[发明专利]一种实时随钻伽马正演地质导向钻井方法

权利要求书

1.一种实时随钻伽马正演地质导向钻井方法，其特征在于： 

在地质导向钻井过程中，基于先导地层模型，根据实钻井眼轨迹，对随钻伽马测井响应进行实时正演模拟并与实测的随钻伽马测井数据进行对比分析，根据对比结果确定地层界面和产状，为地层模型更新和井眼轨迹调整提供依据。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 

其随钻伽马测井响应实时正演模拟方法为：基于地层中伽马射线通量的衰减规律，根据地层界面和伽马探头探测范围的不同空间接触关系对探测范围进行分解，再对分解后不同区域地层在探头处的伽马射线通量分别进行积分，然后将得到的伽马射线通量值刻度为伽马测井的API单位，从而推导出不同空间关系下的随钻伽马测井响应正演算法。 

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于： 

所述算法可以对随钻伽马测井响应进行实时正演模拟，并与地质导向钻井软件平台协同运行，使正演模拟结果在地质导向软件平台中自动显示，方便了正演结果与实测伽马测井曲线的对比。 

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于： 

该方法同时适用于平行层状地层模型和不规则地层模型，其中后者将地层界面视为不同倾斜面的组合：即沿井眼轨迹最大延伸方向做地层纵剖面，地层界面与剖面的交线为由短折线组成的曲线，沿垂直井眼轨迹最大延伸方向作横剖面，地层界面与剖面的交线为直线，此时地层界面不再是平面，仅在小范围内是一个平面，其走向与纵剖面垂直。 

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于： 

平行层状地层模型和不规则地层模型中都是根据伽马探头的探测范围与地层界面的接触关系将地层模型进行分解，并对分解后的区域进行逐一分析和计算。 

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于： 

平行层状地层模型下，分解后的区域均为规则的几何体，可以推导出其具体的计算公式: 

式(1)至(4)中的J_A、J_B、J_C和J_D分别表示根据伽马探头的探测范围与地层界面的接触关系将地层模型进行分解的四个区域在O点处伽马射线通量，r₀为探测器的探测半径，ρ(g/cm3)为地层密度，m(g/g)为岩石中放射性物质的含量，η(伽马光子/g.s)为放射性物质放射出伽马射线的平均强度，μ(cm^-1)为介质对伽马射线的平均吸收系数，参数ρ、m、η和μ的下标为地层标号，d为探测器到地层边界的距离，h为地层厚度。 

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于： 

不规则地层模型中，当探测范围跨地层界面时，虽然地层界面与沿井眼轨迹最大延伸方向纵剖面的交 线由若干短折线组成，但伽马射线贡献区域类型都可归纳为三段折线情况，并且由于此时模型分解后的每个单独的几何体不再是规则的几何体，对其中的每个区域只能采取近似或者数值积分的方法进行计算。 

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于： 

将地层模型和井眼轨迹投影到沿井眼轨迹最大水平位移方向的垂直面，分解后的所有区域可以分为5类：1）区域OAD；2）区域AOB和COD；3）区域BOC；4）区域ABF和CDE；5）区域BCEF，其中前三类区域在地层界面的一侧，后两类区域在地层界面的另一侧。 

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于： 

OAD区域在O点的伽马射线通量可以根据平行层状地层模型中扇形体的计算公式进行近似计算。 

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于： 

对于AOB区域和COD区域：根据AOB或COD三点相对位置关系可以将该类型分为两种情况，此时难以推导具体的计算公式，而是先推导其体积元在O点的伽马射线通量计算公式，然后采取数值积分的方法计算整个区域在O点的伽马射线通量。 

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于： 

对于ABF区域和CDE区域，其具体分解情况和计算方法与AOB区域类似，首先推导地层模型分解后ABF区域或CDE区域的体积元在O点的伽马射线通量计算公式，数值积分后可以得到整个区域在O点的伽马射线通量。