地震资料在水平井部署及轨迹优化中的应用研究

陈家玺 毕建军 盛述超 高怀银 刘对萍 翁继东

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083)

随着我国石油勘探开发的进行，难度不断加大，开发目标由构造油气藏或厚的油气层向岩性油气藏、裂缝性油气藏或薄的油气层转变，常规的直井已不能适应新的开发需求，为了增大油气层的裸露面积以提高采收率，增加可开采储量，水平井开发技术得到了广泛的应用(如图1)。以往常规水平井的实施过程中，首先在目标区域内钻一口导眼井，在继续钻进中当钻遇目标地质体后进行侧钻，这种水平井方法不仅使得钻井成本加大而且钻井周期增长。在现代技术条件下，为了有效地实施水平井钻进，必需充分应用和发挥地震资料横向高分辨率的特点，从地震资料精细构造解释到水平井轨迹优化调整，为水平井提供全程跟踪服务，从而达到缩短钻井周期，提高水平井的钻探成功率及单井产量、有效降低钻探风险的目的。

图1 水平井开发技术

1 精细构造解释及岩性预测

只有精细的层位标定及构造解释，才能够为油藏建模所需的层位数据和水平井设计所需的地层深度数据的准确性提供保障。合成地震记录是将地震资料与钻井资料连接起来的桥梁，使得二者之间能够建立一个准确的对应关系，从而实现准确的层位标定。为了掌握研究区内的构造特征、岩性发育状况，寻找有利的开发区块，就必须要对该区的三维地震资料进行高分辨率处理，然后经过解释人员的精细解释使得研究区内的微幅度构造、断层得以落实。在构造解释中要确保三维空间的闭合以及构造图成图的准确性，这直接关系到水平井设计的可靠程度。此外，对于岩性突变分布广泛、开发控制井井距大的区域，为了能够有效地优选出储层发育有利部位，要注意采用振幅与频率综合分析法、多井约束反演、波形畸变法、人工神经网络技术等多种方法预测岩性。因此，只有通过提高构造解释及岩性预测精度、加强储层展布特征的研究，才能够为优选水平井有利布井井位提供充分的依据。

2 储层精细预测及展布特征研究

通过精细储层预测工作的开展，才能为油藏建模提供准确、充足的物性参数，并为下一步开展储层含油气性预测、优选地质靶点和水平井轨迹设计打下基础。综合分析研究区的岩心、岩屑、测井和录井资料，并结合区域沉积相研究成果，搞清该区的沉积类型及主要储层类型。为了进一步把握储层的空间展布规律，研究储层内油气的分布状况，在对区域速度研究和地层地球物理响应特征分析的前提下开展储层反演和砂体描述工作。

3 基于三维地质建模的井位目标优选及井轨迹设计

采用多参数驱动的油藏建模，使油藏模型更加准确。通过所建模型可清楚展示拟布水平井轨迹的微小幅度变化、断层的展布、储层发育状况，为水平井的设计与导向提供可靠的地质依据。基于上一步骤所建立的油藏模型，在地震预测成果的指导下，对优选出的井位目标区域开展三维可视化雕刻，从而实现对水平井井轨迹的设计。

4 水平井钻井轨迹实时导向及优化

目前地震资料在水平井中的应用一般仅仅限于钻井前的井位目标优选及轨迹设计，而对于钻井过程的参与程度并不高，很大程度上削减了地震资料的可利用程度。而传统的地质导向水平井方法是将井眼轨迹数据曲线、测井数据曲线、综合录井数据曲线，在二维平面上单独或叠加作出几何图形，仅仅从曲线形状上对钻头当前所处地质环境做出判断，实现导向功能。这种解决方案虽然很好地利用了钻井过程中得到的各种信息，却忽视了钻探前勘测得到的井场地区岩层的地球物理特性信息。笔者认为将地震勘探得到的地震数据与水平井钻井过程中得到的LWD/ MWD 数据、综合录井等随钻数据相结合，而且同步对各种数据进行离散匹配，实现实时钻井地震数据体模拟，不仅能判断当前的水平井钻探情况，更重要的是地震数据体能提供钻头周围的地层属性信息，为指导下一步钻探提供重要的地质参考(如图2)。

水平井的目标井位、井轨迹虽已基本确定，但钻探能否成功、能否准确入靶钻遇目标层位尚有许多未知因素，比如在砂泥岩薄互层地区，无论提前还是滞后入靶，都意味着损失水平段。这就需要在钻探中要有高精度的随钻追踪导向和井轨迹的调整优化，已确保准确入靶，提高钻遇率和单井产能。在实施地震导向前要以地震数据为中心将钻井、测井、物探及开发等多专业数据有效地集成于同一平台，以利于多专业人员协同工作。在进入水平段附近时，为了明确储层的空间分布形态，及时利用地震成果分析储层顶、底距离，必须要进行小层精细对比。在钻进到水平段后，要实时将随钻测井数据与地震预测的孔隙度、伽马、地层倾角等数据进行比较，如果地层深度、倾角及油藏位置出现差异，注意要进行动态时深转换，如果物性参数出现差异时，要立即开展动态储层预测。也就是说，在钻头钻进过程中，以地震资料为主导开展地震数据处理、解释和反演等跟踪处理、解释分析，不断验证和更新油藏模型，实时调整钻头钻进轨迹，确保得到最好的钻遇率。

结合地震预测成果，利用随钻测、录井资料，在随钻测井现场解释储层物性、判别流体性质。再根据实时钻头钻进轨迹与测井结果，沿钻进轨迹进行井——地震的统计、以及地震多属性分析，预测目标层岩性变化及物性参数变化。

图2 实时钻井地震数据体模拟

5 结论

储层精细描述是水平井部署、钻井开发过程的基础。通过储层精细描述工作的开展，水平井开发才能够取得较好的开发效果和经济效益。通过地震、地质、录井、建模等加强储层精细描述，摸清油藏的纵、横向分布形态，提高油藏的透明度，才能设计出能够最大程度上动用油藏的水平井轨迹，提高产能。

将地震资料、解释成果、反演数据体、三维建模成果及井地质录井、测井信息和LWD随钻数据有效集成在一起，形成一个强大的现场数据库和井震协同随钻研究平台，可以在钻井过程中实时开展井震对比综合研究，根据已钻结果实时预测钻头前砂体位置，准确、快速、有效地对水平井钻探进行实时导向，优化轨迹，大大提高现场跟井的效率和准确率，可有效提高水平井钻遇率，缩短钻井周期，大幅降低成本。

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