本發明屬于致密砂巖氣藏水平井開發，具體涉及一種基于多學科交互印證的水平井導向方法。

背景技術：

1、常規水平井地質導向技術是在綜合地質研究的基礎上，基于隨鉆測井曲線，結合綜合錄井、氣測錄井資料，對水平井井眼軌跡進行監測和控制的技術。水平井鉆井工藝一般給現場地質錄井工作造成很大困難，多種因素都會降低錄井資料的采集品質、巖性和油氣層符合率，削弱現場錄井對鉆井施工的地質導向作用。

2、對于致密砂巖氣藏水平井鉆探來說，儲層普遍薄而多層、內幕結構復雜，水平井現場地質導向方法應用的是否適當，直接關系到水平井的最終成功與否。同時，致密砂巖氣藏的傳統地質導向存在諸多難點，缺少明顯和穩定的標志層，目的層儲層非均質性強，泥巖夾層多，水平段巖屑上返不及時、混雜，實鉆地層不易判斷；泥巖易垮塌，摩阻大，尤其是長水平段實施難度更大。然而，由于受早期觀念束縛，目前的地質導向技術相對比較單一，沒有充分考慮儲層空間變化，使地質導向具有多解性和較大的不確定性，水平井提前完鉆、側鉆次數日益增多，開發效果有待進一步提高。

3、受地面及儲層等條件限制，氣田開發難度逐年提升，現今的氣田開發對象主要為致密砂巖氣藏，其儲層普遍發育多薄層、儲層非均質性強，泥巖夾層多，水平井現場地質導向準確性直接影響水平井的開發效果。為保障水平井鉆遇效果，提升單井生產能力，需要不斷提升水平井導向技術水平。水平井導向是目的性很強的系統工程，需要地質、地震、鉆井、錄井、測井等多個專業聯合開展研究工作，及時共享數據，多角度跟蹤分析，通過多項數據和思維交叉深度融合，整合學科優勢，明確井眼軌跡調整方向，集中決策，共同指導水平井鉆進，提升單井儲層鉆遇效果。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種基于多學科交互印證的水平井導向方法，解決了現有水平井現場地質導向準確性低的問題。

2、本發明所采用的技術方案是：基于多學科交互印證的水平井導向方法，包括以下步驟：

3、步驟1、選取多個區域標志層，進行分級精細地層對比得到地層對比圖，獲取實際鉆遇的層位及其厚度、垂深；

4、步驟2、根據步驟1所得實際鉆遇的層位及其厚度、垂深，以不同井斜角度作為控制節點，應用垂向定位方法以垂向定位結果逐級控制，不斷校正預測靶點垂深，調整井斜角度進行精確入靶；

5、步驟3、根據步驟1所得地層對比圖及步驟2中的實際入靶點位置建立水平段導向的沉積模型，利用沉積模型描述目的層段內部隔夾層類型、厚度及延伸距離；

6、步驟4、以步驟1所得地層對比圖及步驟2中的垂向定位結果為約束條件建立三維地震模型，通過疊前深度偏移處理使地震反射波精準歸位，利用疊前反演結果預測目的層的儲層發育特征；

7、步驟5、結合步驟1所得地層對比圖及步驟2中的垂向定位結果，以步驟4所得儲層發育特征為基礎，進行定量化砂體表征得到砂體的寬厚比、厚度、長度及傾角，建立儲層地質知識庫，指導構建三維地質模型；

8、步驟6、利用步驟3所得沉積模型、步驟4所得三維地震模型及步驟5所得三維地質模型對水平井鉆進進行導向。

9、本發明的特點還在于，

10、步驟1中選取的標志層選在海西期構造運動發生后的地層內，多個標志層之間二疊系地層厚度采用去壓實校正值，頂部標志層距離目的層200米，底部標志層距離目的層30～40米。

11、步驟2中的控制節點包括10°、30°、45°、60°、70°、80°、83°的井斜角度；精確入靶即保證入靶點位于目的層含氣砂體內部，同時井斜角度調整為89.5°至90°。

12、步驟2中的垂向定位方法包括地層厚度對比、標志層巖性識別、隨鉆錄井描述及隨鉆測井分析。

13、步驟3中建立的沉積模型是利用盆地地層沉積建造和沉積巖相的關系，在區域地質沉積環境分析基礎之上，利用相序遞變規律建立局部區域沉積模型，同時利用水平井隨鉆測量數據和錄井資料不斷修正沉積模型。

14、步驟3中描述目的層段內部隔夾層類型是根據鉆遇泥巖的顏色、伽馬、厚度及鉆時判斷是否鉆遇層間隔層或內部夾層，當鉆遇層間隔層時，隨鉆伽馬曲線發生突變，呈箱型，數值大于180api，鉆時20min/m至40min/m，顏色灰色-深灰色，這時采取較大井斜調整追蹤替補氣層；當鉆遇泥巖夾層時，隨鉆伽馬曲線型態呈漸變、尖刺狀，數值小于150api，鉆時5min/m至10min/m，顏色淺灰-灰色，這時采取微調或者不調整快速鉆穿泥巖夾層。

15、步驟4中的疊前反演具體為：在鉆井過程中不斷加入新完鉆井資料，在鉆井地質分層數據和解釋層位控制下，建立速度場實現三維地震時間域向深度域轉換，進而建立主要目的層段的深度域地震模型。

16、步驟4所得儲層發育特征包括空間形態、構造起伏、發育規模、物性及含氣性。

17、步驟5中進行定量化砂體表征具體為：分析水平井砂泥巖組構特征，進行復合河道砂體-單河道砂體-內部增生體分級描述，描述尺度由15m的厚層復合砂體精細到5m厚的薄層砂體，預測河道砂體展布形態及其發育規模。

18、步驟6中，利用步驟3所得沉積模型描述砂體沉積相、隔夾層類型、厚度及延伸規模進行導向，利用步驟4所得三維地震模型預測構造起伏及砂體空間發育位置進行導向，利用步驟5所得三維地質模型描述巖性邊界及物性邊界進行導向，使水平井鉆進滿足以下量化指標：1)水平井一次入靶成功率100％，入靶垂深較設計時誤差±5m以內；2)水平段長度達到設計地質目的；3)水平段砂巖鉆遇率大于80％；4)水平段氣層鉆遇率大于60％；5)水平井未有因導向決策失誤選擇側鉆現象；6)水平段井身軌跡參數滿足工程設計要求。

19、本發明的有益效果是：本發明的基于多學科交互印證的水平井導向方法，針對碎屑巖儲層非均質性和氣層橫向變化等復雜地質特征，可有效確保水平井的成功實施。在水平井入靶階段，確定了重要調整節點及其合理的井斜角度，應用多種垂向定位方法，實現了不同節點位置的逐級精準控制，指導并實現水平井精確入靶；在水平段實施階段，利用水平段導向的沉積模型、三維地震模型及三維地質模型指導水平井鉆進，實現了地震靶向宏觀預測、地質模型精細調控。

技術特征：

1.基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、選取多個區域標志層，進行分級精細地層對比得到地層對比圖，獲取實際鉆遇的層位及其厚度、垂深；步驟2、以不同井斜角度作為控制節點，應用垂向定位方法以垂向定位結果逐級控制，不斷校正預測靶點垂深，調整井斜角度進行精確入靶；步驟3、建立水平段導向的沉積模型，利用沉積模型描述目的層段內部隔夾層類型、厚度及延伸距離；步驟4、建立三維地震模型，通過疊前深度偏移處理使地震反射波精準歸位，利用疊前反演結果預測目的層的儲層發育特征；步驟5、進行定量化砂體表征得到砂體的寬厚比、厚度、長度及傾角，建立儲層地質知識庫，指導構建三維地質模型；步驟6、利用沉積模型、三維地震模型及三維地質模型對水平井鉆進進行導向。

2.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟1中選取的標志層選在海西期構造運動發生后的地層內，多個標志層之間二疊系地層厚度采用去壓實校正值，頂部標志層距離目的層200米，底部標志層距離目的層30～40米。

3.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟2中的控制節點包括10°、30°、45°、60°、70°、80°、83°的井斜角度；精確入靶即保證入靶點位于目的層含氣砂體內部，同時井斜角度調整為89.5°至90°。

4.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟2中的垂向定位方法包括地層厚度對比、標志層巖性識別、隨鉆錄井描述及隨鉆測井分析。

5.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟3中建立的沉積模型是利用盆地地層沉積建造和沉積巖相的關系，在區域地質沉積環境分析基礎之上，利用相序遞變規律建立局部區域沉積模型，同時利用水平井隨鉆測量數據和錄井資料不斷修正沉積模型。

6.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟3中描述目的層段內部隔夾層類型是根據鉆遇泥巖的顏色、伽馬、厚度及鉆時判斷是否鉆遇層間隔層或內部夾層，當鉆遇層間隔層時，隨鉆伽馬曲線發生突變，呈箱型，數值大于180api，鉆時20min/m至40min/m，顏色灰色-深灰色，這時采取較大井斜調整追蹤替補氣層；當鉆遇泥巖夾層時，隨鉆伽馬曲線型態呈漸變、尖刺狀，數值小于150api，鉆時5min/m至10min/m，顏色淺灰-灰色，這時采取微調或者不調整快速鉆穿泥巖夾層。

7.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟4中的疊前反演具體為：在鉆井過程中不斷加入新完鉆井資料，在鉆井地質分層數據和解釋層位控制下，建立速度場實現三維地震時間域向深度域轉換，進而建立主要目的層段的深度域地震模型。

8.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟4所得儲層發育特征包括空間形態、構造起伏、發育規模、物性及含氣性。

9.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟5中進行定量化砂體表征具體為：分析水平井砂泥巖組構特征，進行復合河道砂體-單河道砂體-內部增生體分級描述，描述尺度由15m的厚層復合砂體精細到5m厚的薄層砂體，預測河道砂體展布形態及其發育規模。

10.如權利要求1所述的基于多學科交互印證的水平井導向方法，其特征在于，所述步驟6中，利用步驟3所得沉積模型描述砂體沉積相、隔夾層類型、厚度及延伸規模進行導向，利用步驟4所得三維地震模型預測構造起伏及砂體空間發育位置進行導向，利用步驟5所得三維地質模型描述巖性邊界及物性邊界進行導向，使水平井鉆進滿足以下量化指標：1)水平井一次入靶成功率100％，入靶垂深較設計時誤差±5m以內；2)水平段長度達到設計地質目的；3)水平段砂巖鉆遇率大于80％；4)水平段氣層鉆遇率大于60％；5)水平井未有因導向決策失誤選擇側鉆現象；6)水平段井身軌跡參數滿足工程設計要求。

技術總結
本發明公開的基于多學科交互印證的水平井導向方法，針對碎屑巖儲層非均質性和氣層橫向變化等復雜地質特征，可有效確保水平井的成功實施。在水平井入靶階段，確定了重要調整節點及其合理的井斜角度，應用多種垂向定位方法，實現了不同節點位置的逐級精準控制，指導并實現水平井精確入靶；在水平段實施階段，利用水平段導向的沉積模型、三維地震模型及三維地質模型指導水平井鉆進，實現了地震靶向宏觀預測、地質模型精細調控。

技術研發人員：費世祥,崔越華,王東旭,黃有根,馮炎松,蘭義飛,米燕華,張正濤,高建文,付曉燕,王曄,劉雪玲,何鎏,高陽,王樹慧,陳楠,茹志娟,范萍
受保護的技術使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28