井壁稳定性实时预测方法

为有效解决钻井过程中的井壁失稳问题,根据地震和测井信息之问的密切联系,建立了基于地震属性的实时井壁稳定性预测模型.该模型综合利用地震、测井和地质资料,从待钻目标井和已完钻邻井的井旁地震记录中分别提取最优地震属性组合,运用小波神经网络建立已钻井地震属性与测井数据之间的分层映射关系模型,利用当前待钻地层的地震属性并选取相应的映射模型实时预测钻头以下地层的声波和密度测井曲线.基于预测结果结合井壁稳定力学模型计算待钻层段的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力,进而预测安全钻井液密度范围.塔里木油田的实际应用表明,该预测模型具有良好的实时操作性能,测井曲线、地应力、孔隙压力、破裂压力和安全钻井液密度范围的预测精度均较高.图5表1参21     

利用地震分形属性钻前预测安全钻井液密度范围

为了对钻井过程中的井壁失稳问题进行有效控制,根据地震和测井信息的分形性质以及它们之间的密切联系,提出了综合利用地震记录的分形属性预测测井曲线并进而在钻前预测安全钻井液密度范围的模型。首先从井旁地震记录中提取出能全面反映地震非线性特征的分形属性,运用能充分利用样本信息的CUSI神经网络,建立已钻井段地震分形属性与测井数据之间的非线性映射模型,通过该模型预测未钻地层的声波和密度测井曲线。在此基础上运用井壁稳定分析模型,计算地层的孔隙压力、坍塌压力和破裂压力,从而在钻前预测安全钻井液密度范围。该方法在西部某油田的应用表明,用地震记录的分形属性钻前预测安全钻井液密度范围的方法具有良好的预测效果。该方法预测精度较高,操作简单易行。     

钻前井壁力学稳定性研究

钻井过程中井壁稳定与否，关系到能否实现安全、快速的钻进，同时又能够尽可能的减少对储集层段的污染，减少钻井费用，所以对井壁力学稳定性的研究越来越受到重视，已经成为当今乃至将来研究的重点。通过使用地震反演的方法，将测井资料作为反演的约束条件，构建待钻井处声波和密度测井曲线，利用测井的方法计算岩石力学特性参数，计算3个压力剖面，进而预测安全钻井液密度窗口，为钻井设计提供了参考，并可指导安全钻井。通过对高石梯潜伏构造上王家1井的安全钻井液密度窗口的预测与实钻钻井液密度和录井数据的对比分析表明，利用地震反演法钻前预测的安全钻井液密度窗口是准确的，具有工程应用价值。     

利用地震记录钻前预测井壁稳定性研究

根据地震波动力学,建立了地震记录和测井数据间的合理的非线性映射关系,通过获取地震记录的自回归系数、分形维数、最大Lyapunov指数和突变参数,得到了声波时差和地层密度测井曲线,建立了地层弹性参数、强度参数的获取方法.在利用非线性函数曲线拟合预测钻前井壁稳定模型的基础上,提出了利用地震记录钻前预测维持井壁稳定的安全泥浆密度窗口理论与方法,克服了层速度井壁稳定性预测精度低且不能预测薄夹层的缺陷.该方法主要解决以第一口探井二开有测井数据为前提,预测二开下部待钻地层的井壁稳定性.     

利用地震记录钻前预测却勒1井的安全钻井液密度窗口

根据地震力学理论，建立了地震记录和测井数据之间的非线性映射关系，并据此构建了测井曲线。利用所构建的测井曲线，采用井壁稳定预测模型预测维护井壁稳定的安全钻井液密度窗口。采用该方法预测了却勒1井维持井壁稳定的安全钻井液密度，预测结果与实际钻井液密度非常吻合，表明该方法具有较强的工程适用性。     

利用地震属性钻前预测井壁稳定性

钻前准确预测井壁稳定性是防止钻进过程中井壁失稳的有效手段。声波时差和地层密度是井壁稳定分析的两个关键参数。根据地震记录与地层声波时差及密度之间存在的非线性关系，提出了利用地震属性钻前预测井壁稳定性的方法。从井旁地震记录中提取地震属性，通过RBF神经网络在已钻井段的地震属性与声波时差及密度之间建立起映射模型，以此为基础预测待钻地层的声波时差和密度。运用预测结果结合井壁稳定力学模型，确定岩石力学参数和地应力状态，计算井壁坍塌压力和破裂压力，确定安全钻井液密度窗口，实现钻前井壁稳定预测。该方法在塔里木油田的应用中取得了良好的预测效果。     

二维地层孔隙压力预测方法及应用

由于地震层速度是地层压力预测的重要参数，其精度直接影响着压力预测的精度，利用测井约束下的波阻抗反演方法将测井、地震和地质解释成果结合获取较高精度的地震层速度，达到提高地层压力预测精度的目的。详细介绍了制作地震合成记录、建立初始地质模型、采用Strata反演软件进行反演计算、时深转换求得速度剖面的步骤，和利用地层压力检测预测应用软件读取速度剖面中每一道的速度，结合单点压力预测模型，求得对应的地层孔隙压力的方法。应用实例表明，地球物理反演方法和二维压力预测模型的结合是可行的，所求得的地层压力剖面可以指导钻井设计。     

基于地震波阻抗的预探井随钻井壁稳定预测

常规井壁稳定预测方法应用于预探井时,由于资料缺乏及使用条件限制、计算参数误差、运算过程复杂等因素会严重影响其预测效果,针对这些问题提出了一种适用于预探井的随钻井壁稳定预测方法。通过考察波阻抗与孔隙压力、构造地应力、岩石强度之间的定量关系,建立包含波阻抗与井壁稳定力学参数的非线性模型,在此基础上利用神经网络算法识别波阻抗与地层三压力(孔隙压力、坍塌压力与破裂压力)之间的映射关系。通过神经网络分层建模及录井资料实时分析,实际钻进中利用地震反演波阻抗数据随钻预测钻头前方的井壁稳定性,及时优化钻井液密度以控制井壁稳定性。现场预探井的应用结果表明,新方法较之常规技术有效提高了适应性与运算速度,操作流程更为便捷,预测精度能满足工程需求。     

测井资料约束的波阻抗反演中的多解性问题

测井资料约束的波阻抗反演技术,是一种建立于褶积模型基础之上的波阻抗反演技术,由于人们对这种方法的理论基础认识不清,片面地认为使用该方法可以获得高分辨率的波阻抗剖面或对地震资料进行提高分辨率处理。通过理论模型试算,证明波阻抗约束反演中存在着多解性问题,表明地震道之间的相似性,并不能代表反射系数序列或波阻抗序列的相似性。在实际资料处理中,不能采用将合成地震记录与实际地震记录剖面对比,求取相关系数的方法来进行高分辨率波阻抗反演和提高地震剖面分辨率的处理。     

探井二开以下地层井壁稳定性钻前预测方法

综合分析钻井过程中通常遇到的井漏、缩径和坍塌等复杂情况,确定已钻层段的坍塌压力和破裂压力,结合神经网络理论建立地震层速度与坍塌压力、破裂压力之间的非线性映射关系,提出利用地震资料钻前预测勘探构造第1口井二开以下地层井壁稳定性的方法。中国西北地区某油田钻探某构造的YS—D井二开层段钻进过程中出现泥岩垮塌,三开层段开钻前利用该方法对三开层段坍塌压力当量钻井液密度和破裂压力当量钻井液密度进行了预测,基于预测资料调整了钻井液密度,钻进基本正常。该方法自2001年4月以来已在52口探井中成功应用。应用效果表明利用该法预测的三开层段钻头下部300m内地层的压力变化结果与实际钻井中得到的数据较为接近,达到了钻前预测井壁稳定性的要求。图3表1参25     

测井—井旁地震道约束反演合成记录

在同一方程中，用已知钻井地质层位的深度作为约束条件，以测井资料构筑模型，对井旁地震道约束反演，以期得到三者均相容的合成记录、子波、反演速度及其它参数。实际应用效果令人满意，为综合应用井旁地震道与测井资料进行储层参数的横向预测打下了基础。     

多井约束地震反演技术在储集层预测中的应用

兰尕背斜带处于塔河油田南部, 具有发育非背斜圈闭的条件, 勘探程度较低, 依赖于初始模型的常规反演方法难以获得精确的反演结果。而约束稀疏脉冲反演不依赖模型, 其反演的精度取决于原始数据特征。为此, 在兰尕地区利用约束稀疏脉冲反演技术进行了储集层预测。介绍了约束稀疏脉冲反演技术的基本原理及其实现方法; 提取了井旁地震道的子波, 做了合成记录, 对层位进行了标定; 用约束稀疏脉冲反演方法进行了波阻抗反演, 得到了绝对波阻抗剖面; 并把绝对波阻抗剖面转换成了砂泥岩剖面, 其反演结果与井的钻探结果基本吻合。     

约束稀疏脉冲反演在储层预测中的应用

海通集洼陷北部属于复杂断块区，地质建模比较困难，依赖于初始模型的常规反演方法难以获得精确的反演结果。而约束稀疏脉冲反演不依赖模型，其反演的精度取决于原始数据特征。为此，在海通集洼陷北部利用约束稀疏脉冲反演技术进行了储层预测。首先简单介绍了约束稀疏脉冲反演技术的基本原理及其实现方法，着重讨论了通过比较合成地震记录和原始道的吻合程度确定有关参数的原则；然后对砂体的发育情况进行了预测，其反演结果与井的钻探结果基本吻合。     

精细压力预测技术研究

异常高压的存在不利于钻井施工安全、人身安全及财产保障,进而关系到油气勘探进程,但同时其存在有可能使得深层储层保持较高孔隙度,有利于油气的运移聚集。因此,准确的钻前压力预测结果对于发现油气藏、保障钻井安全、保护油气层具有十分重要的意义。常规方法预测异常高压多采用地震层速度或已钻井测井曲线进行分析,仅用地震层速度导致纵向分辨率不足,而仅用已钻井测井曲线无法兼顾横向压力预测的要求。此文针对常规压力预测中存在的不足,以已钻井压力测试数据为质量控制条件,以精细构造层位为框架,利用地震数据、层速度和已钻井测井数据进行约束反演,在多参数约束下依据已钻井压力计算参数和地质信息将反演得到的速度体转换为压力体。该方法已成功应用于实际生产。经B1井钻后实测压力数据结果的比较,吻合较好。     

波阻抗约束反演中的约束方法研究

基于褶积模型的波阻抗反演技术,由于受地震子波带限性质的影响,对反演结果的高频信息不能进行合理的约束。要想反演出比较准确的波阻抗高频信息,必须施加合理的约束条件。利用测井资料与层位解释结果构造的常规约束条件,在井点是可靠的,但横向离开井点一定距离后,约束条件的误差就会很大,从而导致约束反演结果的错误。本文从约束反演方法的模型试算出发,提出的以块波测井资料的最大和最小速度、速度包络、中值滤波及速度差结     

地震和测井联合反演储层波阻抗技术

通过地震和测井联合反演，可以获得高分辨率的井间地层波阻抗分布的信息。综合应用波动方程反演和神经网络分析来反演地层波阻抗参数，其过程分3步：第一步，应用先验地质知识，对地震数据和测井曲线进行地质解释，并对油井曲线进行对层和标定，然后求取相应的层速度的低频信息，旨在搞清井间地层结构状况，为线性反演提供地层产状的先验信息；第二步，应用非线性波动方程反演，在层速度界面及井中物性参数约束下，从地震数据中反演高分辨率的反射系数及波阻抗参数；第三步，应用CUSI神经网络分析方法，以高分辨率的反射系数及波阻抗等参数作为约束，以沿层求取的地震特征作为输入，以井中反演的波阻抗参数为期望输出，对非线性波动方程反演出的波阻抗参数进行非线性标定，得出井间的地层绝对波阻抗物性参数。     

基于模型地震反演储层预测技术的应用——以牛圈湖油田西山窑组为例

牛圈湖油田西山窑组(J2x)属于低孔、低渗、低压的"三低"油藏,储层非均质性强,储层预测尤为重要。根据测井曲线的对比及交会分析,选择了自然伽马曲线和声波时差曲线来构建具有声波量纲的拟声波曲线,采用宽带约束模拟退火非线性全局寻优反演方法进行了储层预测。通过3种测井资料(10%地震和90%测井、30%地震和70%测井、50%地震和50%测井)约束程度对比,发现使用10%地震和90%测井参与程度的反演结果精度最高,表明基于模型的地震反演技术可获得高分辨率的地层波阻抗资料,并能有效地区分储层与非储层。根据储层预测结果与实钻结果的对比,分析了误差原因和存在的问题。     

定向井随钻井壁稳定预测方法及其应用

常规井壁稳定预测方法不适用于定向井。根据岩石力学和地震反演原理提出随钻预测定向井稳定性的新方法,包括钻前预测与随钻修正2个操作步骤。通过分析地震数据与岩石力学参数之间的定量关系,建立了包含孔隙压力、地应力、岩石强度等井壁稳定参数和地震记录的非线性模型,基于其利用地震资料直接反演井壁稳定参数,实现钻前预测井壁稳定性,为钻井设计提供依据。实钻中结合定向井的实际施工情况,通过实时反演对钻前预测的井壁稳定数据模型进行随钻修正更新,及时优化调整钻井方案以避免工程复杂故障。该方法在涪陵页岩气田进行了应用,结合"井工厂"钻井作业模式,形成了井壁稳定预测现场操作方案。现场应用情况表明该方法预测精度较高,具有良好的实时操作性能,有利于定向井的安全快速钻井。     

对测井约束地震波阻抗反演的理解与应用

 地震波阻抗反演方法像其他反演方法一样也存在多解性问题。本文认为正确运用测井资料约束是解决该问题的有效方法。测井资料受井筒和测量仪器及环境因素的影响，导致声波时差和密度资料的测量误差较大，因此对其进行校正和匹配处理是建好波阻抗模型和约束运算的基础。对济阳拗陷多口井的测井资料进行统计，其合成地震记录与井旁地震道的相关系数只有70%，不能满足求最优解的L2范数要求，只有弱化高频约束才能保证反演数据体的真实性。在资料解释过程中，可设定统一的储层波阻抗门槛值（储层的最大、最小波阻抗值），再利用井的地质信息并通过二分内插法对波阻抗数据体进行强约束，可提高波阻抗反演的分辨率。