地质导向软件发展现状、趋势及国产化建议 (2)

作者：房超, 项德贵, 赵庆, 杨光, 陈朝伟, 蒋宏伟, 李牧 中石油工程技术研究院

1.2?? 国内地质导向软件

和国外相比，国内针对水平井地质导向钻井工具及相应配套软件的研究起步较晚，仍处于探索阶段。目前，国内水平井地质导向软件主要是通过建立三维地质框架下的二维地质模型，并对比模型下正演得到的模拟测井数据和随钻实测数据拟合率进行地质导向：当二者匹配较好，说明模型和轨迹的关系真实反映了地下实际情况，继续钻进即可。当两者拟合程度差，说明模型和地层真实情况不符，需要采取改变地层倾角、目的层厚度，考虑断层和夹层等方式，调整地质模型，并相应修正井眼轨迹后继续钻进，从而提高储层钻遇率。在三维地质精细建模和随钻测量数据沿轨迹三维地质特征成像及分析方面，国内目前与国外还有一定差距，难以作出定量化轨迹控制决策，尤其是面对非常规储层、薄储层及非均质储层，难以保证较高的储层钻遇率。

1.2.1?? 川庆钻探工程公司

川庆钻探工程公司开发出一套集地质、地球物理、钻井为一体的地质导向软件系统，拥有综合地质研究、三维地质建模、轨迹设计、随钻跟踪评价和远程传输的一体化地质导向技术，可实现钻前模型建立、随钻数据模型修正和三维可视化钻井等功能。其中建模技术包括三维地质建模、测录井数据建模及地质导向建模；随钻跟踪解释评价技术包括数据同步采集与传输、实时轨迹跟踪、随钻曲线跟踪、跟踪预警以及随钻解释评价；一体化远程导向技术主要包括远程传输一体化地质导向平台和三维可视化。

软件初期版本在川东北地区水平井钻探中取得了较好的应用效果，为国产化地质导向软件应用起到了一定的推广意义。针对川东北地区构造起伏大、储层非均质强、国产测量仪器盲区长等问题，利用该软件分析地震和邻井测井数据，建立了先导地质模型，开展了随钻测井与邻井测井对比，确保了轨迹合理着陆，实现储层钻遇率85.02%。

1.2.2?? 胜利油田

胜利油田钻井院开发了基于随钻自然伽马、电阻率和电磁波测井的实时解释和地质导向软件。该软件在钻前水平井井眼轨道设计和井眼轨迹控制的基础上，增加了钻井现场实时数据资源共享和远程实时决策、LWD曲线实时显示、导向测量参数随钻解释、待钻井眼轨道校正设计及三维可视化等多项功能。通过钻井现场数据实时回传、随钻数据解释、三维井轨迹显示、后续作业指令下达，实现地质导向作业。

利用该软件完成水平井地质导向作业近千口，其中薄油层水平井地质导向作业上百口，钻探最小有效油层厚度达0.8 m，为薄油层和油层顶部剩余油等复杂油气藏开发提供了技术支持。

1.2.3?? 中国石油大学(华东)

中国石油大学(华东)初步实现了三维井眼轨迹可视化及随钻解释功能，帮助解释人员在三维空间实时对比设计轨迹与实钻轨迹差别，掌握沿井轨迹方向地层性质的变化，全方位考察井眼轨迹与地层的三维空间接触关系，指导定向钻进。利用青海油田高43区块高43-平3水平井数据进行测试，测试结果与现场实钻结果对比符合率较好。

1.2.4?? 西部钻探工程公司

西部钻探工程公司初步开发了地质导向软件，满足三维井轨迹视图和地层视倾角调整等功能。

1.2.5?? 西南石油大学

西南石油大学编写的水平井地质导向随钻解释软件由数据库管理、实时地层划分和实时地层对比等模块组成，能够在着陆前锁定标志层、着陆后实时地层对比更新地质模型，为地质导向提供指导依据。

2. 地质导向模块和算法

地质导向是地质和工程的结合，水平井不仅需要“工程中靶”，而且要保证“地质中靶”。已钻井钻、测、录井数据及区域地震数据相结合建立的三维地质模型是钻前初始井轨迹设计的基础，钻中着陆段标志层识别是顺利钻入储层的保证，水平段随钻数据解释和井周三维地质体重构是地质导向技术的核心。

2.1?? 钻前三维地质建模及轨迹设计2.1.1?? 三维地质建模

三维地质建模起源于1993年，现今主要分为线框表达模型、表面表达模型、实体表达模型以及混合表达模型，其中表面表达模型是当今主流。为解决建模过程中井间数据不足问题，1989年Mallet教授提出了“离散光滑插值法”来增加模型准确性，随后，样条插值法、反向距离插值法、Kriging插值法等方法也被不断提出。在建模初期，普遍采用确定性建模方法来建立地质模型，但该方法忽略了储层的非均质性等将地质统计学方法引入建模，在沉积岩石学、层序地层学和储层地质学等理论指导下进行储层地质模型预测，完成了确定性建模向随机性建模的转变。针对随钻测井和测量数据，开发了通过LM算法优化的神经网络BP算法，该算法建立的三维地质模型能够更好地预测井轨迹的自然伽马和电阻率值，对与实钻数据进行对比具有重要意义。

文章来源：《模糊系统与数学》 网址: http://www.mhxtysxzz.cn/zonghexinwen/2020/1103/336.html