水平井錄井綜合導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孫宇達(dá)

[摘 要] 水平井鉆井過程中綜合利用實(shí)鉆資料進(jìn)行隨鉆地質(zhì)研究，引導(dǎo)井軌跡達(dá)到最佳儲層位置是地質(zhì)導(dǎo)向的目的，水平井錄井地質(zhì)導(dǎo)向分析系統(tǒng)則以錄井導(dǎo)向工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，將地質(zhì)模型、隨鉆LWD數(shù)據(jù)與錄井采集信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，為現(xiàn)場錄井導(dǎo)向師提供進(jìn)行地層跟蹤、井軌跡監(jiān)控和導(dǎo)向分析的系統(tǒng)功能。文章主要介紹此系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與功能實(shí)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞] 水平井錄井；綜合導(dǎo)向；隨鉆分析；軟件設(shè)計(jì)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 15. 083

[中圖分類號] TE19；TP311 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）15- 0186- 03

0 引 言

目前，為了保障油氣持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，油田不斷增加水平井施工數(shù)量。如何提高水平井砂巖鉆遇率，進(jìn)而增加產(chǎn)量，是目前亟需解決的問題。通過地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，能夠有效提高水平井砂巖鉆遇率，而地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)需要水平井錄井綜合導(dǎo)向系統(tǒng)來支撐。

本系統(tǒng)是針對現(xiàn)場地質(zhì)導(dǎo)向人員建立的一套水平井隨鉆分析地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)，以區(qū)域地質(zhì)模型為框架、以鄰井綜合地質(zhì)信息為參考、以LWD/MWD隨鉆測井、錄井?dāng)?shù)據(jù)為依據(jù)，通過一套集數(shù)據(jù)管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和可視化、實(shí)時(shí)對比和評價(jià)、實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制、系統(tǒng)成果管理與發(fā)布等功能為一體的系統(tǒng)平臺，建立平面、剖面和三維地質(zhì)導(dǎo)向模型，進(jìn)行實(shí)時(shí)的地層對比與儲層預(yù)測、隨鉆監(jiān)控與導(dǎo)向分析、軌跡預(yù)測調(diào)整與對比分析等，準(zhǔn)確判定著陸點(diǎn)，并確保水平井水平段在油層內(nèi)穿行。

1 錄井地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以LWD/MWD隨鉆測井、錄井?dāng)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合水平井現(xiàn)場施工需求，打造適合國內(nèi)油田需要的國產(chǎn)水平井綜合錄井地質(zhì)導(dǎo)向研究系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.2.1 數(shù)據(jù)底層設(shè)計(jì)

軟件數(shù)據(jù)底層采用Oracle數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)，支持單機(jī)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可以建立單井及多井導(dǎo)向工區(qū)，統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)加載支持服務(wù)器下載和外部加載兩種方式，支持多種格式數(shù)據(jù)來源。

1.2.2 井筒數(shù)據(jù)可視化

通過實(shí)時(shí)采集獲得實(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)，生成綜合錄井圖，并可根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新曲線和巖性等顯示內(nèi)容。支持錄井圖的修改、設(shè)置、及各種屬性的顯示。

1.2.3 二維可視化應(yīng)用設(shè)計(jì)

二維可視化包括平面圖、剖面圖、多井對比等多個(gè)模塊。

1.2.4 三維可視化應(yīng)用設(shè)計(jì)

通用模型解析技術(shù)對目前主流模型軟件（Petrel、GPTModel）所輸出的模型成果進(jìn)行解析，通過編碼和解碼功能對各個(gè)數(shù)據(jù)體進(jìn)行分解，形成標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，按照一定的組織方式存入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

1.2.5 隨鉆跟蹤導(dǎo)向分析設(shè)計(jì)

錄井導(dǎo)向主要分為著陸點(diǎn)確認(rèn)分析和水平段軌跡跟蹤控制兩個(gè)階段。

輔助隨鉆跟蹤導(dǎo)向分析的主要功能滿足以上階段中施工需要，包括水平井著陸點(diǎn)監(jiān)測與控制、水平井鉆進(jìn)監(jiān)測與控制。

提供軌跡監(jiān)控計(jì)算工具：能利用LWD/MWD等各種參數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算出鉆頭的真實(shí)位置，根據(jù)設(shè)計(jì)及對比結(jié)果給出控制軌跡的建議。

2 系統(tǒng)開發(fā)與功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)采用Oracle 10.2g數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲管理，使用成熟的數(shù)據(jù)庫接口程序、主流框架及程序庫如C++、Python、GDI+等構(gòu)建開發(fā)。

2.2 功能實(shí)現(xiàn)方法與實(shí)施

2.2.1 工區(qū)和數(shù)據(jù)管理功能

為了方便快捷的管理工區(qū)，工區(qū)管理功能主要包括數(shù)據(jù)庫的連接配置、工區(qū)的新建、打開、關(guān)閉、工區(qū)的管理等操作。

數(shù)據(jù)管理窗口采用樹狀管理結(jié)構(gòu)，可以對每一數(shù)據(jù)項(xiàng)右鍵進(jìn)行加載、查看和輸出等操作，數(shù)據(jù)讀取實(shí)現(xiàn)服務(wù)器下載和加載外部多源數(shù)據(jù)。

2.2.2 隨鉆數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集功能

軟件中設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以采用刪除導(dǎo)入、更新導(dǎo)入、過濾導(dǎo)入模式對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，同時(shí)允許手工導(dǎo)入和調(diào)度實(shí)時(shí)更新導(dǎo)入。

2.2.3 多井對比預(yù)測著陸分析功能

多井對比模塊實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)對比分析功能，采用斜井校直技術(shù)，使水平井、斜井可以在深度模式下進(jìn)行地層對比；移動對比模塊實(shí)現(xiàn)曲線移動對比功能。

2.2.4 二維剖面地質(zhì)導(dǎo)向功能

根據(jù)鄰井?dāng)?shù)據(jù)、模型切片等信息繪制水平井的油藏剖面圖，并可以通過設(shè)置砂體頂?shù)住⒂退缑娴葘?dǎo)向信息，建立油藏剖面地質(zhì)導(dǎo)向模型；通過軌跡監(jiān)控工具可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向參數(shù)的實(shí)時(shí)計(jì)算，給出導(dǎo)向建議。

2.2.5 三維導(dǎo)向模型可視化功能

在三維視圖中利用模型剖切和半透明顯示功能，可以直觀看到井軌跡與層位之間的相對位置關(guān)系，有利于導(dǎo)向師對方案設(shè)計(jì)認(rèn)識的加深，同時(shí)也能建立起準(zhǔn)確的三維地質(zhì)模型。

2.2.6 隨鉆剖面及三維導(dǎo)向模型的更新校正功能

在隨鉆過程中，根據(jù)實(shí)時(shí)對比結(jié)果和曲線值域?qū)δＰ瓦M(jìn)行更新校正，二維剖面可以根據(jù)分層點(diǎn)對模型進(jìn)行校正，也可以通過虛擬控制井功能對砂體和地層趨勢進(jìn)行很好的控制，利用曲線反演功能精細(xì)調(diào)整模型，校正更新。

2.2.7 隨鉆導(dǎo)向建議功能

通過軌跡監(jiān)控工具，實(shí)時(shí)進(jìn)行實(shí)鉆和設(shè)計(jì)鉆遇情況對比分析，實(shí)時(shí)采集計(jì)算地質(zhì)導(dǎo)向模型的各類參數(shù)，分析軌跡、地層變化情況，對錄井顯示變化及時(shí)評價(jià)，通過對各類參數(shù)監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能和提供實(shí)時(shí)導(dǎo)向建議。

2.2.8 軌跡調(diào)整與預(yù)測功能

在設(shè)計(jì)軌跡不能達(dá)到實(shí)鉆地質(zhì)目標(biāo)，根據(jù)導(dǎo)向需求，可以使用軌跡調(diào)整和預(yù)測功能重新設(shè)計(jì)靶點(diǎn)，實(shí)鉆軌跡和未鉆靶點(diǎn)數(shù)據(jù)參與重新計(jì)算井軌跡，并保存井軌跡調(diào)整記錄，作為向甲方提供井軌跡調(diào)整方案的依據(jù)。

2.2.9 成果輸出及管理功能

打印功能允許平面、剖面及三維圖形的輸出打印。成果管理可以將各類設(shè)計(jì)報(bào)告導(dǎo)入到工區(qū)中備份；將實(shí)時(shí)導(dǎo)向分析記錄、實(shí)時(shí)導(dǎo)向監(jiān)控信息、井軌跡調(diào)整分析記錄等內(nèi)容保存到數(shù)據(jù)庫，完鉆后輸出導(dǎo)向分析報(bào)告。

3 結(jié) 論

大慶水平井錄井綜合導(dǎo)向系統(tǒng)在現(xiàn)場鋪開應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，應(yīng)用效果明顯。

（1）規(guī)范了錄井地質(zhì)導(dǎo)向工作的業(yè)務(wù)流程。

（2）為錄井地質(zhì)導(dǎo)向業(yè)務(wù)提供了先進(jìn)的平臺工具，提高了現(xiàn)場導(dǎo)向技術(shù)服務(wù)水平。

（3）著陸點(diǎn)分析，通過目標(biāo)井與鄰井實(shí)時(shí)對比，預(yù)測未鉆地層，提高了著陸點(diǎn)精度。

（4）水平段跟蹤監(jiān)控，根據(jù)導(dǎo)向模型與實(shí)時(shí)錄井、隨鉆測井參數(shù)計(jì)算結(jié)果，給出合理的軌跡調(diào)整建議，幫助提高鉆遇率。

通過水平井錄井綜合導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能開發(fā)，現(xiàn)場導(dǎo)向師有了方便快捷的錄井導(dǎo)向操作平臺，大慶錄井地質(zhì)導(dǎo)向工作技術(shù)水平得以進(jìn)一步提高，對水平井施工效益最大化起到了推動作用。endprint