基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法

摘要

本发明涉及一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，即利用原始井的测录井资料获取井眼轨迹空间参数；选择标志层，获取标志层的原始垂深；根据水平井井轨迹在地层中的穿行特征划分下切、上切和顺层钻进的各井段；选择顺层井段，计算视地层倾角⍺；实施井段曲线拼接；将视地层倾角⍺值附加于井斜曲线中，利用附加后的井斜数据对拼接后的曲线再次做井轨迹空间参数计算，并获取井斜附加后的标志层垂深；标志层恢复，基于计算机自动获取最终需要地层垂深和真厚度。本技术方案利用已有水平井的测录井资料进行正确的垂深校正，可在探井数量有限的条件下，为获取更多页岩气开采工程参考数据提供了可靠路径。

说明书

技术领域

本发明属于非常规页岩油气资源评价技术领域，特别涉及一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法。

背景技术

页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中，游离气比例一般在20%～85%。

在页岩气的开采前期，为确定油气田范围内是否存在油气藏，圈定油气藏边界，并对油气藏进行工业评价，取得油气开发所需要的地质资料，需要在现场钻取探井，但探井在页岩气开采工程后期不存在经济效益，因此探井的数量是有限的。随着页岩气示范区建设进度的加快，基于有限数量探井获取的地质资料已经无法满足页岩气开采工程的需要，具体表现为：当前还没有成熟技术对页岩气长段复杂水平井进行垂深校正获取地层垂深、真厚度及相对应测录井曲线数据，大多利用周围评价井的垂深及真厚度替代进行水平井的储层评价，如此一来，基于有限的探井数量获取有限的地质资料，从这些地质资料中获得的可参考数据精确度不高，进一步导致前期评价井井控程度不高，不利于在页岩气开采工程中，对储层的精确评价以及目标层的精确选取，即影响了页岩气开采工程的顺利进行。

发明内容

针对上述现有技术的存在的不足，本发明提出了一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，利用页岩气开采工程中已有的页岩气开发平台上、下半支分支长段复杂水平井的测录井资料进行正确的垂深校正，获得页岩气储层各小层的垂深、真厚度及相应的测录井原始与处理解释成果数据资料，以精细刻画页岩气储层纵横向展布变化，逐步实现由核心区向扩展区、外围区不断拓展。

本发明具体通过以下技术方案实现：

基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，其包括以下步骤：

S1，将已有的水平井作为原始井，并基于该原始井的测录井资料计算并记录井眼轨迹空间参数；

S2，在原始井的入靶点附近选择标志层，并在井眼轨迹空间参数中获取该标志层的原始垂深；

S3，综合原始井的测录井资料，根据测录井曲线分析原始井轨迹在地层中的穿行情况，以目标层为基准，将原始井按下切、上切和顺层穿行进行钻进井段划分；

S4，选择入靶点附近的一个顺层井段，并基于井眼轨迹空间参数计算出该顺层井段视地层倾角⍺值；

S5，对原始井的上倾井和下倾井分别实施井段曲线拼接；

S6，基于井段曲线拼接结果，将视地层倾角⍺值附加于井斜曲线中，获得附加井斜数据，并通过附加井斜数据对拼接后的测录井曲线进行垂深校正计算，获得标志层校正垂深；

S7，保持入靶点在附加井斜角中的垂深不变，将标志层校正垂深恢复至标志层的原始垂深，基于计算机自动获取最终需要地层垂深和真厚度。

进一步的，所述步骤2中，是在以原始井斜方位计算的垂向深度、视水平位移为索引的综合测井及岩屑元素、伽马能谱录井图中选择标志层。

进一步的，所述测录井资料包括常规测井资料、随钻伽马、方位伽马成像、伽马能谱和岩屑元素。

进一步的，所述步骤S3中，钻进井段划分的过程中，是采用测井曲线结合方位伽马成像的方法和测井曲线结合岩屑元素录井的方法共同参与下切井段、上切井段和顺层井段的确定。

进一步的，所述步骤S4中，是基于所选择的顺层井段在井眼轨迹空间参数中对应的垂向深度和视水平位移计算视地层倾角⍺值，计算公式为：

其中，H为垂向深度，L为视水平位移。

进一步的，所述井段曲线拼接包括以下步骤：

S51，分析原始井从入靶点至出靶点的测录井资料与同平台评价井或相邻评价井的测录井曲线对应关系，在原始井的测录井曲线逐一选择并移动井眼轨迹在地层中下切井段对应的曲线段；

S52，将所有选出的曲线段进行依次首尾连接，获得测录井拼接曲线段；在此期间，参与拼接的曲线段中，若对应地层下切，则直接实施拼接，若对应地层上切，则要相对于上段曲线段的尾部拼接处做镜像对称翻转。

进一步的，所述步骤6中，视地层倾角⍺在井斜曲线中的附加范围为造斜点至测录井拼接曲线段的尾部。

进一步的，所述步骤6中，是将视地层倾角⍺值附加于拼接后的井斜曲线数据中，即，地层上倾的井斜数据减去视地层倾角⍺值，地层下倾的井斜数据加上视地层倾角⍺值；附加公式为：DEVˊ=DEV±⍺。

本发明带来的有益效果：

1）本技术方案结合已有的水平井的测录井资料获取标志层校正垂深，获取了更加精确的地层垂深和真厚度数据，在探井数量有限的条件下，为获取更多页岩气开采工程参考数据提供了可靠路径，且操作简单，基于计算机内部现有的测录井资料系统平台便可轻松完成参数计算，相对于现有技术中页岩气开采工程实施所采用的参考数据，本技术方案获取的参数更加精确，为页岩气开采工程的进行打下了良好的基础，可为储层纵横向的精细刻画提供有利依据，基于此，本技术方案可应用于页岩气水平井分段压裂方案、区域水平井最优靶体位置在纵向上的准确确定、箱体钻遇率的统计及研究区域井位部署调整等方面。附图说明

图1为页岩气水平井地层旋转至水平面示意图；

图2为标志层选择及其由原始井斜方位计算垂深实例图；

图3为页岩气水平井在地层中穿行情况判别图；

图4为视地层倾角计算模型图；

图5为页岩气水平井上倾地层用于垂深校正的拼接曲线段选择图；

图6为页岩气水平井下倾地层用于垂深校正的拼接曲线段选择图；

图7为地层倾角附加到拼接后的井斜曲线上的示意图；

图8为利用附加后的井斜数据再次进行垂深校正的示意图；

图9为标志层恢复示意图；

图10为一口水平井校正前后对比示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明的结构和工作原理，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

本实施例公开了一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，作为本发明一种基本的实施方案，包括以下步骤：

S1，将已有的水平井作为原始井，并基于该原始井的测录井资料计算并记录井眼轨迹空间参数，水平井井眼轨迹空间参数计算结果如下表所示（该表中并未列出全部的参数项）：

S2，在原始井的入靶点附近选择标志层，并在井眼轨迹空间参数中获取该标志层的原始垂深，作为后续进行深度恢复的依据。井眼轨迹空间参数表中可记录所有井段的空间参数，在这些井段的空间参数中，也可包含标志层的原始垂深，若没有标志层的原始垂深，也可根据已有的相关参数进行计算。需要注意的是：标志层是指一层或一组具有明显特征可作为地层对比标志的岩层，标志层应当具有所含化石和岩性特征明显、层位稳定、分布范围广、易于鉴别的特点，因此，选择的标志层是易于识别、特征明显、横向分布稳定且在水平入靶点附近。

S3，如图3所示，综合原始井的测录井资料，根据测录井曲线分析原始井轨迹在地层中的穿行情况，以目标层为基准，将原始井按下切、上切和顺层穿行进行钻进井段划分，钻井井段有下切井段、上切井段和顺层井段。目标层即为沿入靶点到出靶点的岩层。

S4，选择入靶点附近的一个顺层井段，并基于井眼轨迹空间参数计算出该顺层井段视地层倾角⍺值，具体应选择顺层地层、且长度较大的井段来计算视地层倾角⍺值，以最大限度的保证计算结果的精确性。

S5，对原始井的上倾井和下倾井分别实施井段曲线拼接。

S6，基于井段曲线拼接结果，将视地层倾角⍺值附加于井斜曲线中，获得附加井斜数据，并通过附加井斜数据对拼接后的测录井曲线进行垂深校正计算，获得标志层校正垂深。

S7，如图9所示，保持入靶点在附加井斜角中的垂深不变，将标志层校正垂深恢复至标志层的原始垂深，基于计算机自动获取最终需要地层垂深和真厚度，随着地层垂深和真厚度的生成，输测录井原始数据和成果数据便能轻松获取。

本技术方案结合已有的水平井的测录井资料获取标志层校正垂深，获取了更加精确的地层垂深和真厚度数据，在探井数量有限的条件下，为获取更多页岩气开采工程参考数据提供了可靠路径，且操作简单，基于计算机内部现有的测录井资料系统平台便可轻松完成参数计算，相对于现有技术中页岩气开采工程实施所采用的参考数据，本技术方案获取的参数更加精确，为页岩气开采工程的进行打下了良好的基础，可为储层纵横向的精细刻画提供有利依据，基于此，本技术方案可应用于页岩气水平井分段压裂方案、区域水平井最优靶体位置在纵向上的准确确定、箱体钻遇率的统计及研究区域井位部署调整等方面。进一步的，从附图10可以看出，按上述方案完成的复杂水平井测井校正曲线，与邻近的页岩气评价直井（参考）比较，无论是储层曲线特征，还是垂深和真厚度吻合程度高，一致性好，达到了预期目标，弥补了因评价井井控程度不高且资料少的不足，值得在复杂水平井资料评价中推广使用。

实施例2

本实施例公开了一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，作为本发明一种优选的实施方案，包括以下步骤：

S1，将已有的水平井作为原始井，并基于该原始井的测录井资料计算并记录井眼轨迹空间参数，其中，测录井资料包括测井资料及随钻伽马、方位伽马成像、伽马能谱和岩屑元素。

S2，在以原始井斜方位计算的垂向深度、视水平位移为索引的综合测井及岩屑元素、伽马能谱录井图中选择标志层，并在井眼轨迹空间参数中获取该标志层的原始垂深，作为后续进行深度恢复的依据，如图2所示，记录下标志层的原始垂深2889.924m。井眼轨迹空间参数表中可记录所有井段的空间参数，在这些井段的空间参数中，也可包含标志层的原始垂深，若没有标志层的原始垂深，也可根据已有的相关参数进行计算。

S3，综合原始井的测录井资料，根据测录井曲线分析原始井轨迹在地层中的穿行情况，以目标层为基准，将原始井按下切、上切和顺层穿行进行钻进井段划分，如图3所示。目标层即为沿入靶点到出靶点的岩层。

S4，选择入靶点附近的一个顺层井段，并基于井眼轨迹空间参数计算出该顺层井段视地层倾角⍺值，具体应选择顺层地层、且长度较大的井段来计算视地层倾角⍺值，以最大限度的保证计算结果的精确性。

S5，对原始井的上倾井和下倾井分别实施井段曲线拼接。

S6，基于井段曲线拼接结果，将视地层倾角⍺值附加于井斜曲线中，获得附加井斜数据，并通过附加井斜数据对拼接后的测录井曲线进行垂深校正计算，获得标志层校正垂深。

S7，如图9所示，保持入靶点在附加井斜角中的垂深不变，将标志层校正垂深恢复至标志层的原始垂深，基于计算机自动获取最终需要地层垂深和真厚度，随着地层垂深和真厚度的生成，输测录井原始数据和成果数据便能轻松获取。

实施例3

本实施例公开了一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，作为本发明一种优选的实施方案，包括以下步骤：

S1，将已有的水平井作为原始井，并基于该原始井的测录井资料计算并记录井眼轨迹空间参数，其中，测录井资料包括测井资料及随钻伽马、方位伽马成像、伽马能谱和岩屑元素。

S2，在以原始井斜方位计算的垂向深度、视水平位移为索引的综合测井及岩屑元素、伽马能谱录井图中选择标志层，并在井眼轨迹空间参数中获取该标志层的原始垂深，作为后续进行深度恢复的依据，如图2所示，记录下标志层的原始垂深2889.924m。井眼轨迹空间参数表中可记录所有井段的空间参数，在这些井段的空间参数中，也可包含标志层的原始垂深，若没有标志层的原始垂深，也可根据已有的相关参数进行计算。

S3，综合原始井的测录井资料，根据测录井曲线分析原始井轨迹在地层中的穿行情况，以目标层为基准，将原始井按下切、上切和顺层穿行进行钻进井段划分，钻进井段有下切井段、上切井段和顺层井段。进一步的，在钻进井段划分的过程中，是采用测井曲线结合方位伽马成像的方法和测井曲线结合岩屑元素录井的方法共同参与下切井段、上切井段和顺层井段的确定，即，本技术方案是采用两种方法相互印正，以确保划分各钻进井段的可靠性。具体的，在前述两种方法中，采用任意一种方法按照上切、下切和顺层穿行状态对原始井轨迹进行初步划分，然后采用另一种方法进一步增加初步划分结果的准确性，如此一来，不仅能确保步骤S4中基于所选顺层井段计算获取的视地层倾角⍺值的精确性，还能确保步骤S5中井段曲线拼接结果的可靠性。

S4，获取视地层倾角的关键是寻找入靶点附近的顺层井段，因此，选择入靶点附近的一个顺层井段，并基于井眼轨迹空间参数计算出该顺层井段视地层倾角⍺值，计算公式为：

其中，H为垂向深度，L为视水平位移。如图4所示，可计算出视地层倾角⍺=7.18286°。

S5，对原始井的上倾井和下倾井分别实施井段曲线拼接。

S6，基于井段曲线拼接结果，将视地层倾角⍺值附加于井斜曲线中，获得附加井斜数据，并通过附加井斜数据对拼接后的测录井曲线进行垂深校正计算，获得标志层校正垂深。

S7，如图9所示，保持入靶点在附加井斜角中的垂深不变，将标志层校正垂深恢复至标志层的原始垂深，基于计算机自动获取最终需要地层垂深和真厚度，随着地层垂深和真厚度的生成，输测录井原始数据和成果数据便能轻松获取。

实施例4

本实施例公开了一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例1、2或3的步骤S5中，对于井段曲线拼接，具体是：分析原始井从入靶点至出靶点的测录井资料与同平台评价井或相邻评价井的测录井曲线对应关系，在原始井的测录井曲中线逐一选择并移动井眼轨迹在地层中下切井段对应的曲线段。进一步的，将所有选出的曲线段进行依次首尾连接（即井段曲线拼接），获得测录井拼接曲线段。在选择曲线段的过程中，原则上应避免选出有地层重复（即上切地层）的曲线段，以保证在拼接时各曲线段起始点是上段曲线结束点，且地层向下切，最后一段曲线段的结束点是最下部地层的终点。

在实际页岩气开采工程中，穿越目的层水平井分为上倾井和下倾井，上倾井和下倾井中都分别包含了若干上切井段、下切井段和顺层井段，因此曲线拼接也分为两种情况，如图5和图6所示，在井段曲线拼接的过程中，以选出的上段曲线底部深度为准，将下一段曲线顶部深度移动到上段曲线底部深度的位置以便实施拼接，参与拼接的曲线段中，若对应地层下切，则直接实施拼接，若对应地层上切，则要相对于上段曲线段的尾部拼接处做镜像对称翻转，确保下一段从拼接处至本段结束地层从上往下切的，也就是下段测井曲线终端点是地层最低点且斜深最大，如此实施逐段拼接。

实施例5

本实施例公开了一种基于测录井资料获取水平井地层垂深和真厚度的方法，作为本发明一种优选的实施方案，即基于实施例4的步骤6中，是将视地层倾角⍺值附加于经过拼接后的井斜曲线对应的井斜数据中，即，地层上倾的井斜数据减去视地层倾角⍺值，地层下倾的井斜数据加上视地层倾角⍺值，如图1所示，相当于使地层旋转一个视地层倾角⍺值至水平面；附加公式为：DEVˊ=DEV±⍺，本技术方案的目的是将上、下倾的地层旋转一个视地层倾角值的角度，使地层旋转至水平状态，如图7所示。其中，地层上倾的井斜数据和地层下倾的井斜数据都是可以在原始井的测录井资料中直接获取的。进一步的，视地层倾角⍺在井斜曲线中的附加范围为造斜点至测录井拼接曲线段的尾部。