[發明專利]一種水平井最優鉆井軌跡預測方法

在審

• 申請號: 201810253315.5
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108442922A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 劉敬壽
• 申請（專利權）人: 劉敬壽
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/26;E21B7/04;G06Q50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及油氣田勘探開發領域，尤其是一種水平井最優鉆井軌跡預測方法。本發明通過動靜態巖石力學轉換，得到巖石三維力學參數場；通過巖心古地磁定向、成像測井以及陣列聲波測井，確定天然裂縫組系以及產狀分布；利用巖石三維力學參數場，進行現今應力場模擬；利用聲發射實驗模擬不同時期的古應力場，確定不同時期裂縫的發育概率；通過丼區的應力場模擬，模擬確定現今地應力的垂向分布；利用地應力、裂縫以及巖石力學垂向分布建立壓裂裂縫等效擴展的垂向分層模型，預測壓裂裂縫擴展方向；本發明結合水平井鉆井方位以及水平井的動態資料驗證壓裂裂縫擴展方向的可靠性，實現不同區塊壓裂裂縫方向預測與水平井最優鉆井軌跡設計。

技術領域

本發明涉及油氣田勘探開發領域，尤其是一種水平井最優鉆井軌跡預測方法。

背景技術

作為儲層雙重介質模型的重要組分，致密砂巖儲層、頁巖儲層中的裂縫在油氣運移和流體滲流中均起到重要的作用。裂縫的發育對油藏的形成或開發具有雙重作用，一方面，相對于基質孔隙，裂縫具有很大的導流能力，為油氣運移及流體滲流提供重要通道；另一方面，裂縫使得流體運動軌跡單一化，油氣無法儲集成藏或造成油井之間的水淹水竄。研究現今地應力場，可以為油田開發中注采井網的布置、調整和開發方案設計以及水平井鉆井軌跡等提供科學的背景資料，尤其是可以對開發過程中地層物性的變化進行宏觀把握，進而制定相應的儲層保護措施。經過近百年的發展，對油氣藏地應力的研究主要向系統化和多方法相互印證方面發展完善，并形成了構造行跡分析法、實驗室巖心試驗法、測井資料計算法、礦場應力測量法及地應力模擬法5類系統研究地應力的技術。在目前大多數油氣田的開發中，通常都是多種方法綜合應用，特別是測井資料計算及地應力數值模擬技術，相比其他方法更經濟、快捷，所得結果空間連續性較好，也更與實際符合，目前應用最為廣泛。

為了優質、快速和低成本得實現鉆井、完井作業，并且最大限度地提高水平井產能，系統研究水平井軌跡對儲層特征、水平井鉆井、增產以及油氣開發等至關重要。考慮到流體特征、儲層物性等發育分布特征通常都已在油藏描述中進行了系統評價，基于儲層特征的井眼軌跡設計已是目前油氣藏工程設計的常規工作，因此本發明專利從壓裂開發角度，考慮后期壓裂改造實現待鉆井的井眼軌跡優化。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供了一種水平井最優鉆井軌跡預測方法，它解決了水平井鉆井軌跡無法定量預測的問題。

本發明的技術方案為：一種水平井最優鉆井軌跡預測方法，具體步驟如下：

第一步巖石樣品力學實驗確定靜態力學參數，測井解釋確定巖石的動態力學參數，通過動靜態巖石力學轉換，得到巖石三維力學參數場(圖1)；

通過巖石力學實驗計算得到的巖石彈性模量、泊松比等力學等參數稱為巖石靜態力學參數，測井資料計算得到的巖石彈性模量、泊松比等力學參數稱為巖石動態力學參數。綜合利用巖石力學實驗及測井資料計算，并通過單軸-三軸校正和動態-靜態校正，確定研究區目的層位的巖石力學參數；巖石單軸-三軸壓縮實驗直接利用地下巖心，因此準確度、可信度高，但由于測試樣品點少，所得結果直接用于數值模擬缺乏充足的理論依據；而且，斷裂帶附近巖石破碎嚴重，無法進行單軸-三軸壓縮實驗，斷裂帶的巖石力學參數也很難通過巖石力學實驗獲得。根據巖石力學相關理論認為，巖石的彈性模量E、泊松比μ等力學參數由聲波測井縱波時差Δt_p、橫波時差Δt_s以及巖石密度ρ來求得。測井資料具有連續性好、成本低廉的優點，彌補巖石力學實驗的不足。

首先將單軸壓縮實驗結果校正到三軸壓縮實驗條件下的結果，將結果在測井曲線上標定，將標定的動態力學參數與靜態力學參數擬合，得到擬合函數，將連續的測井解釋結果剖面校正為連續的靜態巖石力學剖面，利用高斯序貫算法得到研究區目的層位的三維力學參數場，用于應力場數值模擬及儲層裂縫預測。

第二步通過巖心、野外、薄片、掃描電鏡、成像測井以及陣列聲波測井，結合巖石周向巖石力學確定共軛裂縫是否兩組都發育；進而確定天然裂縫組系以及產狀分布(圖1)；