一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹设计及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹设计及控制方法。该轨迹设计方法包括：利用地震数据获取所述碳酸盐岩缝洞的轮廓；确定距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安全距离；确定每个所述碳酸盐岩缝洞的分段钻井轨迹，并将相邻的所述碳酸盐岩缝洞的分段钻井轨迹依次连接得到碳酸盐岩缝洞钻井轨迹。本发明专利技术优化了碳酸盐岩储层钻井轨迹，能够提高水平井与缝洞沟通能力，降低开发成本，提高勘探开发效率，同时避免钻井过程易发生的溢漏，从而更加顺利地钻达目的井深。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油、天然气钻井领域，具体地，涉及一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹设计 及控制方法。
技术介绍
我国西部的油气资源比较丰富，但该地区的油气大多富集在深层，勘探开发过程 中所呈现出来的问题较浅层油气资源有较大差异，例如塔里木盆地碳酸盐岩石油资源量占 盆地总量的38%。 对于碳酸盐岩油气开采而言，水平井技术得到了广泛的应用。水平井可以提高产 能，减少紊流现象。对于碳酸盐岩油气资源而言，由于碳酸盐岩油气分布的连续性差且随机 分布，单井控制储量大小不一，需要水平井来沟通多个缝洞以提高产能。 由于碳酸盐岩储层的缝洞结构是近似成串珠形状，在对其进行开采时，需要将缝 洞向串糖葫芦一样将缝洞串起来，但不能将其打开，待钻井完成以后，通过压裂等措施将缝 洞打开，从而更好地开发油气资源。为了将缝洞安全地串起来，需要设计出水平钻井过程中 钻井的轨迹，以便既能够将缝洞安全地串起来，又方便将缝洞打开。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以实现对油气 资源的安全和有效开采。 为了实现上述目的，本专利技术提供一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹设计方法，该方法包 括：利用地震数据获取所述碳酸盐岩缝洞的轮廓；确定距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安全 距离；确定每个所述碳酸盐岩缝洞的分段钻井轨迹，并将相邻的所述碳酸盐岩缝洞的分段 钻井轨迹依次连接得到碳酸盐岩缝洞钻井轨迹。 优选地，该方法还包括确定矩形边界。 优选地，所述矩形边界为涵盖所述碳酸盐岩缝洞的轮廓并且呈水平方向放置的矩 形边界中具有最小面积的矩形边界。 优选地，所述距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安全距离为距所述矩形边界的上边界 的预设安全距离。 优选地，按照下式确定距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安全距离：y= 2yi_y*，其中y为距离第i个所述碳酸盐岩缝洞的矩形边界的上边界的安全距离， y*=Σ?Ιι，％ = XeLi，L为第i个所述碳酸盐岩缝洞的矩形边界上边界 的井深，X为第i段水平轨道的水平位移，坐标落在对应的Li段内，Li为第i个所述碳酸盐 岩缝洞的矩形边界在水平方向的长度。 优选地，所述将相邻的所述碳酸盐岩缝洞的钻井轨迹依次连接得到碳酸盐岩缝洞 钻井轨迹包括：将相邻的所述碳酸盐岩缝洞的钻井轨迹的端点连接形成两个三角形；将相 距最远的相邻的所述碳酸盐岩缝洞的钻井轨迹的端点用经过所述两个三角形的共用端点 的S型曲线连接；将所述S型曲线依次连接得到所述碳酸盐岩缝洞钻井轨迹。 优选地，所述S型曲线由两段圆弧组合而成。 本专利技术提供了一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹控制方法，该方法包括：根据所述的方 法得到的碳酸盐岩缝洞钻井轨迹进行碳酸盐岩缝洞钻井；预测/检测井底压力；在工程参 数变化超过阈值的情况下，调节井底压力以使得井底压力恒定或流量恒定，并且使所述碳 酸盐岩缝洞钻井轨迹远离所述碳酸盐岩缝洞。 本专利技术优化了碳酸盐岩储层钻井轨迹，能够提高水平井与缝洞沟通能力，降低开 发成本，提高勘探开发效率，同时避免钻井过程易发生的溢漏，从而更加顺利地钻达目的井 深。 本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。 【附图说明】 附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中： 图1是本专利技术提供的安全余量恒定距离法示意图； 图2为本专利技术提供的距离缝洞串上边界最近的水平线示意图； 图3为本专利技术提供的根据上边界进行映射调整后的轨迹示意图； 图4为本专利技术提供的上下两条平行线曲线过渡示意图； 图5为本专利技术提供的压力及轨迹调整控制方法示意图。 附图标记说明 1 长椭圆形轮廓 2 不规则形状轮廓 3 短椭圆形轮廓 4 裂缝轮廓 5、7、9、11 缝洞上边界平行线 6、8、10 连接直线 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。 为了设计出安全而合理的碳酸盐岩缝洞钻井轨迹，首先需要根据地震历史数据进 行分析，得到碳酸盐岩缝洞的轮廓。由于通过地震数据分析得到的地址结构存在一定的误 差，因此只能得到碳酸盐岩缝洞的轮廓而不能精确地确定其形状和大小。在理想的状况下， 如果在钻井的过程中，沿着碳酸盐岩缝洞的轮廓前进或许是可期望的，但现实中并不能如 此处理，需要留出安全余量才能保证钻井过程中不发生泄漏。为了便于确定安全余量，本发 明通过为各个碳酸盐岩缝洞沿其轮廓建立水平放置的矩形边界，然后在矩形边界的基础上 再确定安全余量。对于安全余量的确定，本专利技术可以采用两种方法，一种方法是对于轮廓设 置相对恒定的安全距离，另一种方法是通过建模，利用求极值的方法得到安全距离，其中对 于具有不同轮廓的碳酸盐岩缝洞，其安全距离可能不同。 为了便于说明，本专利技术示出了四种不同轮廓的碳酸盐岩缝洞，如图1所示，包括长 椭圆形轮廓1、不规则形状轮廓2、短椭圆形轮廓3以及裂缝轮廓4,并针对这几种不同轮廓 示出了相应的矩形边界。对于本领域技术人员而言，矩形边界可以涵盖碳酸盐岩缝洞的轮 廓就是符合要求的矩形边界，但是为了提高油气开采的效率，期望使用具有最小面积且水 平放置的矩形边界。具有最小面积且水平放置的矩形边界可以给各种不同形状的轮廓形成 点接触。 由于在油气开采中采用水平钻井，在确定碳酸盐岩缝洞的轮廓对应的矩形边界以 后，可以采用固定的安全余量来设计钻井轨迹，例如在矩形边界的上边界以上按照固定距 离形成一段与矩形轨迹的水平方向长度相同的线段，也就是分段的钻井轨迹，如碳酸盐岩 缝洞上边界平行线5、7、9、11，然后为了形成连续的钻井轨迹，需要将相邻的碳酸盐岩缝洞 上边界平行线5、7、9、11通过连接直线6、8、10连接起来，从而形成了碳酸盐岩缝洞钻井轨 迹。通过数学方法来描述可以如下描述分段的钻井轨迹： 分段函数： y = Yi-A j, i = 1, ···, n, x e Li (I) yi :第i个所述碳酸盐岩缝洞的矩形边界上边界的井深； X:第i段水平轨道的水平位移，坐标落在对应的Li段内； Ai为安全余量，可以是经验值，从零点几米到几米不等。 Hiin(Ai)=0, Li为缝洞平行线段的长度。 如上所述，也可以采用求极值的方法来确定安全距离。可以通过如下函数来表示 距离缝洞串上边界函数： f(y)=a + (2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹设计方法，其特征在于，该方法包括：利用地震数据获取所述碳酸盐岩缝洞的轮廓；确定距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安全距离；确定每个所述碳酸盐岩缝洞的分段钻井轨迹，并将相邻的所述碳酸盐岩缝洞的分段钻井轨迹依次连接得到碳酸盐岩缝洞钻井轨迹。

【技术特征摘要】
1. 一种碳酸盐岩缝洞钻井轨迹设计方法，其特征在于，该方法包括： 利用地震数据获取所述碳酸盐岩缝洞的轮廓； 确定距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安全距离； 确定每个所述碳酸盐岩缝洞的分段钻井轨迹，并将相邻的所述碳酸盐岩缝洞的分段钻 井轨迹依次连接得到碳酸盐岩缝洞钻井轨迹。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括确定矩形边界。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩形边界为涵盖所述碳酸盐岩缝洞 的轮廓并且呈水平方向放置的矩形边界中具有最小面积的矩形边界。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述距离每个所述碳酸盐岩缝洞的安 全距离为距所述矩形边界的上边界的预设安全距离。5. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，按照下式确定距离每个所述碳酸盐岩 缝洞的安全距离： y = 2Yi-y*, 其中y为距离第i个所述碳酸盐岩缝洞的矩形边界的上边界的安全距离， y*= Ef=I巧扔，Oti X G Li, 为第i个所述碳酸盐岩缝洞的矩形边界上边界 的井深，X为第i段水平轨道的水平位移，坐标落在对应的Li段内，Li为第i个所述碳酸盐 岩缝洞的矩形边界在水平方向的长度。6. 根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：石林，周英操，刘伟，翟小强，王瑛，王凯，周泊奇，罗良波，付加胜，
申请(专利权)人：中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11