一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法

本发明涉及石油勘探与开发领域，具体涉及自动计算地层倾角的水平井地质导向技术。

背景技术：

1、水平井地质导向技术在油气田开发中至关重要，其主要目的是通过实时控制井眼轨迹，使钻头沿着储层的最佳位置钻进，提升储层钻遇率。这不仅能够提高单井产能，延长稳产年限，还能减少无效进尺，降低作业成本。地质导向技术的核心在于获取准确的模型地层倾角，以确保在复杂地质条件下实现精确的方向控制和有效的钻井操作。

2、现阶段，地质导向技术主要有两种：第一种是常规水平井几何导向技术，该技术主要通过井位选择、实时监测（如测斜仪）和钻进控制来实现；在实时调整模型地层倾角时，主要依靠测斜仪和地层压力测量等实时监测设备来获取井身的倾角数据，通过分析数据，并结合操作人员的经验，调整钻头的角度和钻进参数（如钻速和进给速率）来实现倾角的精确控制。该技术强烈依赖操作人员的经验和判断，增加了人为因素带来的误差风险。另一种技术是分层导向互动式地质建模技术，主要以贝克休斯（bakerhughes）、斯伦贝谢（schlumberger）等公司为代表。该技术通过集成地质数据、建模与实时分析，动态调整钻井方向，技术中跟踪人员通过手动调整邻井的模拟曲线，使其与实钻测井、录井曲线的曲线形态相匹配，从而确定钻进段的地层倾角。分层导向技术虽然提供了更好的数据支持，但由于曲线形态相似存在多解性，导致人工处理实时数据时，难以快速做出精确调整，特别面对复杂地层时，通过人工对比观察曲线相似形态，很难得到精确的模型地层倾角。

3、基于以上主流地质导向技术依靠人工调整和经验判断模型地层倾角，造成实时处理效率低和地层倾角精度低的问题，本发明从相似曲线能量最大原则出发，基于叠加能量法，发展一种自动优选模型地层倾角技术，达到提高地质导向模型地层倾角精度的目的，从而提高储层钻遇率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：

2、针对现有技术的不足，提供一种自动计算地质模型地层倾角同时又能提高地层倾角精度的方法。

3、本发明的技术方案是：

4、一种自动计算地层倾角的方法，其原始数据为：一个采样点数为n，垂深范围为， 的参考井测井曲线，记为 。一个采样点数为m，偏移距范围为，的正钻井段的实钻轨迹，记为，。一个采样点数为p，偏移距范围与实钻轨迹相同的正钻井段的随钻测井曲线,记为。

5、自动计算地层倾角的步骤包括：

6、a.采用参考井储层段测井曲线对偏移距范围为，的正钻井段建立地质模型，设定正钻井段地层倾角范围，，根据地层倾角计算测井曲线随偏移距变化的模型起始垂深，为：

7、其中，为当前井深段最大偏移距对应的垂深，为上一井段最大偏移距对应的垂深，可以表示为当前井深段与当前构造点地层倾角的三角函数关系，为当前井段最大偏移距，为前一井段最大偏移距，为第x个地层倾角。以此关系类推，采用测井曲线在上一井段垂深基础上填充模型，每个地层倾角dip建立一个地质模型，。

8、b.计算实钻轨迹在每个地质模型中的曲线取值时，首先计算实钻轨迹采样点与测井曲线的交点，并取值生成模拟曲线，轨迹中每个采样点在测井曲线中的取值公式如下：

9、其中为在一井段垂深基础上，当前井段对应的垂深变化量；为轨迹在偏移距处对应的垂深，为轨迹采样点在测井曲线上的交点垂深，其取值为，从而生成对应的模拟曲线。以此类推，生成每个模型对应的模拟曲线，。

10、c.计算每一条模拟曲线与实钻曲线的叠加能量，其包括两个步骤：首先对m个采样点的模拟曲线重采样生成p个采样点的曲线，公式如下：

11、，，其中是新采样点的位置，表示向下取整，表示向上取整，，分别是原来模拟曲线中相邻两个点的值。

12、对每条模拟曲线，均由上式插值生成p个采样点的新模拟曲线，，分别与实钻曲线做互相关计算，计算叠加能量，公式如下：

13、

14、式中，为第i个模拟曲线的叠加能量，为第x个地层倾角；为实钻曲线中第m个偏移距对应的曲线值；为模拟曲线中第m个偏移距对应的曲线值。

15、d.计算出每个地层倾角对应的叠加能量，后，筛选最大叠加能量对应的地层倾角为正钻井段的最优地层倾角；

16、e.对每一个井段采用以上步骤计算模型地层倾角。

17、其中，a、b、c、d四步为本发明的创新点。

技术特征：

1.一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法，其特征是：

3.根据权利要求1所述的一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法，其特征是：

4.根据权利要求1所述的一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法，其特征是：

5.根据权利要求1所述的一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法，其特征是：

技术总结本发明涉及石油勘探领域，具体涉及一种自动计算地层倾角的地质导向建模方法，该方法包括：A、采用参考井储层段测井曲线对正钻井段自动建立多个地层倾角对应的地质模型；B、每个地质模型结合实钻轨迹自动生成地层倾角对应的模拟曲线；C、基于形态相似性导向原理和互相关技术，自动扫描每个地层倾角对应的地质模型，计算每条模拟曲线与实钻曲线的叠加能量；D、最大叠加能量对应的地层倾角即为该正钻井段的模型地层倾角；E、对每一个井段采用以上步骤计算模型地层倾角。本发明能避免传统人工判断地质模型地层倾角造成精度低、效率低的问题，保证了钻头始终位于储层的最佳位置，提升了储层的钻遇率和钻井效率。技术研发人员：吴波,王小军,严光玉,方宁受保护的技术使用者：成都职业技术学院技术研发日：技术公布日：2025/1/13