大倾角地层真厚度求取及在水平井中的应用

张路林

【摘 要】该文通过地层视厚度与真厚度在三维空间模型中的关系，求取了定向井、水平井钻遇地层真厚的计算公式。结合沿井轨迹地层倾角精细计算技术，应用于水平井优化设计、实施与水平井地层对比等，计算实钻靶点深度及位置，来跟踪和及时控制井轨迹，保证靶前精准入层，顺利入靶，达到油藏设计要求.

【关键词】大倾角地层;水平井地层对比;地层真厚度校正;中靶

一、研究背景

目前油田开发特别是老油区，受复杂地面及管理成本影响，大多采用井工厂或者同台丛式井的形式，如此可以便于管理，更能降低管理成本，因而定向井、水平井已经成为新井的主导井型。然而定向井、水平井，特别是在大倾角地层中地层真厚度对水平井的设计、实施、现场跟踪调整以及对水平井钻遇情况的地质认识存在较大影响。为此本文对地层真厚度计算公式进行了推导求取，对在定向井、水平井油藏开发及地质研究中的应用进行了总结。

二、内容及成果

（一）地层真厚度计算

为了弄清井斜轨迹与地层视厚度、地层真厚度的关系，利用其空间几何关系（图2-12），对地层真厚度的求取进行了推演，并演算出了地层真厚度的计算公式。

图2-12中面ABD与面EFG为假设地层顶底面，面BCD为水平面，αn为地层倾角，αˊn地层视倾角，面ABC垂直于地层走向BD，BC为地层倾向，面ACD不垂直与地层走向，CD为其与水平面的投影，则βn为CD与地层倾向的夹角，γn为CD与地层走向的夹角（γn+βn=90°），h为某段地层视厚度，为hn为某段地层真厚度，Ln为钻穿某段地层的钻井轨迹长度，θn为某段钻井轨迹的井斜角。

（二）地层真厚度计算在水平井中的应用

1、水平井钻井跟踪优化

水平井设计靶点深度的准确程度取决于目的层构造、储层的描述精度，而构造精度误差的主要原因有井斜误差、地震测量精度误差、地震时深关系误差等。现场跟踪在入靶前通过井斜误差综合校正技术、地层真厚度校正技术和沿井轨迹地层倾角精细计算技术，计算实钻靶点深度及位置，来跟踪和及时控制井轨迹，保证靶前精准入层，顺利入靶，达到油藏设计要求。

2、水平井的地层对比

水平井在井斜角大于90度时，水平井轨迹向上重叠，测井曲线在大于90度以后的垂直曲线无法成图，因此水平井的地层对比较为困难。为了解决此问题，我们引入地层倾角参与计算，把有一定倾角的地层校正为地层为水平，即倾角为0，这时只需将地质三维空间体整体旋转一个地层倾角的角度即可实现，这样不仅解决了水平井测井曲线的对比问题，也能计算出该点距油层顶部深度（如下图2-15）。

如下图2-16所示，桩129-平10井设计A靶3347m，B靶3322m，沿设计轨迹地层倾角3°左右。在进入油层，且井斜角大于90°后，随钻曲线只能显示下图1所示，无法与邻井进行地层对比，也无法正确判断水平段钻遇的地层位于整个油藏纵向的哪个部位。为此我们将三维地质模型整体旋转3°，使得地层面水平，即实际测得的井斜角减去地层倾角（3°）后计算出的随钻测井曲线如下圖2。处理后的曲线不仅可以和邻井桩斜161井对比，且可以直观的看出桩129-平10井水平段钻遇了整个油藏的3个韵律层。

三、结论与问题

（1）在大倾角地层水平井设计与跟踪时，地层倾角对水平井靶点设计、跟踪、调整以及钻遇地层的认识影响较大。

（2）完成了大倾角地层真厚度在不同情况下的推演，并推导出了地层真厚度的计算公式，进而推导了水平井现场跟踪时，在钻井轨迹过断层时靶点垂深的计算公式，可做结合地层对比做水平井现场跟踪调整靶点垂深的依据。

（3）通过将地层旋转至水平，解决水平井在水平段井斜超过90度以后，测井曲线无法显示的问题，同时使得井斜大于90度以后，水平井对比成为可能，有效把控了轨迹，明确了钻遇的储层位置，有效消除了邻井井斜误差对水平井轨迹的影响。