[发明专利]基于多井统计和地层表征的自然造斜规律评价方法

权利要求书

1.一种基于多井统计和地层表征的自然造斜规律评价方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、通过收集地质资料和钻井资料来获取已钻井的地层特性、井眼轨迹的测斜数据和造斜工具的定向造斜特性，其中，所述地层特性包括地层倾角和地层走向，所述测斜数据包括井深、井斜角和方位角，所述定向造斜特性包括工具造斜率和工具面角；

S2、基于所述测斜数据和井眼轨迹模型确定所述井眼轨迹的井斜变化率方程和方位变化率方程，以表征所述井斜变化率、所述方位变化率和所述井斜角沿井深的变化规律；

S3、基于已钻井数据利用钻柱力学特性分析法和随钻测量仪器获取工具造斜率和工具面角，得到工具造斜率方程和工具面角方程，用以表征造斜工具的定向造斜特性及其沿井深的变化规律；

S4、基于井斜角方程、所述工具造斜率方程和所述工具面角方程计算工具井斜率和工具方位率，用以表征所述造斜工具的定向造斜特性对所述井斜变化率和所述方位变化率的贡献；

S5、基于所述井眼轨迹的空间挠曲形态和所述造斜工具的定向造斜特性得到地层井斜率和地层方位率，以表征地层自然造斜特性对井眼轨迹的井斜变化率和方位变化率的贡献，其中，所述空间挠曲形态由所述井眼轨迹的井斜变化率和方位变化率表征；

S6、基于地层坐标系和井眼坐标系之间的变换关系将所述地层井斜率和地层方位率变换为地层倾向造斜率、地层走向造斜率和地层法向造斜率；

S7、对于多口已钻井和所钻遇的每个地层重复执行步骤S2-S6，经统计分析计算出各地层的所述地层倾向造斜率、地层走向造斜率和地层法向造斜率，得到基于多井统计和地层表征的地层自然造斜规律；

在基于所述测斜数据和井眼轨迹模型确定所述井眼轨迹的井斜变化率方程和方位变化率方程的步骤中，基于井眼轨迹的模型化方法建立所述井斜变化率方程、所述方位变化率方程和所述井斜角方程，其中井眼轨迹模型包括空间圆弧模型、圆柱螺线模型和自然曲线模型，得到如下形式的井斜变化率方程、方位变化率方程和井斜角方程：

式中，L为井深，单位：米；κ_α为井斜变化率，(°)/30米；κ_φ为方位变化率，(°)/30米；α为井斜角，(°)；下标A表示井段[L_A，L_B]的始点，即A点的井深为L_A；

在基于已钻井数据利用钻柱力学特性分析法和随钻测量仪器获取工具造斜率和工具面角的步骤中，所述工具造斜率方程和所述工具面角方程为：

其中，κ_t为工具造斜率，(°)/30米；ω_t为工具面角，(°)；下标t表示钻具；

在基于所述井斜角方程、所述工具造斜率方程和所述工具面角方程计算工具井斜率和工具方位率的步骤中，所述工具井斜率和所述工具方位率沿井深的变化规律为：

式中：κ_α,t为工具井斜率，(°)/30米；κ_φ,t为工具方位率，(°)/30米；

在基于所述井眼轨迹的空间挠曲形态和所述造斜工具的定向造斜特性反演出地层井斜率和地层方位率的步骤中，所述地层井斜率和所述地层方位率为：

式中：κ_α,f为地层井斜率，(°)/30米；κ_φ,f为地层方位率，(°)/30米；

在基于地层坐标系和井眼坐标系之间的变换关系将所述地层井斜率和地层方位率变换为地层倾向造斜率、地层走向造斜率和地层法向造斜率的步骤中，将所述地层倾向造斜率、地层走向造斜率和地层法向造斜率分别为：

其中

[C]＝[B][A]^T

式中：κ_ξ，f为地层倾向造斜率，(°)/30米；κ_η，f为地层走向造斜率，(°)/30米；

κ_ζ，f为地层法向造斜率，(°)/30米；κ_α，f为地层井斜率，(°)/30米；κ_φ，f为地层方位率，(°)/30米；β为地层倾角，(°)；ψ为地层上倾方位角，(°)；α为井斜角，(°)；

φ为方位角，(°)。