地質(zhì)導(dǎo)向中二維儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)方法研究

王 謙， 李國(guó)利， 李 震， 蘇 波， 洪英霖

(1.中國(guó)石油測(cè)井有限公司，陜西西安 710077；2.中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000)

地質(zhì)導(dǎo)向中二維儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)方法研究

王 謙1， 李國(guó)利1， 李 震1， 蘇 波1， 洪英霖2

(1.中國(guó)石油測(cè)井有限公司，陜西西安 710077；2.中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000)

目前常用的鉆前地質(zhì)導(dǎo)向模型建立在地震資料精細(xì)處理的基礎(chǔ)上，分辨率較低，需要建立一種新的儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)方法。以測(cè)井資料為基礎(chǔ)，建立了地層視傾角的計(jì)算方法，通過(guò)平移、創(chuàng)建虛擬井等方式確定水平井鉆進(jìn)方向上的地層邊界信息，構(gòu)建地層邊界模型，推導(dǎo)了地層邊界的數(shù)學(xué)關(guān)系。應(yīng)用地層視傾角預(yù)測(cè)模型和不同井位分布下的地層邊界數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，目的層視傾角為0.70°，完井計(jì)算地層視傾角為0.53°，誤差較??；儲(chǔ)層邊界預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果誤差為0.1～3.6 m，預(yù)測(cè)結(jié)果受地層變化情況的影響較大。研究表明，地層邊界深度是水平位移的函數(shù)，下傾地層邊界深度與水平位移呈線性正相關(guān)，與建模井的井距呈線性反相關(guān)，而上傾地層變化規(guī)律與之相反；對(duì)于地層厚度逐漸變化的地層，數(shù)學(xué)建模預(yù)測(cè)結(jié)果比視厚度預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。研究結(jié)果為水平井地質(zhì)導(dǎo)向提供了一種直觀量化的指導(dǎo)方法。

地質(zhì)導(dǎo)向 傾角 儲(chǔ)層界面 水平井 測(cè)井資料

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井是指用近鉆頭測(cè)量的地質(zhì)、工程參數(shù)和隨鉆控制等手段，保證實(shí)鉆井眼軌跡在儲(chǔ)集層最佳位置穿行。采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，能極大地提高對(duì)地層、構(gòu)造、儲(chǔ)層特征的判斷和鉆頭在儲(chǔ)層內(nèi)穿行的控制能力，提高油層鉆遇率、鉆井成功率和采收率，實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)、降低鉆井成本的目的[1]。地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的發(fā)展是建立在隨鉆測(cè)井技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上的，隨鉆測(cè)井從最初的測(cè)量井斜角、方位角、工具面角等工程參數(shù),逐漸發(fā)展到測(cè)量地層物性、電性、巖性等地質(zhì)物理參數(shù)，并逐漸向方位、成像、深探測(cè)方面發(fā)展[2-3]。在隨鉆測(cè)井的基礎(chǔ)上,發(fā)展了許多實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層界面的方法，如利用自然伽馬預(yù)測(cè)探測(cè)點(diǎn)與地層邊界的距離[4]，利用電磁波電阻率探測(cè)深度的差異和極化角現(xiàn)象判斷井眼軌跡與儲(chǔ)層邊界的空間位置關(guān)系[5-8]，對(duì)深探測(cè)方位電阻率進(jìn)行反演確定儲(chǔ)層邊界與油水界面[9]。隨鉆測(cè)井對(duì)儲(chǔ)層界面的預(yù)測(cè)局限在井周附近，而且探測(cè)深度受圍巖和儲(chǔ)層導(dǎo)電性差異的影響較大。一般都是基于地震資料進(jìn)行鉆前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，采用波阻抗反演技術(shù)[10]、頻譜成像技術(shù)[11]和地震屬性聚類分析[12]等方法進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，為了提高精度利用測(cè)井資料進(jìn)行約束[13]，對(duì)儲(chǔ)層的發(fā)育程度與橫向展布規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)，但分辨率較低。

目前，隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向主要是結(jié)合地震分析結(jié)果、通過(guò)多井地層對(duì)比確定標(biāo)志層厚度進(jìn)行界面垂深預(yù)測(cè)[14-15]，沒有考慮井眼軌跡與儲(chǔ)層界面變化的影響，不能在鉆井過(guò)程中實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)鉆頭與儲(chǔ)層邊界的距離。筆者以測(cè)井資料為基礎(chǔ)，建立井眼軌跡與儲(chǔ)層界面在鉆進(jìn)方向上的數(shù)學(xué)關(guān)系，對(duì)于地層厚度變化的儲(chǔ)層實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)井眼軌跡與儲(chǔ)層邊界的距離，并結(jié)合隨鉆測(cè)井資料實(shí)時(shí)調(diào)整邊界模型，指導(dǎo)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，提高儲(chǔ)層的鉆遇率。

1 地層視傾角預(yù)測(cè)方法

1.1 地層傾角測(cè)井

地層傾角測(cè)井是一種在裸眼井中探測(cè)地層層面空間位置的測(cè)井方法，主要通過(guò)多條電阻率測(cè)量曲線來(lái)計(jì)算地層的傾角及傾斜方位角，從而研究各種地質(zhì)問(wèn)題。一般認(rèn)為，泥巖為低能量沉積環(huán)境，水流平穩(wěn)，層理呈水平狀，與原始泥巖層面平行，泥巖的傾角與傾向反映了地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，因此采用泥巖井段確定構(gòu)造傾角，通常用目的層上部泥巖段的傾角來(lái)確定目的層的構(gòu)造傾角。

1.2 區(qū)域多井對(duì)比

通過(guò)對(duì)比鄰井標(biāo)志層(全區(qū)分布穩(wěn)定、厚度穩(wěn)定、巖性特征明顯的地層)的海拔深度，確定高度差，利用井口坐標(biāo)與井眼軌跡參數(shù)確定鄰井標(biāo)志層之間的水平位移。

若M1和M2為直井，則2口井標(biāo)志層之間的水平位移為：

(1)

如果M1和M2為大斜度井，則2口井標(biāo)志層之間的水平位移為：

(2)

2口井之間地層視傾角為：

(3)

式中：L12為2口井標(biāo)志層之間的水平位移，m；x1為M1井橫坐標(biāo)，m；x2為M2井橫坐標(biāo)，m；y1為M1井縱坐標(biāo)，m；y2為M2井縱坐標(biāo)，m；Δx1為M1井標(biāo)志層相對(duì)井口橫坐標(biāo)的位移，m；Δx2為M2井標(biāo)志層相對(duì)井口橫坐標(biāo)的位移，m；Δy1為M1井標(biāo)志層相對(duì)井口縱坐標(biāo)的位移，m；Δy2為M2井標(biāo)志層相對(duì)井口縱坐標(biāo)的位移，m;θ為2口井之間的地層視傾角，(°)；ΔH為2口井標(biāo)志層之間的高度差，m。

另一種方法是對(duì)比同一口井導(dǎo)眼井(直井)與水平井的標(biāo)志層，以M1井為例，確定ΔH和水平井標(biāo)志層相對(duì)導(dǎo)眼井的水平位移L11，則水平井鉆進(jìn)方向上的地層視傾角為：

(4)

其中，導(dǎo)眼井標(biāo)志層深度為電纜測(cè)井深度，水平井標(biāo)志層深度為隨鉆測(cè)井鉆桿計(jì)量深度，應(yīng)該在造斜段以上對(duì)比自然伽馬曲線，以消除2套深度系統(tǒng)的誤差。

1.3 隨鉆測(cè)井實(shí)時(shí)計(jì)算

在鉆井過(guò)程中，根據(jù)隨鉆測(cè)井、錄井等信息綜合判斷鉆頭與目的層的相對(duì)空間位置，可分為鉆頭從儲(chǔ)層底部穿出、鉆頭從儲(chǔ)層頂部穿出和鉆頭在儲(chǔ)層中穿行等3種情況。利用隨鉆測(cè)井資料和地質(zhì)工程參數(shù)，可以對(duì)鉆井過(guò)程中的地層視傾角進(jìn)行計(jì)算，如圖1所示(其中紅色曲線代表井眼軌跡)。

1) 下傾地層視傾角確定方法。鉆頭從儲(chǔ)層底部穿出(如圖1(a)所示)，地層視傾角為：

(5)

鉆頭從儲(chǔ)層頂部穿出(如圖1(b)所示)，地層視傾角為：

(6)

鉆頭在儲(chǔ)層中穿行(如圖1(c)所示)，地層視傾角為：

(7)

2)上傾地層視傾角確定方法。鉆頭從儲(chǔ)層底部穿出(如圖1(d)所示)，地層視傾角為：

(8)

鉆頭從儲(chǔ)層頂部穿出(如圖1(e)所示)，地層視傾角為：

(9)

鉆頭在油層中穿行(如圖1(f)所示)，地層視傾角為：

(10)

式中：Hi為著陸點(diǎn)海拔深度，m；Ho為出層點(diǎn)海拔深度(其中圖1(c)、圖1(f)指目前鉆頭所在海拔深度)，m；Hz為儲(chǔ)層視垂厚度，m；L1為著陸點(diǎn)水平位移，m；L2為出層點(diǎn)水平位移(其中圖1(c)、圖1(f)指目前鉆頭水平位移)，m。

上述計(jì)算的地層視傾角不一定完全反映儲(chǔ)層的實(shí)際情況[16-17]， 進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向時(shí)可作為參考。

2 地層界面預(yù)測(cè)方法

2.1 儲(chǔ)層邊界建模方法

儲(chǔ)層邊界建模有2種方法。一種是以水平井的鉆進(jìn)方向?yàn)榛A(chǔ)構(gòu)建儲(chǔ)層邊界模型，如圖2所示。圖2中，M1為待鉆水平井，M2和M3為其鄰井，A，B分別為入靶點(diǎn)和出靶點(diǎn)；在建模中假設(shè)鄰井附近儲(chǔ)層的特征基本一致，以M1井為原點(diǎn)， 以與M1井的距離為半徑將鄰井平移到M1井的鉆進(jìn)方向上，以此為基礎(chǔ)建立儲(chǔ)層邊界模型。圖2(a)、圖2(b)中水平井M1為已鉆導(dǎo)眼井，以導(dǎo)眼井和鄰井M3為基礎(chǔ)建立儲(chǔ)層邊界模型；圖2(c)、圖2(d)中水平井M1為未鉆導(dǎo)眼井，以鄰井M2和M3為基礎(chǔ)建立儲(chǔ)層邊界模型。其中，目標(biāo)井與鄰井之間的水平位移通過(guò)2口井的實(shí)測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

θ1=90°-(180°-φ)

(11)

所以，M1和A,B點(diǎn)所形成直線的方程為：

y=x-tanθ1+(y1+x1tanθ1)

(12)

(13)

(14)

在建模過(guò)程中，如果是分布穩(wěn)定的構(gòu)造油氣藏，第一種平移的方法接近構(gòu)造等高線的變化，以離目標(biāo)井最近的井和構(gòu)造較平緩的井為基礎(chǔ)，可以建立一個(gè)合理的地質(zhì)模型。如果鄰井相距較遠(yuǎn)而且目的層構(gòu)造變化較大，以上2種方法假設(shè)鄰井附近儲(chǔ)層特征不變的前提不成立，必須通過(guò)創(chuàng)建虛擬井進(jìn)行目的層特征預(yù)測(cè)，只有這樣建立的地質(zhì)模型才更接近地層的實(shí)際情況，如圖4所示。圖4(a)為井位分布圖，以M2井、M3井為基礎(chǔ)，在M1井鉆進(jìn)方向上建立虛擬井M4井，由M2井、M3井確定的直線方程為：

(15)

聯(lián)立式(12)、式(15)可以確定虛擬井M4的坐標(biāo)，通過(guò)式(1)可以計(jì)算M4井與M2井之間的水平位移L24，進(jìn)而確定虛擬井目的層上邊界的海拔深度H4(以儲(chǔ)層下傾為例，如圖4(b)所示)：

(16)

式中：H3為M3井目的層上邊界的海拔深度，m；H2為M2井目的層上邊界的海拔深度，m；L23為M2井與M3井之間的水平位移，m；L24為M2井與M4井之間的水平位移，m。

以M1井(導(dǎo)眼井)與M4井目的層的海拔深度及2口井之間的水平位移為基礎(chǔ)，可以建立M1井在水平井鉆進(jìn)方向上的目的層邊界變化方程。

2.2 下傾地層儲(chǔ)層邊界預(yù)測(cè)

在確定目的層特征與鄰井相對(duì)位移的基礎(chǔ)上，以圖2中的井位分布方式為例構(gòu)建下傾地層模型，如圖5所示。其中，M1井為待鉆水平井，M2，M3井為已完鉆鄰井，紅色曲線為水平井井眼軌跡。假設(shè)鉆頭位于目的層邊界且邊界線性變化，則目的層邊界深度是M1井水平位移的函數(shù)，即目的層的邊界方程與距離M1井的水平位移有關(guān)。

通過(guò)圖5(a)確定的目的層邊界方程為：

(17)

通過(guò)圖5(b)確定的目的層邊界方程為：

(18)

通過(guò)圖5(c)確定的目的層邊界方程為：

(19)

通過(guò)圖5(d)確定的目的層邊界方程為：

(20)

式中:H為目的層邊界的海拔深度，m；H1為M1井目的層頂界的海拔深度，m；L12為M1井與M2井目的層之間的水平位移，m；L13為M1井與M3井目的層之間的水平位移，m；H為變量L11的函數(shù)。

2.3 上傾地層儲(chǔ)層邊界預(yù)測(cè)

在確定目的層特征與鄰井相對(duì)位移的基礎(chǔ)上，以圖2中的井位分布方式為例構(gòu)建上傾地層模型，如圖6所示。

通過(guò)圖6(a)確定的目的層邊界方程為：

(21)

通過(guò)圖6(b)確定的目的層邊界方程為：

(22)

通過(guò)圖6(c)確定的目的層邊界方程為：

(23)

通過(guò)圖6(d)確定的目的層邊界方程為：

(24)

2.4 井眼軌跡與儲(chǔ)層邊界關(guān)系預(yù)測(cè)

為了預(yù)測(cè)井眼軌跡與目的層邊界的關(guān)系，以目的層在鉆進(jìn)方向上逐漸變厚為例，建立井眼軌跡與目的層邊界的關(guān)系，如圖7所示。M1井水平段鉆頭所在的位置為(L11,HD)，通過(guò)邊界線方程確定鉆頭處目的層邊界的位置(L11,H)，對(duì)比分析鉆頭與目的層邊界的相對(duì)位置來(lái)確定井眼軌跡與儲(chǔ)層邊界的關(guān)系。

由式(23)確定目的層上邊界的方程為：

(25)

由式(19)確定目的層下邊界的方程為：

(26)

式中：Hup為目的層上邊界海拔深度，m；Hdn為目的層下邊界海拔深度，m；H21為M2井目的層上邊界海拔深度，m；H22為M2井目的層下邊界海拔深度，m；H31為M3井目的層上邊界海拔深度，m；H32為M3井目的層下邊界海拔深度，m；Hup與Hdn為變量L11的函數(shù)。

如果鉆頭未鉆遇目的層，如圖7(a)所示，則鉆頭距離目的層上邊界的垂直距離為：

ΔHup=Hup(L11)-HD

(27)

如果鉆頭已鉆遇目的層，如圖7(b)所示，則鉆頭距離目的層上邊界、下邊界的垂直距離為：

ΔHup=HD-Hup(L11)

(28)

ΔHdn=Hdn(L11)-HD

(29)

式中：ΔHup為鉆頭距離目的層上邊界的距離，m；ΔHdn為鉆頭距離目的層下邊界的距離，m；HD為鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中所在的深度，m。

3 井眼軌跡相對(duì)位置判斷方法

為了對(duì)井眼軌跡與目的層之間的相對(duì)位置進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，需要對(duì)儲(chǔ)層邊界進(jìn)行及時(shí)預(yù)測(cè)，同時(shí)以隨鉆實(shí)時(shí)測(cè)井曲線為基礎(chǔ)，不斷修正預(yù)測(cè)結(jié)果，指導(dǎo)調(diào)整鉆井設(shè)計(jì)方案，下面分2種情況進(jìn)行分析。

1) 假設(shè)鉆頭未鉆遇目的層上邊界

HD

2) 假設(shè)鉆頭鉆遇目的層上邊界

HD

HD=Hup,即鉆頭鉆遇目的層時(shí)，鉆頭當(dāng)前海拔深度等于預(yù)測(cè)邊界海拔深度，通過(guò)預(yù)測(cè)模型根據(jù)式(28)、式(29)判斷鉆頭與目的層的相對(duì)關(guān)系。

HD>Hup,即鉆頭鉆遇目的層時(shí)，鉆頭當(dāng)前海拔深度大于預(yù)測(cè)邊界海拔深度，目的層向下凹陷，以當(dāng)前目的層海拔深度重新建模預(yù)測(cè)邊界，進(jìn)而根據(jù)式(28)、式(29)判斷鉆頭與目的層的相對(duì)關(guān)系。

4 應(yīng)用實(shí)例

4.1 儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)

以 T6-52 井、 T6-53H 導(dǎo)眼井為基礎(chǔ)，如圖8所示(圖中,上部?jī)?chǔ)層為生灰段，下部?jī)?chǔ)層為東河砂巖段，2套儲(chǔ)層之間為下泥巖段；電阻率曲線為高分辨率陣列感應(yīng)電阻率曲線)，利用數(shù)學(xué)建模的方法對(duì) T6-53H 水平井儲(chǔ)層界面進(jìn)行預(yù)測(cè)。

首先，對(duì)比 T6-53H 導(dǎo)眼井與水平井造斜段的測(cè)井曲線，確定隨鉆測(cè)井與電纜測(cè)井的系統(tǒng)深度差;然后，將預(yù)測(cè)的儲(chǔ)層界面深度標(biāo)定到隨鉆測(cè)井深度系統(tǒng)上。T6-53H導(dǎo)眼井及其鄰井地層厚度分布穩(wěn)定(見表1)，對(duì)于分布穩(wěn)定的儲(chǔ)層也可以利用視厚度來(lái)估算儲(chǔ)層界面，以隨鉆實(shí)時(shí)測(cè)井曲線為基礎(chǔ)，對(duì)比分析2種儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)方法的精度。

表1 鄰井地層視厚度統(tǒng)計(jì)

Table 1 Apparent formation thickness of adjacent wells

隨鉆測(cè)井顯示，水平井標(biāo)準(zhǔn)灰?guī)r層厚度變薄，由導(dǎo)眼井的11.5 m變?yōu)?.5 m，該段的水平位移為37.0 m。該段地層變化劇烈，尖滅較快，無(wú)法進(jìn)行地層對(duì)比確定系統(tǒng)深度差，轉(zhuǎn)為對(duì)比生灰段頂界。隨鉆測(cè)井生灰頂界為3 622.0 m，導(dǎo)眼井生灰頂界3 622.5 m，在邊界預(yù)測(cè)中減去0.5 m標(biāo)定到隨鉆測(cè)井深度上。考慮鉆桿深度與電纜深度的差異，該段儲(chǔ)層的深度應(yīng)該下降3.0 m左右(以電纜深度為參考)。

儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)結(jié)果如表2所示，中泥巖段底界預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值基本一致，生灰底界與預(yù)測(cè)值相差3.0 m多，這主要是由于生灰段由導(dǎo)眼井的34.5 m變?yōu)?7.8 m，較鄰井變化較大，同時(shí)下泥巖段層厚變薄，使預(yù)測(cè)深度大于隨鉆實(shí)測(cè)深度。對(duì)于地層厚度分布穩(wěn)定的儲(chǔ)層，2種方法預(yù)測(cè)結(jié)果差別較小，都能較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)層界面；對(duì)于地層厚度漸變的儲(chǔ)層，數(shù)學(xué)建模的預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確可行；但對(duì)于地層厚度突變或與鄰井變化趨勢(shì)不同時(shí)，很難預(yù)測(cè)儲(chǔ)層邊界，只能通過(guò)隨鉆測(cè)井確定儲(chǔ)層邊界的實(shí)際變化情況。

4.2 應(yīng)用分析

T6-53H井鉆至井深3 791.0 m時(shí)，錄井顯示由灰色泥巖逐漸變?yōu)榛疑珶晒饧?xì)砂巖，鉆時(shí)由33 min/m變?yōu)?5 min/m，氣測(cè)錄井全烴值迅速升高，綜合判斷已鉆進(jìn)東河砂巖，此時(shí)井斜角74.6°，滯后的隨鉆測(cè)井曲線顯示東河砂巖上邊界井深為3 791.2 m(垂深3 690.0 m)，通過(guò)隨鉆地層對(duì)比將設(shè)計(jì)靶點(diǎn)深度上移2.0 m，造斜率增大至6°/30m，在預(yù)測(cè)目的層上邊界上部0.5 m處井斜角增到88.0°進(jìn)行探頂。隨鉆測(cè)井曲線顯示,目的層上邊界在井深3 873.2 m(垂深3 701.1 m)處(見圖9)，比預(yù)測(cè)垂深下降了0.2 m，此時(shí)井斜角為89.5°，迅速增斜至90.5°穩(wěn)斜鉆進(jìn)。

隨鉆測(cè)井顯示,井深3 914.5 m處自然伽馬迅速升高，懷疑鉆遇泥巖斷層，通過(guò)目的層邊界預(yù)測(cè)分析，當(dāng)前井眼軌跡貼近目的層頂部泥巖隔層，而且處于設(shè)計(jì)軌道以上0.4 m處，為了避免鉆穿泥巖夾層偏離設(shè)計(jì)靶核，及時(shí)進(jìn)行降斜處理。隨鉆測(cè)井顯示，井深3 918.0 m以后自然伽馬迅速下降，此時(shí)井眼軌跡仍然處于上傾增斜狀態(tài)，分析認(rèn)為未鉆遇泥巖斷層，繼續(xù)進(jìn)行降斜處理，在井眼軌跡下降過(guò)程中隨鉆伽馬曲線未發(fā)生變化，所以排除鉆遇泥質(zhì)夾層可能，綜合分析認(rèn)為3 914.5～3 918.0 m井段頂部泥巖隔層不整合接觸(見圖9)。隨鉆測(cè)井顯示，3 663.0～3 666.0 m井段自然伽馬升高，由于目的層內(nèi)部隔夾層發(fā)育，而且此時(shí)井眼軌跡遠(yuǎn)離目的層邊界，認(rèn)為該段為目的層內(nèi)泥質(zhì)含量較重的粉砂條帶。在井深3 985.0 m處自然伽馬值逐漸升高，此時(shí)井眼軌跡處于設(shè)計(jì)軌道下0.2 m，隨鉆測(cè)井指示鉆遇目的層內(nèi)泥質(zhì)夾層，及時(shí)進(jìn)行增斜處理。

通過(guò)對(duì)水平段鉆遇地層的分析，認(rèn)為在設(shè)計(jì)軌道上部0.2 m處以90.5°井斜角進(jìn)行穩(wěn)斜鉆進(jìn)，可以避免鉆遇目的層邊界與層內(nèi)泥巖夾層。在增斜過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地層造斜率較低，在保證狗腿度小于3°的情況下，每隔3.0～5.0 m進(jìn)行一次測(cè)斜，及時(shí)監(jiān)測(cè)地層造斜率的變化，使井眼軌跡盡快遠(yuǎn)離下部泥質(zhì)夾層。4 001.0～4 011.0 m井段井眼軌跡穿過(guò)下部泥巖夾層，4 011.0～4 042.0 m井段井眼軌跡再次穿過(guò)該套泥巖夾層，井深4 042.0 m以深井眼軌跡向上穿出泥巖夾層，繼續(xù)增斜使井眼軌跡控制在設(shè)計(jì)軌道以上0.2 m左右。此后，在4 066.0～4 069.0，4 175.0～4 182.5和4 193.5～4 199.0 m井段再次鉆遇了泥質(zhì)含量較重的粉砂條帶(3 663.0～3 666.0 m)，計(jì)算視地層傾角為0.53°，與預(yù)測(cè)值基本一致。該井水平段進(jìn)尺347.0 m，錄井巖屑資料顯示儲(chǔ)層鉆遇率為100%，隨鉆測(cè)井資料顯示有效儲(chǔ)層鉆遇率為86.3%，這是因?yàn)殇浘畮r屑資料無(wú)法識(shí)別目的層中的泥質(zhì)隔夾層，與隨鉆測(cè)井資料相比精度較低。

5 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

1) 以測(cè)井資料為基礎(chǔ)構(gòu)建地質(zhì)模型，推導(dǎo)了視地層傾角的確定方法，可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算地層分布穩(wěn)定地區(qū)的地層視傾角。

2) 以目的層地質(zhì)特征為基礎(chǔ),建立了不同井位分布情況下的地層邊界方程，地層邊界深度是水平位移的函數(shù)，利用邊界方程可以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)鉆頭與目的層邊界的距離，可以提前調(diào)整控制井眼軌跡，使軌跡準(zhǔn)確著陸和在目的層有利位置中穿行。

3) 以前基于視厚度的儲(chǔ)層界面預(yù)測(cè)方法只適用于地層厚度分布穩(wěn)定的地區(qū),對(duì)于地層厚度逐漸變化的地層，地層邊界方程的預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。

4) 對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地層傾向傾角多變、地層突變或尖滅等情況，地層邊界方程不能對(duì)儲(chǔ)層界面進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，只能依靠隨鉆測(cè)井結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷。

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[編輯 滕春鳴]

A Method to Predict 2D Reservoir Interfaces in Geosteering

Wang Qian1, Li Guoli1, Li Zhen1, Su Bo1, Hong Yinglin2

(1.CNPCLoggingCo.,Ltd.,Xi’an,Shaanxi,710077,China; 2.PetroChinaTarimOilfieldCompany,Korla,Xinjiang, 841000,China)

Current pre-drilling geosteering models are often built through fine seismic data processing, with low resolution. So, it is necessary to develop a high accuracy method to predict a reservoir interface. Based on logging data, a calculation method of apparent formation dip was proposed. A reservoir boundary model was constructed and the mathematical relationship of reservoir boundary was deduced by means of translation and virtual wells to determine the reservoir information on horizontal well direction. The prediction model of apparent formation dip and the mathematical model of reservoir boundary under different location distributions have been used in oil fields. The results showed that the apparent formation dip of target stratum predicted on site was 0.70°, and the apparent formation dip calculated upon well completion was 0.53°, indicating a minor error. The predicted result with the mathematical model of reservoir boundary had an error of 0.1-3.6 m with the measured result, which was significantly affected by formation changes. The research suggested that the depth of formation boundary was a function of horizontal displacement. For the downdip formation, there was a linear positive correlation between the boundary depth and the horizontal displacement. Further, there was a linear negative correlation between the boundary depth and the distance from modeled well. For the updip formation, the changes were opposite. For the formation in which thickness changed gradually, the mathematical model provided more accurate prediction results than the apparent thickness method. The reservoir interface prediction results could provide direct and quantitative guidance for horizontal well geosteering.

geosteering; dip; reservoir interface; horizontal well; logging data

2014-11-15；改回日期：2015-05-12。

王謙(1982—)，男，山西大同人，2007年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)，2010年獲中國(guó)石油大學(xué)(華東)物理學(xué)碩士學(xué)位，工程師，現(xiàn)主要從事測(cè)井資料解釋評(píng)價(jià)與隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向工作。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“復(fù)雜儲(chǔ)層油氣測(cè)井解釋理論方法與處理技術(shù)”(編號(hào)：2011ZX05020-008)部分研究?jī)?nèi)容。

?測(cè)井錄井?

10.11911/syztjs.201503017

P631.8

A

1001-0890(2015)03-0087-09

聯(lián)系方式：15114839880，fenyie@163.com