一种基于元素录井的水平井目的层微构造的确定方法

技术领域

本发明涉及一种基于元素录井的水平井目的层微构造的确定方法，属于石油勘探开发技术领域。

背景技术

水平井的构造特征反应了地层的起伏，地层构造分析是水平井开发过程中最重要的内容。在目的层厚度稳定的地层中，理论上水平井轨迹应当平行于地层的起伏特征，因此需要刻画利用水平井目的层的构造特征并进行轨迹设计，确保水平井轨迹能在目标层中穿行。现在常用的地层构造分析方法有地震解释分析法和地质井间对比法。

地震解释分析法是运用地震数据，通过追踪解释地震反射界面的起伏状态来反映地层构造特征；该方法在区域上具有良好的横向控制能力，但在具体井区存在纵向分辨率低，层位标定能力差的影响，容易导致深度误差大的问题。

地质井间对比法是利用单井的测录井数据，采用“标志层约束、分级控制、旋回对比”的井间对比方法进行插值判断地层构造，由于测井数据采集在平面上呈散点分布，通过散点的测井数据标定后的地震层面数据，随着距标定点的距离增大，其不确定性增强，实际受井间防碰的距离要求，水平井间距离往往造成物探层面数据距标定点距离较大，导致构造特征分析判断的不确定性增强，因此对于井间距离大和复杂构造地区，其横向控制能力差，难以细致刻画目标层微构造特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于元素录井的水平井目的层微构造的确定方法，以解决目前水平井目的层微构造确定中存在的精度低的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种基于元素录井的水平井目的层微构造的确定方法，该确定方法包括以下步骤：

1)利用参照井的元素录井参数将目的层段划分为不同类型的小层；

2)根据目的层段小层的划分，根据水平井水平段钻进过程采集到元素录井参数确定水平段轨迹钻遇到的小层，并依此确定小层变化点，所述小层变化点指的是所处小层发生变化的位置；

3)根据每两个相邻小层变化点确定对应相邻小层变化点之间的地层倾角和倾向，实现对水平井目的层段微构造的确定。

本发明根据参照井对目的层段的划分，利用确定水平井水平段钻进过程中的获取的元素录井数据确定水平段轨迹穿过的小层，根据所处小层发生变化的位置确定小层变化点，通过任意两个相邻小层变化点的坐标确定对应两个小层变换点之间的地层倾角和倾向，根据每两个相邻小层变化点之间的地层倾角和倾向确定储层的微结构。本发明考虑到了水平井的水平段在目的层段中会钻穿层面，钻井轨迹会多次与多个小层的构造面顶面相交，通过对相交位置之间井段的地质信息进行横纵向结合，既能保证纵向分辨率，又有横向延展范围的控制能力，提高了对水平井目的层段微结构识别的精度。

进一步地，为了准确实现对目的层段的划分，所述步骤1)中的元素录井参数包括Si/Al、Fe/Al、Na+K和Ca+Mg。

进一步地，为了进一步提高地层倾角的计算精度，所述步骤3)在计算地层倾角时，若两个相邻小层变化点钻遇的是同一界面，则地层倾角的计算公式为：

α为地层倾角，(X

进一步地，为了进一步提高地层倾角的计算精度，所述步骤3)在计算地层倾角时，若两个相邻小层变化点钻遇的不是同一界面，则地层倾角的计算公式为：

其中α为地层倾角，h为参照井上该地层的视厚度，(X

进一步地，所述地层倾向采用的计算公式为：

arctan((X

γ＝arctan((X

arctan((X

其中(X

进一步地，为了保证参照井选取的准确性，所述步骤1)中的参照井采用水平井水平段前施工的斜导眼井。

附图说明

图1是本发明水平井目的层微构造的确定方法的流程图；

图2是本发明实施例中得到水平井目的层微构造示意图；

图3是本发明实施例中的岩层面空间方位示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

水平段元素录井数据采集具有连续性，能够唯一确定小层类别，因此可以用元素录井数据判断小层，而在钻水平井过程中，受到目的层段厚度、地层倾角变化等因素影响，水平井的水平段在目的层段中会钻穿层面，钻井轨迹会多次与多个小层的构造面顶面相交，基于此，本发明提供了一种水平井目的层微构造的确定方法，该方法通过对钻井轨迹与小层构造面顶面相交位置之间井段的地质信息进行横纵向结合，既能保证纵向分辨率，又有横向延展范围的控制能力。该方法的具体实现流程如图1所示，具体实现过程如下：

1.利用参照井的元素录井参数将目的层段划分为不同类型的小层。

以东胜气田某施工水平井S井为例，该S井水平段前施工有斜导眼井D井，本实例选择D井作为S井的参照井，根据D井钻遇目的层段的元素录井参数特征，对目的层段进行小层划分，所用到的元素录井参数包括Si/Al、Fe/Al、Na+K和Ca+Mg，元素录井参数Si/Al和Fe/Al用于区分致密砂岩储层骨架差异，元素录井参数Na+K和Ca+Mg用于确定致密砂岩储层胶结物差异，本实施例基于获取的参照井S井的元素录井参数划分的目的层如表1所示。本实施例将地层细分为6个小层，并确定每个小层界面对应的位置信息(坐标信息、海拔埋深)，其中2、3、4、5号小层为致密砂岩储层目的层，1、6号为上下围岩。

表1

表1划分依据是根据本研究区很多井总结出来的经验值，它在每个工区是不一样的，四个参数只要有区分度，能够区分开地层即可。

2.根据目的层段小层的划分，确定水平井水平段钻进过程遇到的小层变化点的位置。

在水平井S水平段钻进过程中，按照设定间隔采集元素录井参数，根据表1中建立的元素录井参数和小层关系，确定水平段钻进过程遇到的小层，即推算出水平段轨迹所处标准井对应的小层。将所处小层变化的位置称作为小层变化点，根据水平段钻进过程遇到的小层确定水平段所处的小层变化点的位置。

对本实施例而言，在实钻S井的过程中，每隔1米记录水平井A钻进过程中元素录井数值，判断钻进地层类别，识别出小层变化点，其中一部分的小层变化点如表2所示。

表2

从表2中可以看出，本实施例的水平井水平段钻进过程中遇到一部分小层变化点包括有L

3.根据每两个相邻小层变化点确定相邻小层变化点之间的地层倾角和倾向。

每两个相邻小层变化点把地层分割成一个有限段，那地层就是由无数个有限段组成，理论上认为该有限段横向距离短，将地层看作是由有限个直线组成的，该有限段的起伏状态即为地层的微构造，即每个相邻小层变化点之间地层的倾角和倾向就是本发明所求的微构造。

岩层面的空间方位可以由走向、倾向和倾角定义，如图3所示，走向是倾斜界面与水平面的交线的延伸方向(AB)，倾向是倾斜界面上与走向线垂直的向下倾方向线的方位(OD')，OD'是一条线，但是方位指的是角度，代表的是该线在平面地图上与正北方向的夹角，代表方位角。倾角是倾斜线与其在水平面上投影线间的夹角(α)。

在计算任意两个相邻小层变化点之间地层倾角前，先判断这两个相邻小层变化点钻遇的是否是同一界面，若是同一界面，则根据两个相邻小层变化点的位置坐标通过以下公式计算：

若不是同一界面，需要将参照井上该地层的视厚度h作为校正量，回归到相同界面标准上进行海拔对比，具体的倾角计算公式为：

其中α为地层倾角，(X

地层倾向需要根据任两个相邻小层变化点的坐标确定，具体的计算公式为：

arctan((X

γ＝arctan((X

arctan((X

本实施例中地层各点的坐标采用大地坐标，坐标系(X,Y)是采用国际上通用的1984年世界大地坐标系统(WGS-84坐标系)，坐标原点在地球质心，Z是海拔。

对本实施例而言，水平井段的轨迹第一次从4号地层钻穿到5号地层变化点为L

小层变化点L

小层变化点L

小层变化点L

因此根据上述计算可以确定出5号地层的构造图，如图2所示。

通过上述过程，本发明能够准确的确定出水平井目的层微构造，且得到微构造既能保证纵向分辨率，又有横向延展范围的控制能力。