[发明专利]随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质导向和地质勘探技术领域，特别涉及一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置。

背景技术

地质导向技术是20世纪90年代发展起来的前沿钻井技术之一，是利用钻井过程中实时测量的自然伽马、地层密度、地层电阻率、环压、温度及压力等地质参数或工程参数，判断钻头钻遇的地层，及时调整钻进轨迹。利用地质导向技术可保证钻头尽可能在有利储层内钻进，达到提高产量和采收率的目的。随着现在水平井和定向井的不断增加，地质导向是钻井过程中必不可少的一项高新技术。

在水平井和大斜度井钻井过程中，随钻方位自然伽马测井是一种重要的地质导向技术，是在随钻测井过程中将多个伽马探测器置于钻铤中，测量地层的自然伽马放射性，其测量数据具有方位特性，通过实时上传到地面的上、下方位自然伽马曲线可实时调整钻头的钻进轨迹，保持钻头在储层中钻进。但目前技术中，随钻方位自然伽马测井实时上传到地面的上、下方位伽马曲线仅用于定性判断钻头是否在储层中钻进，并对钻头轨迹调整，不能定量判断钻头与地层界面的距离。

发明内容

本发明实施例提供了一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法及装置，解决了现有技术中不能定量判断钻头与地层界面的距离的技术问题。

本发明实施例提供了一种随钻地质导向中确定钻头与地层界面距离的方法，该方法包括：实时获取随钻方位自然伽马测井的资料，预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角；获取在钻进方向上的预设位置与所述即将钻遇地层界面的垂直距离，其中，所述预设位置是在钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，首先发生变化的自然伽马曲线所在方位的探测器的位置；根据所述相对夹角和所述垂直距离确定钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。

在一个实施例中，所述资料包括所述随钻方位自然伽马测井的上方位自然伽马曲线和下方位自然伽马曲线。

在一个实施例中，利用所述测井资料预测即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角，包括：在所述钻头钻向所述即将钻遇地层界面时，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角。

在一个实施例中，利用上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，预测所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角，包括：利用蒙特卡罗计算模型模拟计算结果数据，获取上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离；通过以下公式确定所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角：其中，RD是所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角的弧度制值，ΔP是上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点与下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点在钻进方向上的距离，a、b、c、d分别为常数。

在一个实施例中，所述上方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点的自然伽马值与上方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的变化量在第一预设值范围内；所述下方位自然伽马曲线上首先发生变化的变化点的自然伽马值与下方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的变化量在第二预设值范围内。

在一个实施例中，所述第一预设值范围是所述上方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的10%至15%；所述第二预设值范围是所述下方位自然伽马曲线上前一点的自然伽马值的10%至15%。

在一个实施例中，根据所述相对夹角和所述垂直距离确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离，包括：根据所述垂直距离与所述相对夹角的正弦值的比值，确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离。

在一个实施例中，通过以下公式确定所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离：其中，L是所述钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离，是所述即将钻遇地层界面与钻进方向的相对夹角的弧度制值，d₀是所述探测器与所述钻头之间的距离，DOI是在钻进方向上的预设位置与所述即将钻遇地层界面的垂直距离。

在一个实施例中，在确定钻头在钻进方向上与所述即将钻遇地层界面的距离之后，还包括：根据所述钻头钻进速度跟踪所述钻头与所述即将钻遇地层界面的距离。