[发明专利]探测岩性、地质界面和裂缝的方法及装置

说明书

本发明涉及测量地层物理性质的测井技术领域，特别涉及一种探测岩性、地质界面和裂缝的方法及装置和存储介质，该方法包括以下步骤：通过预置位置的声波传感器接收钻头钻破地层产生的声波信号，通过分析所述声波信号，获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息及地层的岩性信息和钻头上方地层的地质信息。本发明还包括一种探测岩性、地质界面和裂缝的装置和存储介质，本发明至少具有以下有益效果：能够利用钻头钻井过程中产生的声波信号，探测出钻头处地层的岩性信息以及钻头前方的裂缝、地质界面地质构造的信息以及钻头至地面处的不同地层的地质信息，实现钻头前视，进而实现有效地进行导向钻井，保障钻井轨迹符合预期要求。

技术领域

本发明涉及测量地层物理性质的测井技术，特别涉及探测岩性、地质界面和裂缝的方法及装置。

背景技术

钻井是油气勘探开发的重要一环，它是指利用机械设备从地面将地层钻成孔眼的作业，从而打开地下的油气藏，以便进行油气开采。

随着页岩气等非常规油气藏的开发，大斜度井、分支井及水平井等的钻井作业量越来越多。在这些钻井作业中，要求井眼轨迹必须符合预先设计，并保持水平井眼始终位于油气藏中，从而提高油气产量。为了达到上述目的，必须实时获取钻头处地层和钻头前方的地层的地质信息，以便随时控制钻井前进的方向，确保井眼轨迹符合要求。

为了实现导向钻井，目前采用了随钻测井技术，即钻井过程中同时进行测井作业，获取地层的实时信息。这种方法能够提供钻头所钻地层的地质参数，特别是对随钻测井数据进行实时处理，还能获得储层边界的信息，对导向测井起到了很大的辅助作用。但这种方法的主要缺点是地质参数获取装置离钻头距离比较大，一般在钻头后10米以上的地方，无法提供钻头处及钻头前方的地层信息，使得导向钻井可能存在延误，从而导致井眼轨迹偏移预先设计。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种探测岩性、地质界面和裂缝的方法，能够利用钻头钻井过程中产生的声波信号获得钻头处地层的岩性信息以及钻头前方的裂缝、地质界面等地质构造的信息，实现有效地进行导向钻井，保障钻井轨迹符合预期要求。

本发明还提出一种具有上述探测岩性、地质界面和裂缝的方法的装置。

本发明还提出一种具有上述探测岩性、地质界面和裂缝的方法的计算机可读存储介质。

根据本发明的第一方面实施例的探测岩性、地质界面和裂缝的方法，包括，通过预置位置的声波传感器接收钻头钻破地层产生的声波信号，所述声波信号包括反射声波信号和直达声波信号；基于所述预置位置，通过分析所述反射声波信号，获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息，通过分析所述直达声波信号，获得钻头处地层的岩性信息以及钻头上方地层的地质信息。

根据本发明的一些实施例，分析所述直达声波信号获得钻头处地层的岩性信息的方法包括以下步骤：获取不同钻头钻破不同岩性地层产生的第一声纹，建立声纹库；基于所述声纹库，通过卷积神经网络进行深度学习训练，得到所述岩性与声纹特征的对应关系；通过预置位置的声波传感器接收钻头钻破地层产生的所述直达声波信号，进行傅里叶变换，得到所述直达声波相对应的第二声纹；根据所述岩性信息与所述声纹的对应关系，通过所述第二声纹得到钻头处地层的所述岩性信息。

根据本发明的一些实施例，分析所述直达声波信号获得钻头上方地层的地质信息的方法包括：根据VSP测井技术，通过射线追踪或偏移成像获得钻头至地面处的不同地层的所述地质信息。

根据本发明的一些实施例，对所述反射声波信号进行分析获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息包括：通过绕射扫描或偏移成像，对所述反射声波信号进行处理，获得钻头前方地质裂缝或地质界面的位置信息。

根据本发明的一些实施例，所述声波传感器的预置位置包括：钻头、与钻头连接的连接杆或者第一地面位置的其中至少一种，其中所述第一地面位置与井口的距离为一预设阈值。