[发明专利]一种水平井着陆时地质导向方法

摘要

一种水平井着陆时地质导向方法，涉及石油、天然气等钻井勘探开发技术领域，尤其是涉及一种适用于水平井钻进过程中，在造斜段完成后，水平井着陆时地质导向方法。其特征是，在造斜段完成后，着陆之前使井眼轨迹按一定的井斜角稳斜钻进探寻目的层，当现场实时数据确定钻遇目的层时，增斜钻进，直至井眼轨迹与地层倾角平行，并处于目的层砂岩显示最好的位置时，保持稳斜钻进。本发明以目的井现场实钻数据资料为基础，综合考虑了目的层垂深提前和滞后两种可能，可有效减少水平段浪费，又能有效预防井眼轨迹钻穿目的层。

主权项

一种水平井着陆时地质导向方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：预测井眼轨迹到目的层顶界最大距离，当井眼轨迹着陆后，它将逐渐远离目的层顶界，其最远点到目的层顶界的距离为井眼轨迹到目的层顶界最大距离；为了使井眼轨迹顺着目的层沿层钻进，尽量提高砂岩钻遇率，通常要求这个距离不能超过目的层厚度；由于此时还没有着陆，无法确定目的层厚度，实际操作中以邻井目的层厚度作参照，即预测井眼轨迹到目的层顶界最大距离等于邻井目的层厚度；步骤二：预测造斜率，当井眼轨迹着陆后，为了使井眼轨迹顺着目的层沿层钻进，应使井眼轨迹处于目的层内，并且井斜角与地层倾角保持一致，然而这时井斜角与地层倾角之间有一个夹角，所以，现场实钻中一旦确定井眼轨迹着陆，就要尽量增斜，以达到使井眼轨迹顺着目的层沿层钻进目的；增斜过程的造斜率是可以预测的，现场地质导向人员根据造斜工具造斜能力和本区地质特征预测造斜率；步骤三：预测着陆时井斜角与地层最大可行夹角，当井眼轨迹着陆后，持续以步骤二所预测的造斜率增斜钻进，一直到达步骤一所预测的井眼轨迹到目的层顶界最大距离点所处位置时，这段井眼轨迹为一圆弧，其半径为 R = 360 K × 1 2 π , 着陆时井斜角与地层最大可行夹角满足 cos ( a ) = R - D R = 1 - 2 π × D × K 360 即 a = arccos ( 1 - 2 π × D × K 360 ) ; 式中R是圆弧的半径，D是步骤一预测的井眼轨迹到目的层顶界最大距离，K是步骤二预测的造斜率，a是步骤三预测的着陆时井斜角与地层最大可行夹角，Л是圆周率，cos是余弦函数，arccos是反余弦函数；步骤四：预测地层倾角，由于此时还没有着陆，无法确定目的层的真实地层倾角，需要以多口邻井的分层数据与地震数据拟合生成目的层顶界构造图，然后再把井眼轨迹投影到目的层顶界构造图中，预测着陆点处地层倾角；这个工作通常由地质建模人员完成，并记载在地质设计书中，所以现场地质导向人员只需查阅地质设计书得到预测的地层倾角，无需另行预测地层倾角；步骤五：确定井斜角大小，根据步骤三预测的井斜角与地层最大可行夹角，结合步骤四预测的地层倾角，现场地质导向人员选择一个与地层倾角的夹角相等或者稍小的井斜角保持稳斜钻进探寻目的层，可有效减少水平段浪费，又能有效预防井眼轨迹钻穿目的层；步骤六：实钻中着陆段地质导向，造斜段完成后，在着陆之前保持步骤五所确定井斜角稳斜钻进探寻目的层，当现场实时数据确定钻遇目的层时，以步骤二所预测的造斜率增斜钻进，直至井眼轨迹与地层倾角平行，并处于目的层砂岩显示最好的位置时，保持稳斜钻进。