2.3 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井隨鉆預(yù)測理論與方法研究

　　目前我國通常應(yīng)用的地質(zhì)導(dǎo)向儀器的測量傳感器距離鉆頭普遍較遠(yuǎn)（約為8～20m），一般情況下電阻率距離鉆頭最近，伽馬和/或其他地質(zhì)參數(shù)次之，井眼姿態(tài)測量傳感器距離鉆頭最遠(yuǎn)，這就嚴(yán)重制約了鉆頭處工程和地質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確獲取，也不利于井眼軌跡在油層中的有效穿行。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井隨鉆預(yù)測理論與方法研究就是為有效解決上述問題而開展的，并重點(diǎn)對井眼軌跡參數(shù)隨鉆估計(jì)和預(yù)測、導(dǎo)向標(biāo)志層隨鉆預(yù)測、目標(biāo)層隨鉆預(yù)測、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井隨鉆預(yù)測軟件進(jìn)行了研究。

　　1）通過開展基于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的測量盲區(qū)井眼軌跡參數(shù)隨鉆估計(jì)和井眼軌跡預(yù)測方法研究，分別提出了基于Kalman濾波的井眼軌跡參數(shù)實(shí)時(shí)估計(jì)和預(yù)測新方法以及基于支撐向量機(jī)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的井眼軌跡預(yù)測新方法。實(shí)踐表明，軌跡預(yù)測新方法不僅提高了BHA測量盲區(qū)的軌跡預(yù)測精度，還可以進(jìn)一步預(yù)測待鉆井眼軌跡，具有良好的應(yīng)用前景。

　　2）地層可鉆性級數(shù)（ ）反應(yīng)了鉆頭所在地層的巖性，在鉆井的過程中通過獲取 參數(shù)，可以實(shí)時(shí)判別鉆頭是否鉆遇蓋層或是否穿出目標(biāo)層。通過研究地層可鉆性隨鉆估計(jì)問題，提出了基于遺傳算法的地層可鉆性級數(shù)估計(jì)理論與方法，以便利用地層可鉆性作為判斷鉆頭是否在目標(biāo)層鉆進(jìn)的依據(jù)。

　　3）在薄油層或有復(fù)雜褶皺、斷層的油藏中，如何確定目標(biāo)層的位置、走向和厚度是地質(zhì)導(dǎo)向鉆井急需解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。利用Bayes估計(jì)理論對地質(zhì)導(dǎo)向鉆井三維地層建模和隨鉆實(shí)時(shí)修正方法進(jìn)行了深入研究，提出了基于Bayes估計(jì)理論的三維地層建模和隨鉆實(shí)時(shí)修正方法，并利用模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。

　　4）提出了基于小波變換和沃爾什變換的測井曲線分層新方法。

　　2.4 基于地質(zhì)導(dǎo)向的井眼軌道設(shè)計(jì)與井眼軌跡控制軟件研制

　　在常規(guī)水平井井眼軌道設(shè)計(jì)和井眼軌跡控制軟件基礎(chǔ)上，通過集成和銜接相關(guān)功能性模塊，編制出了基于地質(zhì)導(dǎo)向的水平井井眼軌道設(shè)計(jì)和井眼軌跡控制程序，構(gòu)建出了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)平臺。該平臺除具有水平井井眼軌道設(shè)計(jì)和井眼軌跡控制程序的全部功能外，增加了基于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源共享和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策、LWD曲線實(shí)時(shí)顯示、地質(zhì)導(dǎo)向測量參數(shù)隨鉆解釋、待鉆井眼軌道校正設(shè)計(jì)及地質(zhì)導(dǎo)向鉆井三維可視化等多個(gè)功能性實(shí)用控件，能夠把鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到基地服務(wù)器及各相關(guān)終端上，并將后續(xù)作業(yè)指令實(shí)時(shí)返回到系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源共享和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策、隨鉆解釋、真三維顯示等功能，承擔(dān)著地質(zhì)導(dǎo)向鉆井軟件平臺的作用。

　　2.5 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)研究

　　以地質(zhì)導(dǎo)向測量工具為依托，以地質(zhì)導(dǎo)向隨鉆解釋和地質(zhì)－鉆井一體化設(shè)計(jì)和施工軟件為手段，開展了鉆具組合優(yōu)化設(shè)計(jì)、鉆井參數(shù)優(yōu)選技術(shù)、隨鉆跟蹤地質(zhì)目標(biāo)的井眼軌跡預(yù)測和控制技術(shù)等地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝研究工作，形成了具有勝利特色的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝配套技術(shù)。

　　勝利鉆井院通過近十年的MWD應(yīng)用實(shí)踐，自行研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型正脈沖MWD、隨鉆自然伽瑪測量儀和隨鉆電阻率測量儀，配套形成了帶兩道地質(zhì)參數(shù)的純國產(chǎn)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。目前，應(yīng)用自行研制的新型正脈沖MWD和自然伽馬測量系統(tǒng)，配合引進(jìn)或自行研制的隨鉆電阻率測量儀，已經(jīng)完成了25口薄油層水平井的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井現(xiàn)場試驗(yàn)（其中，利用國產(chǎn)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)完成5口井），成功地實(shí)施了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，初步形成了地質(zhì)導(dǎo)向現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)，為薄油層、厚油層頂部剩余油等復(fù)雜油氣藏開發(fā)提供了技術(shù)支撐，應(yīng)用效果良好。

　　3 認(rèn)識與體會

　　1）作為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井重要技術(shù)支撐的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝技術(shù)，在地質(zhì)導(dǎo)向鉆井過程中發(fā)揮著重要作用，隨鉆測井/測量儀器與鉆井工藝的和諧統(tǒng)一構(gòu)成了完整的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

　　2）由眾多功能性模塊集成構(gòu)建的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)平臺在地質(zhì)導(dǎo)向鉆井中真正起到了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井軟件平臺的作用，現(xiàn)場工程師可以在同一平臺上進(jìn)行軌跡控制、隨鉆解釋、遠(yuǎn)程傳輸與決策、待鉆設(shè)計(jì)等操作，設(shè)計(jì)新穎，功能強(qiáng)大，兼容性與可操作性強(qiáng)。

　　3）水平井地質(zhì)導(dǎo)向測量參數(shù)隨鉆解釋系統(tǒng)在指導(dǎo)油氣藏評價(jià)和薄油層水平井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井施工方面具有重要作用，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　4）借助于Internet的現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資源共享和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)為現(xiàn)場工程師、開發(fā)商和后方專家搭起了一座實(shí)時(shí)信息橋梁，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的資源共享、合理利用和遠(yuǎn)程決策方面進(jìn)行了有益的探索，為海上油田和邊際油田開發(fā)開辟了一條新路。

　　5）實(shí)踐表明，自行研制的帶兩道地質(zhì)參數(shù)的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)與具有勝利特色的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井工藝配套技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，成功地實(shí)施了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，為薄油層、厚油層頂部剩余油等復(fù)雜油氣藏開發(fā)提供了技術(shù)支撐，應(yīng)用效果良好。