一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法与流程

1.本发明涉及地浸砂岩型铀矿钻探技术领域，尤其涉及一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法。


背景技术：

2.随着经济飞速发展，能源需求不断增加，此类问题已经呈现出愈发严峻的态势。铀及其化合物是核能利用中不可或缺的重要原料，而铀矿资源的不足，正在成为制约我国核电的发展。钻探是铀矿床勘查过程中的主要技术手段之一，地浸砂岩型铀矿钻探技术的发展水平直接影响到地浸砂岩型铀矿地质找矿成果、矿床勘探效率与勘探成本等(刘晓阳等，2021年)。砂岩铀矿钻探工作量的持续增长和新层位、新地区、新类型、新深度找矿思路调整，对地浸砂岩型铀矿钻探工艺及装备提出了新的要求，要求地浸砂岩型铀矿钻探技术和施工装备进一步升级换代(姜德英等，2011年)，以提高钻探技术水平和生产效率，满足高效、安全、绿色发展需求，为新形势下的铀矿勘查工作提供技术支撑。
3.目前，我国北方地浸砂岩型铀矿采用直井开采，常规直井与矿层段接触面积小，单井控制面积较小。稠密直井在矿山建设中钻井方面的投资在建设中所占的比重较高，可达到50％～80％，钻井费用中，钻井材料和人工费用占75％左右，投资回报率低。为解决现有技术中开采成本高，生产效率低的问题，将水平井工艺应用到北方地浸砂岩型铀矿中，有望大幅提高生产效率，降低开采成本。而地浸砂岩型铀矿水平井开采需要对钻头进行导向，现有技术不能为地浸砂岩型铀矿水平井开采提供可靠的导向。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对以上问题，提出一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法，包括：
7.根据实钻数据的解释重构目的层，对井眼轨迹钻入和钻出目的储层进行准确判断；
8.确定钻头在目的层中实际位置，对钻头在目的层中的钻入钻出趋势进行准确判断，指导现场地质导向。
9.进一步的，重构目的层按如下步骤：
10.a、收集地质设计、工程设计、地震、地质、测井、录井、邻井生产资料、数据，进行整理分析；进行目的层进行地层划分，并确定对比标志层；
11.b、定义测井曲线标志点，对随钻测井曲线图中测井曲线变化特征进行分析，在有明显变化特征位置定义为测井曲线标志点，制作标志点统计表，标志点统计表包括标志点序号和测深两列，把测井曲线标志点数据记入标志点统计表中；
12.c、定义对称标志点，根据在同一地层同一位置的测井曲线具有相似性的特征，对
所有测井曲线标志点进行分析，找出测井曲线值相近，变化趋势具有对称性的两个测井曲线标志点，定义为对称标志点，其中第二个测井曲线标志点为第一个测井曲线标志点在地层的同一位置重复出现点，依此类推，定义其它对称标志点；
13.d、制作地层平行线，一对对称标志点从第一个测井曲线标志点到第二个测井曲线标志点经过了井眼轨迹的一段，在井眼轨迹剖面图上连接这一段的首尾，其连接线就是地层平行线；连接每一对对称标志点经过井眼轨迹的一段，得到一条地层平行线；
14.e、确定各段地层倾角和地层倾角变化趋势；
15.f、制作地层平行线倾角统计表，地层平行线倾角统计表包括地层平行线对应的对称标志点和地层平行线倾角两列，把各地层平行线倾角数据记入地层平行线倾角统计表中；
16.g、在某些地层中钻头从地层顶部钻入再从底部钻出或者从底部钻入再从顶部钻出时，随钻测井曲线具有一定对称性，由此作出的地层平行线并不与地层平行，将不合理的地层平行线进行过滤；
17.h、过滤后剩余的地层平行线的倾角确定地层平行线所在段地层的平均倾角，相邻多条地层平行线的倾角变化确定地层倾角变化趋势；
18.i、确定目的层顶界和底界钻遇点，根据测井曲线图中自然伽马探测值和深浅侧向电阻率值的变化趋势和其门槛值，结合标志点解释表的解释结果，确定目的层顶界和底界钻遇点。
19.其中，所述确定钻头在目的层中实际位置，对钻头在目的层中的钻入钻出趋势进行准确判断，指导现场地质导向，包括如下步骤：
20.(1)当钻头处于目的层中，如果地质设计有要求，使井眼轨迹处于设计书中要求的目的层中的位置，如果地质设计书没有要求，使井眼轨迹处于目的层砂岩显示最好的位置，然后使井斜角与地层倾角保持一致，稳斜钻进；(2)当钻头处于目的层之上，钻头向下定向，使钻头回到目的层；(3)当钻头处于目的层之下，钻头向上定向，使钻头回到目的层。
21.步骤e中，通过地层平行线两端的对称标志点反映钻头从一地层钻出后又钻回同地层，确定地层平行线的倾角与此段地层倾角平均值一致。
22.步骤g中，所述不合理的地层平行线过滤的方法按如下方式：(1)用该地层平行线与设计书的地质构造图对比，如果明显有违地质解释，则将地层平行线进行过滤；(2)用该地层平行线与地震剖面图对比，如果明显有违地震解释，则将地层平行线进行过滤；(3)目的层上部岩性与下部岩性不一样，用现场录井资料对比，如果明显有违录井解释，则将地层平行线进行过滤。
23.本发明提供了一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法，具备以下有益效果：
24.1)通过重构目的层，对井眼轨迹钻入和钻出目的储层进行准确判断；并根据钻头在目的层中实际位置，对钻头在目的层中的钻入钻出趋势进行准确判断，指导现场地质导向，提高现场指导地浸砂岩型铀矿水平井地质导向，且判识方法、步骤简单、操作简易、行之有效；
25.2)能有效解决地浸砂岩型铀矿水平井钻头在水平段的可靠穿行问题，提高成井质量。
附图说明
26.图1为本发明提供的一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的井眼轨迹示意图。
具体实施方式
27.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚-完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
29.为解决现有技术中开采成本高，生产效率低的问题，将水平井工艺应用到北方地浸砂岩型铀矿中，有望大幅提高生产效率，降低开采成本。目前，水平井工艺尚未大规模应用到北方地浸砂岩型铀矿开采中。2019-2020年，在新疆郎卡开展了水平井工艺试点，施工了一口水平段长约200m的水平井。在水平井开采过程中，一种方式应用旋转地质导向钻井技术，旋转地质导向钻井技术主要借助旋转导向钻井系统得以实现，通过钻柱旋转钻进，需要配合导向功能，实现高效钻井。利用造斜定向钻井、利用井下马达配合弯接头钻井。同时利用导向马达定向钻井的一种新型定向钻井技术。而本发明在于提供地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法，实现对地浸砂岩型铀矿水平井进行地质导向。
30.本发明提供的一种地浸砂岩型铀矿水平井地质导向的方法，对地浸砂岩型铀矿水平井进行地质导向，包括如下步骤：
31.a、收集地质设计、工程设计、地震、地质、测井、录井、邻井生产资料、数据，进行整理分析；进行目的层进行地层划分，并确定对比标志层；
32.b、定义测井曲线标志点，对随钻测井曲线图中测井曲线变化特征进行分析，在有明显变化特征位置定义为测井曲线标志点，制作标志点统计表，标志点统计表包括标志点序号和测深两列，把测井曲线标志点数据记入标志点统计表(表1)中；
33.表1
34.标志点(序号)测深(m)a b
ꢀ…ꢀ
35.c、定义对称标志点，根据在同一地层同一位置的测井曲线具有相似性的特征，对所有测井曲线标志点进行分析，找出测井曲线值相近，变化趋势具有对称性的两个测井曲线标志点，定义为对称标志点，其中第二个测井曲线标志点为第一个测井曲线标志点在地层的同一位置重复出现点，依此类推，定义其它对称标志点；
36.d、制作地层平行线，一对对称标志点从第一个测井曲线标志点到第二个测井曲线标志点经过了井眼轨迹的一段，在井眼轨迹剖面图上连接这一段的首尾，其连接线就是地层平行线；连接每一对对称标志点经过井眼轨迹的一段，得到一条地层平行线；
37.e、确定各段地层倾角和地层倾角变化趋势；通过地层平行线两端的对称标志点反映钻头从一地层钻出后又钻回同地层，确定地层平行线的倾角与此段地层倾角平均值一致；
38.f、制作地层平行线倾角统计表，地层平行线倾角统计表包括地层平行线对应的对称标志点和地层平行线倾角两列，把各地层平行线倾角数据记入地层平行线倾角统计表中；
39.g、在某些地层中钻头从地层顶部钻入再从底部钻出或者从底部钻入再从顶部钻出时，随钻测井曲线具有一定对称性，由此作出的地层平行线并不与地层平行，将不合理的地层平行线进行过滤；不合理的地层平行线过滤的方法按如下方式：(1)用该地层平行线与设计书的地质构造图对比，如果明显有违地质解释，则过滤掉；(2)用该地层平行线与地震剖面图对比，如果明显有违地震解释，则过滤掉；(3)目的层上部岩性与下部岩性不一样，用现场录井资料对比，如果明显有违录井解释，则过滤掉；
40.h、过滤后剩余的地层平行线的倾角确定地层平行线所在段地层的平均倾角，相邻多条地层平行线的倾角变化确定地层倾角变化趋势；
41.i、确定目的层顶界和底界钻遇点，根据测井曲线图中自然伽马探测值和深浅侧向电阻率值的变化趋势和其门槛值，结合标志点解释表的解释结果，确定目的层顶界和底界钻遇点；
42.通过上述步骤得到实钻数据的解释重构目的层，对井眼轨迹钻入和钻出目的储层进行准确判断；
43.从而确定钻头在目的层中实际位置，对钻头在目的层中的钻入钻出趋势进行准确判断，按如下操作指导现场地质导向：(1)当钻头处于目的层中，如果地质设计有要求，使井眼轨迹处于设计书中要求的目的层中的位置，如果地质设计书没有要求，使井眼轨迹处于目的层砂岩显示最好的位置，然后使井斜角与地层倾角保持一致，稳斜钻进；(2)当钻头处于目的层之上，钻头向下定向，使钻头回到目的层；(3)当钻头处于目的层之下，钻头向上定向，使钻头回到目的层。
44.通过本实施例检测的井眼轨迹示意图如图1所示。
45.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。