基于随钻动态地震反演的地质导向技术及其应用＊

朱卫星 杨玉卿 赵永生 崔维平 王 朝 王争浩

（1.中海油田服务股份有限公司 河北三河 065201； 2.中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452）

朱卫星，杨玉卿，赵永生，等.基于随钻动态地震反演的地质导向技术及其应用［J］.中国海上油气，2015，27（6）：27-30，62.

地质导向技术是指在充分利用随钻测量测井（MWD／LWD）和录井资料的基础上，结合地质、工程设计及时准确划分已钻地层和预测待钻地层，适时调整井眼轨迹，使实钻井眼轨迹准确钻遇目的层并始终处于油层的最佳位置［1-4］。

传统的地质导向技术通常是利用LWD数据并结合邻井数据进行地层对比，建立地质导向模型，预测目标储层深度并成功着陆。对于水平段地层，通过对比随钻测井曲线和邻井测井曲线的变化趋势，结合已知的沉积模式，调整地质导向模型可以判断井眼轨迹所在油层的位置，但这种判断往往是定性的，对于“钟形”和“漏斗形”沉积模式的地层比较可靠，对于其他沉积模式的地层往往存在较大局限性。同时，在许多情况下常规的LWD电阻率仪器必须相对靠近高阻层边界时才能发现异常［5-10］。

为了弥补传统地质导向测井工具的不足，笔者把随钻动态地震反演技术引入到地质导向随钻工作中，综合了高质量的随钻动态资料和测井约束地震反演的优势，即纵向上利用高分辨率的随钻测量资料，横向上利用高分辨率的地震资料，通过二者的相互校验，实现了在微观上把控储层变化细节，在宏观上预测储层走势，及时预测水平井水平段储层横向变化规律，实时调整井眼轨迹，提高储层预测精度和储层钻遇率。

1 技术方法与流程

1.1 随钻动态地震反演技术

随钻动态地震反演技术是测井约束地震反演的一种实现方法。测井约束地震反演［11-14］是一种静态的地震反演方法，由于只利用了探井信息建立初始模型，导致地震反演结果的精度不够高，用该反演结果指导水平井现场随钻将严重影响储层钻遇率。而随钻动态地震反演是一种动态的地震反演方法，即跟随钻井过程，滚动利用LWD／MWD地质信息循环反演，使预测结果更加逼近储层真实状况，为实时地质导向或开发方案调整提供最及时的决策依据（图1），其基本流程如下。

图1 随钻动态地震反演流程Fig.1 Flow chart of dynamic seismic inversion while drilling

1）在油田开发初期，利用探井和评价井资料及地震解释数据建立初始波阻抗模型，进行测井约束地震反演；利用该反演结果预测有利目标区域，并进行油藏开发方案的设计和布置开发定向井。

2）进入油田开发中期，利用工区内定向井数据检验初期的地震反演结果，如果地震反演结果与定向井数据相吻合，就转入第3步；否则，就把定向井数据加入到地震反演中，重新建立初始波阻抗模型，优化地震反演参数，进行二次测井约束地震反演，修正地震反演结果。

3）参考修正后的地震反演结果部署水平井和设计靶点，进行水平井钻井作业。

4）在水平井随钻阶段，利用采集的随钻测量资料验证二次地震反演结果，如果二次地震反演结果与水平井随钻测量数据相吻合，就转入第5步；否则，就把水平井随钻测量数据加入到测井约束地震反演中，重建初始波阻抗模型，进行随钻动态地震反演。

5）利用随钻动态地震反演结果预测水平井钻前地层的地质情况，向前钻进采集随钻测量数据，并转入第4步，如此循环直至完钻。

由此可见，利用加入随钻动态数据优化后的地震反演结果可以减小地震反演的多解性和准确预测储层的横向变化，并能在细节上刻画储层物性变化，从而准确进行地质导向。

1.2 基于随钻动态地震反演的地质导向技术

基于随钻动态地震反演的地质导向技术可以充分利用随钻测井信息的纵向高分辨率和地震资料的横向预测优势，其基本流程如下。

1）在水平井钻井作业前，利用测井约束地震反演结果预测油藏最佳位置、确定靶点和设计水平井轨迹。

2）结合邻井资料及地震解释层位构造形态构建地质导向模型。

3）在水平井二开着陆钻井作业阶段，利用随钻测量数据并结合邻井信息及地震反演结果调整地质导向模型，准确预测目标储层深度，控制井斜角成功着陆。

4）在水平井三开水平段钻井作业前，利用着陆段随钻测量数据校验地震反演结果进行随钻动态地震反演，精细标定地震反演结果，修改地质导向模型，预测钻前地层的物性变化。

5）在水平段作业过程，采集随钻测量资料，并与随钻动态地震反演结果和地质导向模型进行对比，当二者相吻合时转入第7步；否则转入第6步。

6）把随钻测量数据加入到随钻动态地震反演中，重新反演并调整地质导向模型。

7）利用随钻动态地震反演结果和地质导向模型向前预测储层物性变化情况，调整井眼轨迹向前钻进，转入第5步，如此循环直至水平段完钻。

由此可见，利用高质量的随钻测量资料校验随钻地震反演结果和地质导向模型，能够很好地预测钻前地层变化情况，为水平井钻井决策提供依据，从而保证储层钻遇率。

2 应用效果分析

以渤海油田某区块目标砂体部署的水平井X2H为例，分析基于随钻动态地震反演的地质导向技术的应用情况。该区块目标储层为上新统明化镇组下段，目标砂体为河流相沉积，构造比较平缓，油气分布主要受构造和岩性双重控制，以构造、构造-岩性油气藏为主。

X2 H井所钻目标砂体所在地层向上倾，倾角为2°左右，厚度为7 m左右。该井处于油藏边缘，水平段地层比较复杂，着陆作业时根据随钻测量结果并对比邻井测井响应特征和参考地震反演结果进行地层对比，最终成功着陆，着陆井斜为88°。根据X2 H井着陆段随钻测量结果，把高质量的随钻测量资料加入到地震反演中进行随钻动态地震反演，得到水平段钻前地层的地震波阻抗反演结果，如图2所示（图中白色曲线为着陆段的实钻井眼轨迹，蓝色曲线为水平段的设计轨迹；背景为过井的地震波阻抗剖面，其中红色代表好储层，绿色代表差储层，其他颜色代表非储层）。由图2可以看出，该井水平段地层构造幅度较小，且物性没有大的变化，设计轨迹基本满足地质油藏的要求，随钻时水平段井眼轨迹井斜保持在90°水平钻进基本可以保证100%的钻遇率。

图2 渤海油田X2H井水平段地震波阻抗反演结果Fig.2 Horizontal segment seismic inversion result of Well X2H in Bohai oilfield

在X2H井水平段钻井作业钻穿水泥塞后，随钻测井电阻率一直显示储层物性较好。当钻遇到MD 2 570 m时，井斜角为88.5°左右，随钻测井电阻率值降低，GR值升高，为泥岩特征，表明井眼轨迹钻出储层，但由于随钻测量仪器距离钻头11 m，无法据此判断前方砂岩位置，也就无法给出井眼轨迹调整决策。为此利用随钻测量数据进行随钻动态地震反演，修正地震反演结果并调整地质导向模型向前预测。图3为该井修正后的随钻动态地震反演结果，可以看出目前井眼轨迹钻遇砂岩尖灭点并进入泥岩地层，后续存在砂岩透镜体且位于井眼轨迹上方，因此决定全力增斜至91°钻进。当钻至MD 2 640 m时，随钻测井电阻率曲线显示砂岩特征，表明重新进入砂岩，这时考虑到地层上倾1°左右，决定稳斜91°钻进。当钻至MD 2 760 m时，随钻测量数据显示井轨迹处于泥岩中，此时再重新进行随钻动态地震反演；反演结果认为后续地层还存在第3个砂岩透镜体，且地层有上倾趋势，因此决定保持91°井斜钻进，结果钻至MD 2 786 m时进入第3个砂岩体，继续稳斜钻进直到完钻。

图3 渤海油田X2H井水平段随钻动态地震反演结果Fig.3 Horizontal segment dynamic seismic inversion result of Well X2H in Bohai oilfield

X2H井水平段设计长度为300 m，在随钻过程中利用了基于随钻动态地震反演的地质导向技术，最终钻遇了267 m砂岩，钻遇率达89%，节约钻时5 h，既降低了随钻风险与作业成本，又满足了油藏开采的需要。

3 结束语

基于随钻动态地震反演的地质导向技术很好地综合了随钻动态测量资料的纵向高分辨率和随钻动态地震反演资料的横向分辨率的优势，可以提高水平井复杂储层预测的精度和储层钻遇率，并且能够节约钻井成本和降低随钻风险，从而满足地质油藏开发的需要，值得推广应用。

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