大傾角地層真厚度求取及在水平井中的應用

張路林

【摘 要】該文通過地層視厚度與真厚度在三維空間模型中的關系，求取了定向井、水平井鉆遇地層真厚的計算公式。結合沿井軌跡地層傾角精細計算技術，應用于水平井優化設計、實施與水平井地層對比等，計算實鉆靶點深度及位置，來跟蹤和及時控制井軌跡，保證靶前精準入層，順利入靶，達到油藏設計要求.

【關鍵詞】大傾角地層;水平井地層對比;地層真厚度校正;中靶

一、研究背景

目前油田開發特別是老油區，受復雜地面及管理成本影響，大多采用井工廠或者同臺叢式井的形式，如此可以便于管理，更能降低管理成本，因而定向井、水平井已經成為新井的主導井型。然而定向井、水平井，特別是在大傾角地層中地層真厚度對水平井的設計、實施、現場跟蹤調整以及對水平井鉆遇情況的地質認識存在較大影響。為此本文對地層真厚度計算公式進行了推導求取，對在定向井、水平井油藏開發及地質研究中的應用進行了總結。

二、內容及成果

（一）地層真厚度計算

為了弄清井斜軌跡與地層視厚度、地層真厚度的關系，利用其空間幾何關系（圖2-12），對地層真厚度的求取進行了推演，并演算出了地層真厚度的計算公式。

圖2-12中面ABD與面EFG為假設地層頂底面，面BCD為水平面，αn為地層傾角，αˊn地層視傾角，面ABC垂直于地層走向BD，BC為地層傾向，面ACD不垂直與地層走向，CD為其與水平面的投影，則βn為CD與地層傾向的夾角，γn為CD與地層走向的夾角（γn+βn=90°），h為某段地層視厚度，為hn為某段地層真厚度，Ln為鉆穿某段地層的鉆井軌跡長度，θn為某段鉆井軌跡的井斜角。

（二）地層真厚度計算在水平井中的應用

1、水平井鉆井跟蹤優化

水平井設計靶點深度的準確程度取決于目的層構造、儲層的描述精度，而構造精度誤差的主要原因有井斜誤差、地震測量精度誤差、地震時深關系誤差等。現場跟蹤在入靶前通過井斜誤差綜合校正技術、地層真厚度校正技術和沿井軌跡地層傾角精細計算技術，計算實鉆靶點深度及位置，來跟蹤和及時控制井軌跡，保證靶前精準入層，順利入靶，達到油藏設計要求。

2、水平井的地層對比

水平井在井斜角大于90度時，水平井軌跡向上重疊，測井曲線在大于90度以后的垂直曲線無法成圖，因此水平井的地層對比較為困難。為了解決此問題，我們引入地層傾角參與計算，把有一定傾角的地層校正為地層為水平，即傾角為0，這時只需將地質三維空間體整體旋轉一個地層傾角的角度即可實現，這樣不僅解決了水平井測井曲線的對比問題，也能計算出該點距油層頂部深度（如下圖2-15）。

如下圖2-16所示，樁129-平10井設計A靶3347m，B靶3322m，沿設計軌跡地層傾角3°左右。在進入油層，且井斜角大于90°后，隨鉆曲線只能顯示下圖1所示，無法與鄰井進行地層對比，也無法正確判斷水平段鉆遇的地層位于整個油藏縱向的哪個部位。為此我們將三維地質模型整體旋轉3°，使得地層面水平，即實際測得的井斜角減去地層傾角（3°）后計算出的隨鉆測井曲線如下圖2。處理后的曲線不僅可以和鄰井樁斜161井對比，且可以直觀的看出樁129-平10井水平段鉆遇了整個油藏的3個韻律層。

三、結論與問題

（1）在大傾角地層水平井設計與跟蹤時，地層傾角對水平井靶點設計、跟蹤、調整以及鉆遇地層的認識影響較大。

（2）完成了大傾角地層真厚度在不同情況下的推演，并推導出了地層真厚度的計算公式，進而推導了水平井現場跟蹤時，在鉆井軌跡過斷層時靶點垂深的計算公式，可做結合地層對比做水平井現場跟蹤調整靶點垂深的依據。

（3）通過將地層旋轉至水平，解決水平井在水平段井斜超過90度以后，測井曲線無法顯示的問題，同時使得井斜大于90度以后，水平井對比成為可能，有效把控了軌跡，明確了鉆遇的儲層位置，有效消除了鄰井井斜誤差對水平井軌跡的影響。