一种单井地层界面埋深的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种单井地层界面埋深的计算方法及系统，其方法是根据已知地层界面的倾角和倾向，一口已知钻井在地层界面的交点所处的坐标以及海拔数据，未钻井的井口坐标和井口海拔，计算该地层界面在该未钻井处埋深的数学方法。该方法根据一些参数信息通过相关的数学计算过程计算得到埋深，相较于纯粹地依靠几何绘图求算的方式，人为因素的误差得到大幅度降低，而且，也无需担心人为绘图出现的错误操作，可靠性和准确性较高，大大提高录井作业中卡取层位的效率和精确度，对于要求“穿鞋戴帽”的取心作业有着重要意义。

A Method and System for Calculating Interface Depth of Single Well Formation

The present invention relates to a method and system for calculating the buried depth of a single well formation interface. The method is a mathematical method for calculating the buried depth of the formation interface at the undrilled site according to the dip and tendency of the known formation interface, the coordinates of the intersection point of a known drilling well at the formation interface and the altitude data, the coordinates of the undrilled wellhead and the elevation of the wellhead. This method calculates the burial depth according to some parameter information through the relevant mathematical calculation process. Compared with the method that relies solely on geometric drawing, the error of artificial factors is greatly reduced. Moreover, there is no need to worry about the wrong operation of artificial drawing. This method has high reliability and accuracy, and greatly improves the efficiency and accuracy of capturing horizons in mud logging operation. It is of great significance to seek the coring operation of \wearing shoes and hats\.

【技术实现步骤摘要】
一种单井地层界面埋深的计算方法及系统
本专利技术涉及一种单井地层界面埋深的计算方法及系统。
技术介绍
目前，在地质录井作业中，对层位埋深预测时，传统的做法是根据近似在一条直线上的两口邻井，将层界埋深换算成海拔，根据井间距离，按比例画在米格纸后用几何做图法求出。这种方法比较繁琐而且往往存在较大误差，不能总是找到恰好在一条直线上的两口邻井。因此，传统的单井地层界面埋深的计算方法纯粹地依靠几何绘图求算，存在较多的人为因素误差，在绘图实施过程中，很容易出现人为错误操作和错误绘图，可靠性和准确性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单井地层界面埋深的计算方法，用于解决现有的单井地层界面埋深的计算方法可靠性和准确性较低的问题。本专利技术同时提供一种单井地层界面埋深的计算系统。为实现上述目的，本专利技术包括以下技术方案。一种单井地层界面埋深的计算方法，包括以下步骤：1)获取地层界面的倾角α和倾向β，W1为已钻井，W4为未钻井，W1井在该地层界面的交点为A，A所处的海拔为H1，W4井与该地层界面的交点为D，D点所处的井口海拔为h，A、D的坐标分别为A(X1，Y1)、D(X4，Y4)；2)设定平面γ为过D点的水平面，平面γ与A点的垂线交于A’点，根据A点坐标、D点所处的井口海拔h、A点所处的海拔H1、D点坐标、A’D的方位角θ、地层界面的倾角α和地层界面的倾向β计算该地层界面在D点的埋深。根据一个已知钻井以及未钻井在地层界面的交点所处的坐标以及海拔数据，以及得到的相关方位角、地层界面的倾角和地层界面的倾向计算单井地层界面埋深。该方法根据一些参数信息通过相关的数学计算过程计算得到埋深，相较于纯粹地依靠几何绘图求算的方式，人为因素的误差得到大幅度降低，而且，也无需担心人为绘图出现的错误操作，可靠性和准确性较高，大大提高录井作业中卡取层位的效率和精确度，对于要求“穿鞋戴帽”的取心作业有着重要意义。进一步地，该地层界面在D点的埋深MD的计算公式为：进一步地，A’D的方位角θ的计算公式为：一种单井地层界面埋深的计算系统，包括一种控制模块，所述控制模块包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的步骤包括：1)获取地层界面的倾角α和倾向β，W1为已钻井，W4为未钻井，W1井在该地层界面的交点为A，A所处的海拔为H1，W4井与该地层界面的交点为D，D点所处的井口海拔为h，A、D的坐标分别为A(X1，Y1)、D(X4，Y4)；2)设定平面γ为过D点的水平面，平面γ与A点的垂线交于A’点，根据A点坐标、D点所处的井口海拔h、A点所处的海拔H1、D点坐标、A’D的方位角θ、地层界面的倾角α和地层界面的倾向β计算该地层界面在D点的埋深。进一步地，该地层界面在D点的埋深MD的计算公式为：进一步地，A’D的方位角θ的计算公式为：附图说明图1是当H1>H2>H3时地层界面几何示意图；图2是当H1>H2>H3时地层界面产状分析过程中间图；图3是当H1>H2>H3时地层界面ABC在平面α上的投影图；图4是当H1＝H2>H3时地层界面几何示意图；图5是当H1>H2＝H3时地层界面几何示意图；图6是当|β-θ|<π/2时地层界面几何示意图；图7是当|β-θ|＞π/2时地层界面几何示意图；图8是当|β-θ|＝π/2时地层界面几何示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。为了具体描述本专利技术提供的单井地层界面埋深的计算方法，以下先给出一种地层产状计算过程，具体如下：在立体空间中，不在同一条直线上的三个点决定一个平面。那么，将某一地层界面上三个不在同一直线上的井位所处的海拔位置看成处于立体空间中的三个点，根据三个点所处的坐标与海拔计算三点所决定的空间平面的产状。本申请中，地层产状指求取地层的倾角和倾向数据。设A、B、C三点分别表示某一地层界面在三个相邻的井位中所处的空间位置(三口邻井不在同一直线上)，这三个点的空间坐标分别为：A(X1，Y1，H1)、B(X2，Y2，H2)和C(X3，Y3，H3)，其中X、Y表示平面坐标，H表示该地层界面所处海拔。设定H1、H2和H3有以下三种大小关系，分别是：H1>H2>H3或者H1＝H2>H3或者H1>H2＝H3。并且，设定：平面α表示经过C点的水平面，A、B和C三点构成的平面为平面ABC，CD为平面ABC与平面α的交线，AB与CD相交于D点，从A点引出的直线垂直平面α于A’点，从B点引出的直线垂直平面α于B’点，从A’点引出的直线垂直CD于E点，即AA’、BB’分别垂直平面α于A’、B’点，A’E垂直CD于E点。根据上述得到的相关点与点之间的距离以及相关角度信息计算平面ABC的倾角和倾向。以下根据H1、H2和H3的几种大小关系分别给出平面ABC的倾角和倾向的计算过程。当H1>H2>H3时：平面ABC的倾角的计算公式为：其中，平面ABC的倾向的计算公式为：其中，A’B’的方位的计算公式为：当H1＝H2>H3时：平面ABC的倾角的计算公式为：平面ABC的倾向的计算公式为：以下给出A’B’方位和A’C方位的一种具体的计算公式，当然，本专利技术并不局限于此。A’B’方位的计算公式为：A’C方位的计算公式为：当H1>H2＝H3时：平面ABC的倾角的计算公式为：平面ABC的倾向的计算公式为：以下给出BA’方位和BC方位的一种具体的计算公式，当然，本专利技术并不局限于此。BA’方位的计算公式为：BC方位的计算公式为：另外，当H1＝H2＝H3时，平面ABC倾角＝0，此时无倾向。以下给出上述各种情况下的论证过程。当H1>H2>H3时：如图1所示，平面ABC即为该地层界面。1)平面ABC的倾角计算∠AEA’为平面ABC与平面α的夹角，它为平面ABC的倾角。∠AEA’的计算过程如下：如图2所示：如图3所示，由余弦定理可得：令cos∠A’CD＝M则：∠A’CD＝arccos(M)A’E＝A’C·sin∠A’CD2)平面ABC倾向的计算如图1所示，平面ABC的倾向即为的指向。如果将坐标原点水平移到A点，则B’、C点相对于A’点的坐标为B’(X2–X1，Y2–Y1)，C(X3–X1，Y3–Y1)，则A’B’的方位的计算公式为：又因为：所以：当H1＝H2>H3时：如图4所示，平面ABC的倾角的计算公式为：平面ABC的倾向的计算公式为：证明原理与H1>H2>H3的情况中的证明原理相同，这里就不再具体说明。当H1>H2＝H3时：如图5所示，平面ABC的倾角的计算公式为：平面ABC的倾向的计算公式为：证明原理与H1>H2>H3的情况中的证明原理相同，这里就不再具体说明。上述就是地层产状相关的计算过程。另外，需要指出的是，上述技术方案与下述技术方案是两个独立的技术方案，因此，虽然两个技术方案对应的附图中的标示有相同的地方，但是，两者相互不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单井地层界面埋深的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取地层界面的倾角α和倾向β，W1为已钻井，W4为未钻井，W1井在该地层界面的交点为A，A所处的海拔为H1，W4井与该地层界面的交点为D，D点所处的井口海拔为h，A、D的坐标分别为A(X1，Y1)、D(X4，Y4)；2)设定平面γ为过D点的水平面，平面γ与A点的垂线交于A’点，根据A点坐标、D点所处的井口海拔h、A点所处的海拔H1、D点坐标、A’D的方位角θ、地层界面的倾角α和地层界面的倾向β计算该地层界面在D点的埋深。

【技术特征摘要】
1.一种单井地层界面埋深的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取地层界面的倾角α和倾向β，W1为已钻井，W4为未钻井，W1井在该地层界面的交点为A，A所处的海拔为H1，W4井与该地层界面的交点为D，D点所处的井口海拔为h，A、D的坐标分别为A(X1，Y1)、D(X4，Y4)；2)设定平面γ为过D点的水平面，平面γ与A点的垂线交于A’点，根据A点坐标、D点所处的井口海拔h、A点所处的海拔H1、D点坐标、A’D的方位角θ、地层界面的倾角α和地层界面的倾向β计算该地层界面在D点的埋深。2.根据权利要求1所述的单井地层界面埋深的计算方法，其特征在于，该地层界面在D点的埋深MD的计算公式为：3.根据权利要求1或2所述的单井地层界面埋深的计算方法，其特征在于，A’D的方位角θ的计算公式为：4.一种单井地层界面埋深的计算系统，包括一种控制模块，所述控制模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢元军，程豪华，杜志锋，李三明，石松彦，何光洪，余寒雷，吴早平，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化华北石油工程有限公司，中石化华北石油工程有限公司录井分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11