水平井入窗前的非等比例地层对比方法和对比装置

技术领域

本发明涉及水平井入窗前的地层对比领域，特别涉及一种水平井入窗前的非等比例地层 对比方法。

背景技术

水平井在实施过程中为确保精确入窗，前期地层对比至关重要，需要依据水平井入窗前 造斜段的实钻情况，利用录井以及随钻测井(LWD)资料和周围已知井资料进行仔细的对比， 判断目的层上覆标志层的深度和储层变化，进而精确预测水平井目的层深度与正钻水平井原 始设计深度的差距，从而及时进行水平段轨迹调整。

在水平井入窗前的地层对比过程中，传统的对比方法是将斜深校到垂深后，以相同比例 与相邻已钻直井进行对比。当井轨迹穿越平行产状地层时，轨迹穿越的地层厚度等于地层的 实际厚度，这种对比方法是适用的。但当地层有一定的倾角时，这种对比方法就会造成一定 的误差。当水平井造斜井段井轨迹穿越下倾产状地层时，按照等比例校斜的地层厚度大于地 层的实际厚度；当井轨迹穿越上倾产状地层时，按照等比例校斜的地层厚度小于地层的实际 厚度，对钻达目的层的认识产生偏差。

发明内容

为了克服现有对比方法的上述不足，提高水平井入窗前的对比精度，准确预测出入窗前 的地层变化特征，以便及时进行轨迹调整，使水平井顺利入窗，本发明提供一种水平井入窗 前的非等比例地层对比方法和对比装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水平井入窗前的非等比例地层对比方法，根据收集的相邻已钻直井测井对比剖 面、正钻水平井随钻测井数据、井斜数据和地层倾角数据，计算正钻测井对比剖面比例，按 所述的正钻测井对比剖面比例打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后的测井对比剖面，与 相邻已钻直井测井对比剖面进行对比，根据对比结果与正钻水平井原始设计进行对比，从而 控制入窗井斜角。

上述的一种水平井入窗前的非等比例地层对比方法，具体方法为：

步骤1：收集相邻已钻直井测井对比剖面，相邻已钻直井测井对比剖面比例为K₁；

步骤2：收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，可以读取任何位置的井斜角为β；

步骤3：收集地层倾角α，并判断地层倾斜类型；

步骤4：地层产状为针对水平井轨迹下倾倾斜时，设计井穿过地层的垂深H与相邻已 钻直井穿过地层的深度h之间相差△h，H与h之间存在式(1)的关系，即当设计井以β角 进入倾角为α的地层时，穿过地层的垂直深度与相邻已钻直井穿过地层深度的比值，设这个 比值为λ；

$\lambda =\frac{H}{h}=\frac{1}{1-\mathrm{tg\alpha tg\beta }}...\left(1\right)$

根据公式(1)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一个正钻 井测井对比剖面比例K₂；

地层产状为针对水平井轨迹上倾倾斜时，相邻已钻直井穿过地层的深度h与设计井穿 过地层的垂深H之间相差△h，H与h之间存在式(2)的关系，即当设计井以β角进入倾 角为α的地层时，穿过地层的垂直深度与相邻已钻直井穿过地层深度的比值，设这个比值为 λ；

$\lambda =\frac{H}{h}=\frac{1}{1+\mathrm{tg\alpha tg\beta }}...\left(2\right)$

根据公式(2)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一个正钻 井测井对比剖面比例K₂；

步骤5：按所述正钻井测井对比剖面比例K₂打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后 的测井对比剖面，并与比例为K₁的相邻已钻直井测井对比剖面进行对比，根据对比结果与 正钻水平井原始设计进行对比，从而控制入窗的井斜角。

上述的一种水平井入窗前的非等比例地层对比方法，所述的控制入窗的井斜角方法 为：当判断入窗距离大于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比减小井斜角 钻进；当判断入窗距离小于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比增加井斜 角钻进；当判断入窗距离与正钻水平井原始设计距离一致时，可以按照正钻水平井原始设计 继续钻进。

一种水平井入窗前的非等比例地层对比装置，包括：

收集模块，用于收集的相邻已钻直井测井对比剖面、正钻水平井随钻测井数据、井斜 数据和地层倾角数据；

计算模块，用于根据收集模块收集数据，计算正钻测井对比剖面比例；

比较模块，用于按所述的正钻测井对比剖面比例打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂 深后的测井对比剖面，与相邻已钻直井测井对比剖面进行对比，根据对比结果与正钻水平井 原始设计进行对比，从而控制入窗井斜角。

上述的一种水平井入窗前的非等比例地层对比装置，具体包括：

收集模块，进一步用于收集相邻已钻直井测井对比剖面，相邻已钻直井测井对比剖面 比例为K₁；收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，可以读取任何位置的井斜角为β；收 集地层倾角α，并判断地层倾斜类型；

计算模块，进一步用于地层产状为针对水平井轨迹下倾倾斜时，设计井穿过地层的垂 深H与相邻已钻直井穿过地层的深度h之间相差△h，H与h之间存在式(1)的关系，即 当设计井以β角进入倾角为α的地层时，穿过地层的垂直深度与相邻已钻直井穿过地层深度 的比值，设这个比值为λ；

$\lambda =\frac{H}{h}=\frac{1}{1-\mathrm{tg\alpha tg\beta }}...\left(1\right)$

根据公式(1)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一个正钻 井测井对比剖面比例K₂；

地层产状为针对水平井轨迹上倾倾斜时，相邻已钻直井穿过地层的深度h与设计井穿 过地层的垂深H之间相差△h，H与h之间存在式(2)的关系，即当设计井以β角进入倾 角为α的地层时，穿过地层的垂直深度与相邻已钻直井穿过地层深度的比值，设这个比值为 λ；

$\lambda =\frac{H}{h}=\frac{1}{1+\mathrm{tg\alpha tg\beta }}...\left(2\right)$

根据公式(2)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一个正钻 井测井对比剖面比例K₂；

比较模块，进一步用于按所述正钻井测井对比剖面比例K₂打印正钻水平井随钻跟踪的 校正成垂深后的测井对比剖面，并与比例为K₁的相邻已钻直井测井对比剖面进行对比，根 据对比结果与正钻水平井原始设计进行对比，从而控制入窗的井斜角。

上述的一种水平井入窗前的非等比例地层对比装置，所述的比较模块，进一步用于当 判断入窗距离大于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比减小井斜角钻进； 当判断入窗距离小于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比增加井斜角钻 进；当判断入窗距离与正钻水平井原始设计距离一致时，可以按照正钻水平井原始设计继续 钻进。

本发明提供的水平井入窗前的非等比例地层对比方法，通过研究地层产状和水平井入窗 前井轨迹的关系，利用数学原理，计算水平井入窗前井轨迹与相邻已钻直井可对比的比例关 系，精确判断已钻达层位，预测入窗点，指导水平井精确入窗，解决了倾斜地层钻水平井钻 遇地层情况判断难的问题，可以及早判断地层变化情况，及时调整钻井轨迹，为水平井顺利 入窗打好基础。

附图说明

图1是本发明实施例提供的地层产状为针对水平井轨迹下倾倾斜地层中斜井与直井的对 比关系示意图。

图2是本发明实施例提供的地层产状为针对水平井轨迹上倾倾斜地层中斜井与直井的对 比关系示意图。

具体实施方式

本发明现场实施成功率高，实施6口水平井，入窗成功率100％。下面结合附图对本发 明的具体实施方式作进一步详细说明：

如图1所示，用下倾地层进行具体说明，当地层倾角为α，设计井井斜角为β时，设计 井穿过地层的垂深H与相邻已钻直井穿过地层的深度h之间相差△h，H与h之间存在式 (1)的关系，即当设计井以β角进入倾角为α的地层时，穿过地层的垂直深度与直井穿过 地层深度的比值，设这个比值为λ。

$\lambda =\frac{H}{h}=\frac{1}{1-\mathrm{tg\alpha tg\beta }}...\left(1\right)$

对于倾斜地层，与相邻已钻直井对比时，为保证对比的准确性和地层的完整性，应将正 钻井校正成垂深后，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一个正钻井测井对 比剖面比例K₂，按照比例K₂打印出测井对比剖面与比例为K₁的相邻已钻直井测井对比剖 面进行对比。

步骤1：收集相邻已钻直井测井对比剖面，相邻已钻直井测井对比剖面比例为K₁。

步骤:2：收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，可以读取对比位置的井斜角为β。

步骤3：收集对比地层的倾角α，并判断地层倾斜类型，如图1是地层产状为针对水平 井轨迹下倾倾斜。

步骤4：根据公式(1)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一 个正钻井测井对比剖面比例K₂。

步骤5：按比例K₂打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后的测井对比剖面，与比例 为K₁的相邻已钻直井测井对比剖面进行对比，根据对比结果与正钻水平井原始设计进行对 比，判断入窗距离大于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比减小井斜角钻 进，判断入窗距离小于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比增加井斜角钻 进。

如图2所示，用上倾地层进行具体说明，当地层倾角为α，设计井井斜角为β时，相邻 已钻直井穿过地层的深度h与设计井穿过地层的垂深H之间相差△h，H与h之间存在式 (2)的关系，即当设计井以β角进入倾角为α的地层时，穿过地层的垂直深度与相邻已钻 直井穿过地层深度的比值，设这个比值为λ。

$\lambda =\frac{H}{h}=\frac{1}{1+\mathrm{tg\alpha tg\beta }}...\left(2\right)$

根据公式(2)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一个正钻井 测井对比剖面比例K₂。按照比例K₂打印出测井对比剖面与比例为K₁的相邻已钻直井测井 对比剖面进行对比。

步骤1：收集相邻已钻直井测井对比剖面，相邻已钻直井测井对比剖面比例为K₁。

步骤:2：收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，可以读取任何位置的井斜角为β。

步骤3：收集地层倾角α，并判断地层倾斜类型，如图2是地层产状针对水平井轨迹上 倾倾斜。

步骤4：根据公式(1)计算λ，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁再除以λ计算出一 个正钻井测井对比剖面比例K₂。

步骤5：按比例K₂打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后的测井对比剖面，与比例 为K₁的相邻已钻直井测井对比剖面进行对比，根据对比结果与正钻水平井原始设计进行对 比，判断入窗距离大于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比减小井斜角钻 进，判断入窗距离小于正钻水平井原始设计距离，与正钻水平井原始设计相比增加井斜角钻 进。

至2014年3月6日，本发明共现场跟踪实施6口水平井，入窗成功率100％。表明本发 明在水平井入窗前的地层对比有精确度高，符合率高的特点。

实施例1：官86-36L井

该井位于大港王官屯油田王27断块，含油层位为下第三系孔店组孔一段枣Ⅲ油组，设 计钻遇油层200m。地层产状针对水平井轨迹下倾倾斜，钻至3189m(垂深2974m)时，距 离此处较近的标志层位底深3149m(垂深2958m)，井斜角72°，地层倾角8.6°。

按照水平井入窗前的非等比例地层对比方法

步骤1：收集相邻已钻直井官82-42井测井对比剖面，官82-42井测井对比剖面比例K₁为1:500。

步骤:2：收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，读取对比位置的井斜角β为72°。

步骤3：收集地层倾角α为8.6°，并判断地层倾斜类型，为地层产状针对水平井轨迹下 倾倾斜。

步骤4：根据公式(1)计算λ为1.87，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁(1:500)再 除以λ计算出一个正钻井测井对比剖面比例K₂为(1:935.4)。

步骤5：按比例K₂(1:935.4)打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后的测井对比剖 面，与比例为K₁(1:500)的相邻已钻直井官82-42井测井对比剖面进行对比，官86-36L井 3149m(垂深2958m)处的标志层与官82-42井对应标志层为2936m，官82-42井2936m标 志层与油层顶2957m距离为21m，按照对比预测官86-36L井在垂深2997m (2958m+21m×1.87)入窗，与设计2995m入窗基本一致，可以按照设计继续钻进。

如果按照常规等比例地层对比，预测官86-36L井在垂深2979m(2958m+21m)入窗， 认为提前16m(2995m-2979m)入窗，应该尽快增加井斜角度，如果这样实施，反而造成晚 入窗，浪费进尺，钻遇较少油层。

官86-36L入窗顺利，录井油气显示较好，入窗后调整及时，水平井段加深了130m,钻 遇油层343.3m,投产后产量稳定在30t左右。

实施例2：风45-18H井

该井位于大港枣园油田枣89断块，含油层位为下第三系孔店组孔二段4油组，设计钻 遇油层230m。地层产状针对水平井轨迹上倾倾斜，钻至2655m(垂深2584m)时，距离此 处较近的标志层位底深2640m(垂深2578m)，井斜角63.9°，地层倾角6.5°。

按照水平井入窗前的非等比例地层对比方法

步骤1：收集相邻已钻直井枣87井测井对比剖面，枣87井测井对比剖面比例K₁为 1:500。

步骤2：收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，读取对比位置的井斜角β为 63.9°。

步骤3：收集地层倾角α为6.5°，并判断地层倾斜类型，为地层产状针对水平井轨迹上 倾倾斜。

步骤4：根据公式(2)计算λ为0.8113，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁(1:500) 再除以λ计算出一个正钻井测井对比剖面比例K₂为(1:405.65)。

步骤5：按比例K₂(1:405.65)打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后的测井对比剖 面，与比例为K₁(1:500)的相邻已钻直井枣87井测井对比剖面进行对比，风45-18H井 2640m(垂深2578m)处的标志层与官枣87井对应标志层为2570m，枣87井2570m标志层 与油层顶2590m距离为20m，按照对比预测风45-18H井在垂深2594m (2578m+20m×0.8113)入窗，比原来设计预计2605m入窗提前11m，与设计相比增大井斜 角钻进。

如果按照常规等比例地层对比，预测风45-18H井在垂深2598m(2578m+20m)入窗， 认为提前7m(2605m-2598m)入窗，虽然也会增加井斜角度的钻井，但是增加的速度会放 慢，如果这样实施，会提前入窗，有可能提前钻穿油层。

风45-18H入窗顺利，录井油气显示较好，入窗后调整及时，钻遇油层247.5m,投产后 产量稳定在12t左右。

实施例3：王14-33L井

该井位于大港王官屯油田官142断块，含油层位为下中生界的厚砂岩，设计钻遇油层 170m。地层产状针对水平井轨迹下倾倾斜，钻至2711m(垂深2574m)时，距离此处较近 的标志层位底深2687m(垂深2565m)，井斜角68°，地层倾角9.2°。

按照水平井入窗前的非等比例地层对比方法

步骤1：收集相邻已钻直井王15-32井测井对比剖面，王15-32井测井对比剖面比例K₁为1:500。

步骤:2：收集正钻水平井随钻测井数据，井斜数据，读取对比位置的井斜角β为68°。

步骤3：收集地层倾角α为9.2°，并判断地层倾斜类型，为地层产状针对水平井轨迹下 倾倾斜。

步骤4：根据公式(1)计算λ为1.67，相邻已钻直井测井对比剖面比例K₁(1:500)再 除以λ计算出一个正钻井测井对比剖面比例K₂为(1:835)。

步骤5：按比例K₂(1:835)打印正钻水平井随钻跟踪的校正成垂深后的测井对比剖 面，与比例为K₁(1:500)的相邻已钻直井王15-32井测井对比剖面进行对比，王14-33L井 2687(垂深2565m)处的标志层与王15-32井对应标志层为2558m，王15-32井2558m标志 层与油层顶2573m距离为15m，按照对比预测王14-33L井在垂深2590.1m (2565m+15m×1.67)入窗，与设计2595m入窗相比早入窗4.9m，与设计相比增大井斜角钻 进。

如果按照常规等比例地层对比，预测官86-36L井在垂深2580m(2565m+15m)入窗， 认为提前15m入窗，就会以更快的速度增加井斜角钻井，如果这样实施，造成晚入窗，浪 费进尺，钻遇较少油层。

王14-33L入窗顺利，录井油气显示较好，但为了避免钻遇底水，钻遇油层135m，投 产后产量稳定在20t左右。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方 案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的 权利要求范围当中。