[发明专利]一种钻井方法及系统

说明书

本发明涉及石油和天然气勘探领域，提供了一种钻井方法和系统，该方法包括：基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析，针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点；以地震解释资料及地质模型为基础，对目的层进行构造解释对比，分析构造形态及优质页岩分布特征，以确定A靶点的垂深和坐标；利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置，计算地层倾角，预测钻头附近的地层走向；根据所述地层倾角，控制钻头在A靶点着陆；根据钻头在A靶点的实际着陆方式，选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案；以及利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料，并根据所述预警控制点的伽马值控制钻头在水平段的轨迹。

技术领域

本发明涉及石油与天然气勘探领域，具体地，涉及一种钻井方法及应用该方法的系统。

背景技术

近年来水平井技术在中国页岩气勘探开发中广泛应用，页岩气田的开发建产均是通过水平井增加储层泄流面积来实现。长水平段提高了页岩气的产能，降低了页岩气的开采成本。页岩气水平井为满足生产需要，设计水平段较长，一般在1400-1500m左右，水平井段要保证在相对最优的储层穿行，进入水平段后的优质页岩钻遇率是衡量水平井质量和成败的关键指标，因此，确保水平段较高的优质页岩钻遇率是页岩气钻井获得良好油气成果的根本前提，也是提高勘探开发成效的重要手段。

目前最常用的控制水平井轨迹技术为地质导向钻井技术，主要通过随钻测量多种地质和工程参数对所钻地层进行实时评价和对比，并根据对比结果而调整控制井眼轨迹，在构造简单且高勘探程度地区，可以实现较高优质页岩钻遇率。但在实际应用过程中，在低勘探程度区由于缺乏高精度三维地震资料，难以实现对地下优质页岩展布特征的良好预测。同时各探区构造复杂程度不同，存在井震矛盾突出及地质设计与实钻地层之间存在较大偏差的难点，对它的预测稍有偏差都将使水平井轨迹偏离最优质的页岩段。此外，随钻测量仪器距井底有5-15米的测量盲区，不能及时反映钻头所处位置地质资料，当出现地质构造或地层倾角变化稍大的情况，等发现轨迹偏离优质页岩并进行调整，再将轨迹调整回至优质页岩内，实际偏离优质页岩的水平段已达20-50米，造成整体优质页岩钻遇率偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻井方法，该方法能够精确控制钻头轨迹，使其不偏离优质页岩的储层，从而有效提高钻井过程中钻遇优质页岩的准确率。

本发明的另一方面提供了应用上述钻井方法的钻井系统，利用该钻井系统，能够在钻井过程中实时控制和调整井眼轨迹，保证钻头不脱离目的层岩的储层，提高目的优质页岩的钻遇率。

为了实现上述目的，本发明提供一种钻井方法，该方法包括：基于对目的层储层的岩性和电性特征的分析，针对储层在钻头的轨迹中设置预警控制点，所述预警控制点用于辅助控制钻头在钻井眼迹中的位置，防止钻头脱离储层；以地震解释资料及地质模型为基础，对目的层进行构造解释对比，分析构造形态及优质页岩分布特征，以确定A靶点的垂深和坐标；利用随钻自然伽马测量、特殊录井实时资料判断钻头在垂向上的位置，计算地层倾角，预测钻头附近的地层走向；根据所述地层倾角，控制钻头在A靶点着陆；根据钻头在A靶点的实际着陆方式，选定钻头在进入水平段时的轨迹控制方案；以及利用随钻自然伽马测量以及录井实时资料，并根据所述预警控制点的伽马值控制钻头在水平段的轨迹。

优选地，所述根据所述地层倾角控制钻头在A靶点着陆包括：当所述地层倾角为上倾方向时，控制井眼轨迹在A靶点之前垂深20-30m，井斜角达到85-86度；当所述地层倾角为下倾方向时，控制井眼轨迹在A靶点之前垂深40-50m，井斜角达到82-84度；以及稳斜钻进到储层顶部，在进入A靶点之前调整井斜角到最大井斜角。

优选地，所述A靶点实际着陆方式选定轨迹控制方案包括：当A靶点按设计轨迹着陆时，不对钻头作调整；当A靶点较储层预测提前时，调整井斜角，使钻头继续追层；当A靶点相对储层预测滞后时，控制钻头以当前的井斜角为稳定的井斜角进行追层。