位置；根據所述相對夾角和所述垂直距離確定鉆頭在鉆進方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。

在一個實施例中，所述資料包括所述隨鉆方位自然伽馬測井的上方位自然伽馬曲線和下方位自然伽馬曲線。

在一個實施例中，利用所述測井資料預測即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角，包括：在所述鉆頭鉆向所述即將鉆遇地層界面時，利用上方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點與下方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點在鉆進方向上的距離，預測所述即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角。

在一個實施例中，利用上方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點與下方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點在鉆進方向上的距離，預測所述即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角，包括：利用蒙特卡羅計算模型模擬計算結果數據，獲取上方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點與下方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點在鉆進方向上的距離；通過以下公式確定所述即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角：其中，RD是所述即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角的弧度制值，ΔP是上方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點與下方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點在鉆進方向上的距離，a、b、c、d分別為常數。

在一個實施例中，所述上方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點的自然伽馬值與上方位自然伽馬曲線上前一點的自然伽馬值的變化量在第一預設值范圍內；所述下方位自然伽馬曲線上首先發生變化的變化點的自然伽馬值與下方位自然伽馬曲線上前一點的自然伽馬值的變化量在第二預設值范圍內。

在一個實施例中，所述第一預設值范圍是所述上方位自然伽馬曲線上前一點的自然伽馬值的10%至15%；所述第二預設值范圍是所述下方位自然伽馬曲線上前一點的自然伽馬值的10%至15%。

在一個實施例中，根據所述相對夾角和所述垂直距離確定所述鉆頭在鉆進方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離，包括：根據所述垂直距離與所述相對夾角的正弦值的比值，確定所述鉆頭在鉆進方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離。

在一個實施例中，通過以下公式確定所述鉆頭在鉆進方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離：其中，L是所述鉆頭在鉆進方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離，是所述即將鉆遇地層界面與鉆進方向的相對夾角的弧度制值，d₀是所述探測器與所述鉆頭之間的距離，DOI是在鉆進方向上的預設位置與所述即將鉆遇地層界面的垂直距離。

在一個實施例中，在確定鉆頭在鉆進方向上與所述即將鉆遇地層界面的距離之后，還包括：根據所述鉆頭鉆進速度跟蹤所述鉆頭與所述即將鉆遇地層界面的距離。