一种地质导向施工质量的定量分析方法与流程

1.本发明涉及石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，更具体地说涉及一种地质导向施工质量的定量分析方法。


背景技术：

2.地质导向是石油、天然气勘探开发核心技术之一，该技术广泛应用于水平井钻井作业，地质导向施工过程受人员经验等影响较大，由于人员经验不同产生决策结果差别并最终影响施工效果。
3.然而，地质导向施工质量难以量化评价，施工人员为了寻找储层“甜点”区大幅度调整钻井轨迹等现象较普遍，增加卡钻等工程事故发生概率。常规分析过程中经常简单的将原因归结为地质不确定，钻井工程条件差等定性因素，最终误导了分析结果并为钻井工程安全带来极大的隐患。
4.因此，降低地层不确定性影响，结合钻井工程风险展开地质-工程综合研究，研究如何实现定量分析地质导向施工质量，可以降低事故发生概率，提高油气田勘探开发效益。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术中的不足，地质导向施工质量难以量化评价，施工过程受人员经验影响较大，人员经验不同产生决策结果差别会最终影响施工效果，提供了一种地质导向施工质量的定量分析方法，该方法将地质导向目标、工具能力、地层信息以及轨迹位置有机结合起来，建立了地质-工程综合研究流程方法，定量分析地质导向的施工质量，拓展了地质导向施工的考核指标。
6.本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
7.一种地质导向施工质量的定量分析方法，按照下述步骤进行：
8.步骤1，收集地质导向模型，将地质导向模型从属性模型转换为构造模型，然后再从构造模型转换到参数模型；
9.步骤2，根据步骤1得到的参数模型获取地质导向模型参数，地质导向模型参数包括地层倾角、钻头井斜、钻头位置和工具能力；
10.步骤3，将地质导向指令类型进行分类，分类形式为增井斜、稳井斜、降井斜和地质停钻；
11.步骤4，按照步骤3分类得出的地质导向指令类型，根据地质导向施工日志和井轨迹等还原实际施工过程中所采用的实时决策指令序列；
12.步骤5，按照步骤3分类得出的地质导向指令类型，根据步骤2得到的地质导向模型参数和导向目标的要求获取正确决策指令序列；
13.步骤6，将实时决策指令序列、步骤5得到的正确决策指令序列和井轨迹全角变化率进行对比获得定量分析结果，定量分析结果包括所分析井段导向决策指令正确与否、轨迹是否存在过度调整等。
14.在步骤1中，地质导向模型包括物性属性、地层界面三维坐标位置、地质导向施工日志、导向目标要求、井轨迹以及井口坐标海拔；地质导向属性模型是指同时包含地层物性属性、构造信息和井轨迹的模型；地质导向构造模型是指仅包含构造信息和井轨迹的模型；地质导向参数模型仅包含地层倾角、钻头井斜以及钻头和地层位置关系的模型。
15.地质导向参数模型中的导向目标是指作业者根据地质油藏特征确定的井轨迹目标摆放位置。
16.在步骤2中，钻头位置是指钻头和地层界面之间的距离；工具能力是指工具在当前地层环境条件下施工所能达到的最大能力极限，能够通过已钻井段的施工情况计算得到，工具能力的单位为度每米，表示单位井段长度井眼轴线在三维空间的角度变化。
17.在步骤3中，地质导向指令类型中，地质停钻是指当前正常施工条件限制下无法满足导向目标要求，或者遇到地质突变，需要停止钻进以获取特殊作业权限。
18.地质突变包括断层、地层尖灭和地层物性横向变化；特殊作业权限包括采用超出作业者对于全角变化率限制的工程参数、侧钻和起钻更换钻具的施工手段。
19.本发明的有益效果为：本发明提出了地质导向模型的转换方法，方便非地质油藏专业人员观察分析；本发明可提高对地质导向施工质量的分析效率；本发明可以获取所分析井段导向决策指令正确与否；本发明可以统计所分析井段是否存在轨迹过度调整。
附图说明
20.图1为本发明的流程图；
21.图2为本发明中的地质导向模型转换成果图；
22.图3为本发明中的地质导向指令类型分类示意图；
23.图4为本发明中的实时决策指令和正确决策指令序列示意图；
24.图5为本发明中的定量对比结果展示；
具体实施方式
25.下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
26.一种地质导向施工质量的定量分析方法，按照下述步骤进行：
27.a、转换地质导向模型
28.收集地质导向模型，包括物性属性，地层界面三维坐标位置，地质导向施工日志，导向目标要求，井轨迹以及井口坐标海拔等数据。将地质导向模型实现从属性模型到构造模型，再到参数模型的转换，地质导向模型转换成果如图2所示；
29.b、获取模型关键参数
30.根据参数模型进一步转换获取水平段任意位置的离散参数值，进一步可以得到整个水平段的参数集，该参数集包括：地层倾角，井斜以及轨迹位置等模型关键参数信息，另外，工具能力能够根据已钻井段的施工情况计算得到，通常在水平井施工过程中，作业者设置较低的阀值来限定工具能力以降低施工工程风险，例如，实施例中作业者要求工具能力限定为0.2度/米，而实际工具能力可以达到0.4度/米；
31.c、分类地质导向指令
32.不同地质导向场景下地质导向指令类型分类会有所差别，如图3所示，展示的是目
前常用的地质导向指令，共分四种类型，包括增井斜、降井斜、稳井斜和地质停钻；
33.d、获取实时决策指令序列
34.根据地质导向施工日志以及井轨迹数据，还原实际施工过程中所采用的实时决策指令序列，分析井轨迹井斜角度变化情况可以得到增井斜、降井斜以及稳井斜等指令序列，结合施工日志获取地质停钻指令序列并验证实时决策指令序列，如图4沿钻井轨迹展示的上下两条色带方便比较观察，其中，上色带为实时决策指令序列；
35.e、获取正确决策指令序列
36.根据地质导向目标，确定井轨迹目标摆放位置，目标井轨迹摆放位置为目的层中间，分析井轨迹位置和目标摆放位置之间的相对关系获取正确决策指令序列，展示结果如图4所示，沿钻井轨迹展示的下色带为正确决策指令序列；
37.f、定量对比及展示
38.将实时决策指令序列同正确决策指令序列进行对比，两者相同，则表明实时决策指令序列正确，两者不同，则表明实时决策指令序列错误，如图5所示，能够将对比结果展示为决策指令分析序列，得到水平段任意轨迹位置在实际作业过程中所采用决策指令正确与否，另外，将井轨迹全角变化率与决策指令序列对比，得到实际施工过程中是否过度调整轨迹。
39.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种地质导向施工质量的定量分析方法，其特征在于：按照下述步骤进行：步骤1，收集地质导向模型，将地质导向模型从属性模型转换为构造模型，然后再从构造模型转换到参数模型；步骤2，根据步骤1得到的参数模型获取地质导向模型参数，地质导向模型参数包括地层倾角、钻头井斜、钻头位置和工具能力；步骤3，将地质导向指令类型进行分类，分类形式为增井斜、稳井斜、降井斜和地质停钻；步骤4，按照步骤3分类得出的地质导向指令类型，根据地质导向施工日志和井轨迹等还原实际施工过程中所采用的实时决策指令序列；步骤5，按照步骤3分类得出的地质导向指令类型，根据步骤2得到的地质导向模型参数和导向目标的要求获取正确决策指令序列；步骤6，将实时决策指令序列、步骤5得到的正确决策指令序列和井轨迹全角变化率进行对比获得定量分析结果，定量分析结果包括所分析井段导向决策指令正确与否、轨迹是否存在过度调整。2.根据权利要求1所述的一种地质导向施工质量的定量分析方法，其特征在于：在步骤1中，地质导向模型包括物性属性、地层界面三维坐标位置、地质导向施工日志、导向目标要求、井轨迹以及井口坐标海拔；地质导向属性模型是指同时包含地层物性属性、构造信息和井轨迹的模型；地质导向构造模型是指仅包含构造信息和井轨迹的模型；地质导向参数模型仅包含地层倾角、钻头井斜以及钻头和地层位置关系的模型。3.根据权利要求2所述的一种地质导向施工质量的定量分析方法，其特征在于：地质导向参数模型中的导向目标是指作业者根据地质油藏特征确定的井轨迹目标摆放位置。4.根据权利要求1所述的一种地质导向施工质量的定量分析方法，其特征在于：在步骤2中，钻头位置是指钻头和地层界面之间的距离；工具能力是指工具在当前地层环境条件下施工所能达到的最大能力极限，能够通过已钻井段的施工情况计算得到，工具能力的单位为度每米，表示单位井段长度井眼轴线在三维空间的角度变化。5.根据权利要求1所述的一种地质导向施工质量的定量分析方法，其特征在于：在步骤3中，地质导向指令类型中，地质停钻是指当前正常施工条件限制下无法满足导向目标要求，或者遇到地质突变，需要停止钻进以获取特殊作业权限。6.根据权利要求5所述的一种地质导向施工质量的定量分析方法，其特征在于：地质突变包括断层、地层尖灭和地层物性横向变化；特殊作业权限包括采用超出作业者对于全角变化率限制的工程参数、侧钻和起钻更换钻具的施工手段。

技术总结
本发明提供一种地质导向施工质量的定量分析方法，收集地质导向模型，将地质导向模型从属性模型转换为构造模型，然后再从构造模型转换到参数模型；根据参数模型获取地质导向模型参数；将地质导向指令类型进行分类；按照地质导向指令类型，根据地质导向施工日志和井轨迹等还原实际施工过程中所采用的实时决策指令序列；按照地质导向指令类型，根据地质导向模型参数和导向目标的要求获取正确决策指令序列；将实时决策指令序列、正确决策指令序列和井轨迹全角变化率进行对比获得定量分析结果。该方法将地质导向目标、工具能力、地层信息以及轨迹位置有机结合起来，建立了地质


技术研发人员：林昕 苑仁国 韩雪银 于忠涛 谭伟雄 董潇琳
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：2020.11.02
技术公布日：2021/11/19