王 晨，陳向輝，徐聲馳，伊力亞斯·謝力甫，鄢吉朝，胡張明

中石油西部鉆探工程有限公司克拉瑪依錄井工程公司，新疆 克拉瑪依

基于錄井參數(shù)的三維地質(zhì)建模方法應(yīng)用研究
——以M18井區(qū)水平井錄井隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向為例

王 晨，陳向輝，徐聲馳，伊力亞斯·謝力甫，鄢吉朝，胡張明

中石油西部鉆探工程有限公司克拉瑪依錄井工程公司，新疆 克拉瑪依

各項錄井參數(shù)表征了鉆井過程中的各種信息，是地質(zhì)分析解釋、指導(dǎo)勘探開采的基礎(chǔ)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展以及錄井行業(yè)的需求變化，傳統(tǒng)的以二維圖件來展示、分析、處理錄井?dāng)?shù)據(jù)的方法已經(jīng)不能滿足深入理解地質(zhì)構(gòu)造的要求，三維地質(zhì)模型以其傳遞信息的直觀性、完整性等優(yōu)勢，已成為發(fā)展的必然趨勢。采用井震結(jié)合、引入錄井油氣顯示參數(shù)三維地質(zhì)建模的方法，實現(xiàn)了構(gòu)造、多孔介質(zhì)儲層及其內(nèi)部屬性參數(shù)的精細表征；通過確定性建模與隨機建模相結(jié)合的建模方法，實現(xiàn)了儲層油氣有利地帶的預(yù)測；形成了一套低孔、低滲砂礫巖油藏三維地質(zhì)建模技術(shù)，有效地指導(dǎo)水平井的隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向工作。

錄井參數(shù)，三維地質(zhì)建模，井震結(jié)合，地質(zhì)導(dǎo)向

Copyright ? 2017 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc.

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Received: Mar.25th, 2017; accepted: Jul.17th, 2017; published: Oct.15th, 2017

AbstractThe logging parameters, containing various kinds of information in drilling process, were the basis of geological analysis and interpretation, and the guidance of exploration and production.With the development of computer technology and the change of needs in logging industry, the traditional method of displaying, analyzing and processing logging data in two-dimensional image could not meet the requirements of in-depth understanding of geological structure.The three-dimensional geological model has become an inevitable trend of development with the advantage of direct and complete exhibition of information.By combining logging data with seismic data, three-dimensional geological modeling method with logging oil and gas show parameters is introduced to realize the fine characterization of structure, porous media reservoir and its internal attribute parameters, and the favorable oil and gas reservoirs are predicted by deterministic modeling and stochastic modeling.A set of three-dimensional geological modeling technologies for sandstone and conglomerate reservoir with low-porosity and low-permeability are developed, which can effectively guide the geosteering while drilling of horizontal wells.

KeywordsLogging Parameter, Three-Dimensional Geological Modeling, Combination of Loggig Data with Seismic Data, Geosteering

1.引言

錄井技術(shù)是一項古老的、與鉆井技術(shù)相伴生的隨鉆資源勘查工程技術(shù)。錄井的本意就是記錄、錄取鉆井過程中的各種相關(guān)信息(地質(zhì)的、礦產(chǎn)的、工程的)，采集與礦產(chǎn)直接相關(guān)的樣品(如巖石、地層流體等)。在石油地質(zhì)領(lǐng)域中，錄井技術(shù)是油氣勘探開發(fā)活動中最基本的技術(shù)，是發(fā)現(xiàn)、評估油氣藏最及時、最直接的手段，具有獲取地下信息及時、多樣，分析解釋快捷的特點[1]。但隨著油氣勘探開發(fā)難度的不斷加大，對錄井技術(shù)的要求也不斷提高。而錄井參數(shù)建模是運用計算機技術(shù)，利用錄井各項參數(shù)，通過地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法，預(yù)測錄井參數(shù)三維空間展布特征，從而應(yīng)用到水平井地質(zhì)導(dǎo)向、鉆井工程服務(wù)、油藏綜合研究的一項新技術(shù)。

M18井區(qū)構(gòu)造上屬于準噶爾盆地中央坳陷瑪湖凹陷西斜坡，其三疊系百口泉組為湖泊背景下的粗粒扇三角洲沉積體系，儲層巖性主要為小、細、中礫巖，屬特低孔、特低滲儲層；百口泉組油藏非均質(zhì)性中等，縱向上單油層發(fā)育多且薄[2]。2016～2017年，在M18井區(qū)百口泉組油藏共部署多口水平井，設(shè)計水平段長度以1200 m與1600 m為主，油藏局部個別達到1800 m、2000 m。針對該區(qū)域水平井水平段較長的特點，采用融合錄井、測井、地震資料建立三維地質(zhì)模型的方法，解決了監(jiān)控水平段軌跡在油層中穿行的難點，油層平均鉆遇率在95%以上，效果較好。

2.錄井參數(shù)三維地質(zhì)建模

2.1. 地層構(gòu)造模型建立

構(gòu)造模型是地質(zhì)建模過程中最基礎(chǔ)也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，高精度的構(gòu)造模型是水平井成功入靶的重要條件之一[3]。通過連井地層對比，確定地層對比關(guān)系，合成地震記錄，確定時深關(guān)系，根據(jù)合成地震記錄建立層速度模型，然后應(yīng)用層速度模型對時間域地震體進行時深轉(zhuǎn)換。

利用AH9井的VSP數(shù)據(jù)，同時結(jié)合對M18井區(qū)內(nèi)若干井進行合成地震記錄，建立層速度模型，依據(jù)該層速度模型對時間域的地震體進行反演，使之轉(zhuǎn)換成可與井?dāng)?shù)據(jù)對比的深度域地震體(見圖1和圖2)。

針對M18井區(qū)目的層百口泉組建立三維構(gòu)造地質(zhì)模型，如圖3所示。

Figure 1.The tracking of seismic layers圖1.地震層面追蹤

Figure 2.The comparison between time domain seismic profile and the depth domain profile圖2.時間域地震剖面與深度域地震剖面對比

Figure 3.The 3D geological modeling in Baikouquan formation in the target zone of well block M18圖3.M18井區(qū)目的層百口泉組三維地質(zhì)模型

2.2. 錄井油氣指數(shù)模型建立

油氣顯示指數(shù)是將氣測組分輕重比結(jié)合熒光顯示加權(quán)處理得出的衡量油氣顯示好壞的綜合指標，無熒光顯示和無C2以后組分的井段不參與計算，在熒光顯示相同的情況下，各組分間比例關(guān)系對計算結(jié)果產(chǎn)生影響。

在M18井區(qū)儲層油氣評價過程中發(fā)現(xiàn)，錄井的氣測和熒光顯示對于百口泉組儲層的油氣比較“敏感”，而常規(guī)的測井油氣評價參數(shù)對于低孔、低滲儲層油氣評價常常顯得“力不從心”。因此，在低孔、低滲砂礫巖儲層地質(zhì)模型的建立過程中，特別引入“錄井油氣指數(shù)”參與建模，錄井熒光含量和氣測數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化處理生成油氣顯示指數(shù)。

從模型(圖4和圖5)上可以看出，“錄井油氣指數(shù)”模型指示的油藏有利區(qū)域與M18井區(qū)水平井集中部署的區(qū)域基本一致，說明該模型預(yù)測的結(jié)果與建設(shè)方的研究結(jié)果符合。

3.應(yīng)用錄井三維地質(zhì)模型進行地質(zhì)導(dǎo)向?qū)嵗?/h2>

在M18井區(qū)水平井地質(zhì)導(dǎo)向工作中，根據(jù)鄰井測、錄井資料進行精細小層劃分，采用錄井參數(shù)建立地質(zhì)導(dǎo)向跟蹤模型，同時結(jié)合探邊數(shù)據(jù)對12口水平井進行了隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向工作。同時，根據(jù)實鉆情況，預(yù)測油層提前或滯后的數(shù)據(jù)，根據(jù)需要提前做好軌跡調(diào)整準備。減少非必要的軌跡調(diào)整動作，使得井眼軌跡更加平滑，有利于工程施工作業(yè)。實踐證明，三維地質(zhì)模型在水平井油層著陸、入靶以及水平段軌跡調(diào)整過程中發(fā)揮了有效的作用，成為地質(zhì)導(dǎo)向師進行地質(zhì)導(dǎo)向工作的得力工具(圖6)。

以M18井區(qū)的XX6134井錄井地質(zhì)導(dǎo)向為例，簡要介紹一下錄井參數(shù)三維地質(zhì)建模在地質(zhì)導(dǎo)向中的應(yīng)用情況。

首先，如前所述，應(yīng)用地震資料、電測分層等數(shù)據(jù)建立地層構(gòu)造模型(圖1～3)，然后計算出“錄井油氣指數(shù)”參數(shù)，并應(yīng)用該參數(shù)建立屬性模型(圖4和圖5)。從建立的油氣顯示三維可視化模型(圖5)中可以清晰地看出目的層油層的分布特點：尖滅方向、頂?shù)捉缥恢?、夾層分布情況等。為地質(zhì)導(dǎo)向師監(jiān)控水平段在油層中穿行的情況提供了可靠的參考依據(jù)。

與地質(zhì)設(shè)計提供的常規(guī)地質(zhì)模型(孔滲飽解釋模型)(圖6)相比，建立的“錄井油氣指數(shù)模型”有以下優(yōu)點：

Figure 4.The model of oil and gas coefficient in the logging process (slicing from the top layer of target zone)圖4.錄井油氣指數(shù)模型(目的層頂面切片)

Figure 5.The model of oil and gas coefficient in the logging process (3D)圖5.錄井油氣指數(shù)模型(三維)

Figure 6.The working process of geosteering in logging圖6.錄井地質(zhì)導(dǎo)向工作流程

1)應(yīng)用地震資料追蹤層面，約束建模，刻畫出的地層傾角更符合實際地質(zhì)情況。

2)在 M18井區(qū)砂礫巖儲層中，儲層巖性和含油性對電阻率的影響不好區(qū)分，因此采用常規(guī)方法建立孔隙度、滲透率、含油飽和度解釋模型來模擬油層的分布存在一定的偏差。而氣測、熒光是直接反映儲層含油性的參數(shù)，采用“錄井油氣指數(shù)”建立的地質(zhì)模型更能直接、準確地模擬油層的分布特點，從XX6134井的常規(guī)地質(zhì)模型(圖7)和采用錄井參數(shù)建立的地質(zhì)導(dǎo)向跟蹤模型(圖8)的對比中就可以看出。

Figure 7.The slice of conventional geologic model in well XX6134圖7.XX6134井常規(guī)地質(zhì)模型切片(地質(zhì)設(shè)計)

Figure 8.The geosteering tracking model in well XX6134 (2D)圖8.XX6134井地質(zhì)導(dǎo)向跟蹤模型(二維)

4.結(jié)論與認識

1)隨著越來越多的超深、超長水平段水平井的部署，對水平井地質(zhì)導(dǎo)向的技術(shù)要求也越來越高，常規(guī)的水平井地質(zhì)導(dǎo)向方法已不能很好地承擔(dān)此項任務(wù)，因此，有必要將基于錄、測數(shù)據(jù)以及地震數(shù)據(jù)的三維地質(zhì)建模技術(shù)應(yīng)用于隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向工作中。

2)應(yīng)用三維地質(zhì)導(dǎo)向模型開展隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向工作，可以大大提高油層鉆遇率。

3)在三維地質(zhì)層次模型的綜合指導(dǎo)下，三維空間內(nèi)井眼軌跡的走向會更加精準、可視化程度也越高，能夠大大地提高鉆井效率和降低成本。

4)以錄井現(xiàn)場資料為基礎(chǔ)，開展地質(zhì)導(dǎo)向工作，具有其他工種不可比擬的現(xiàn)場優(yōu)勢。

References)

[1]陳恭洋, 王志戰(zhàn).錄井地質(zhì)學(xué)[M].北京: 石油工業(yè)出版社, 2016.

[2]雷德文, 瞿建華, 安志淵, 等.瑪湖凹陷百口泉組低滲砂礫巖油氣藏成藏條件及富集規(guī)律[J].新疆石油地質(zhì),2015, 36(6): 642-647.

[3]程輝.Petrel構(gòu)造模型質(zhì)量控制方法研究[J].遼寧化工, 2014, 43 (11): 1412-1414.

[編輯]鄧磊

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The Application of 3D Geological Modeling Method Based on Logging Parameters
——A Case Study of Geosteering in Logging While Drilling of Horizontal Wells in Well block M18

Chen Wang, Xianghui Chen, Shengchi Xu, Yiliyasi ? Xielifu, Jichao Yan, Zhangming Hu
Karamay Logging Engineering Company of CNPC Western Drilling Engineering Co.Ltd., Karamay Xinjiang

2017年3月25日；錄用日期：2017年7月17日；發(fā)布日期：2017年10月15日

王晨(1972-)，男，高級工程師，主要從事錄井生產(chǎn)管理和錄井新技術(shù)研發(fā)推廣工作。

文章引用: 王晨, 陳向輝, 徐聲馳, 伊力亞斯?謝力甫, 鄢吉朝, 胡張明.基于錄井參數(shù)的三維地質(zhì)建模方法應(yīng)用研究[J].石油天然氣學(xué)報, 2017, 39(5): 165-171.

10.12677/jogt.2017.395079