基于随钻地震的钻井指导方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于随钻地震的钻井指导方法、系统、设备及存储介质，本发明专利技术通过收集钻井过程产生的岩屑，并对其进行数字处理，得到岩心孔隙结构模型，即利用数字岩屑技术实时地提供钻井过程中所遇地层的物性参数信息，可对钻遇层位进行迅速、准确的判断和预测，能够为随钻地震钻井数据的处理提供非常精确的地层数据和地层速度模型，达到指导现场钻进决策的目的。另外，本发明专利技术将数字岩屑信息作为随钻地震钻井数据的补充，能够更加精细地实现初始速度模型的建立，在常规速度反演的公式基础上，增加了数字岩屑的层位、速度和各向异性约束，极大地提高地震数据处理质量，提高随钻地震技术的精度。

Drilling guidance method, system, equipment and storage medium based on seismic while drilling

【技术实现步骤摘要】
基于随钻地震的钻井指导方法、系统、设备及存储介质
本专利技术涉及地质钻井
，具体涉及一种基于随钻地震的钻井指导方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
随钻地震技术在深层地震勘探中发挥着重要作用，随钻地震可以在钻探过程中提供包括三维孔隙压力预测、精确的钻头前构造成像更新等重要地球物理参数，从而可以优化钻进轨迹。随钻地震技术是一项公认的世界性难题，发展至今仍然没有形成一套完善的采集方法及其相应的处理技术。利用随钻地震数据最终是需要精确获取岩层的波阻抗、反射系数、衰减、层速度、泊松比、地层各向异性等地球物理特征，作为钻井过程中实时监测的手段，能及时为钻井工程师和决策者提供相关信息。总体来说，随钻地震技术是在钻井过程中，利用钻进过程中的各种信息，包括测井和微地震等信息，采用井下接收、地表接收等方式，进行数据处理和分析，进而实现地震波的精细成像。在现有的方法技术中，井下检波器接收信息(VSP)的方式较为常用，但是该方法施工成本较高，且取得的信息精确度不高，极大地制约了随钻地震技术的应用；由于速度模型不准确，现有地震存在成像深度误差且地质体识别分辨率难以达到要求，需研究通过随钻地震方法增加观测信息，实时更新速度场及成像结果，进而优化钻进路线，降低风险。此外，目前基于射线的层析反演等速度反演方法，均是欠定问题，亟需充分的钻井信息进行补充。另外，在现有技术中，尚未有采用数字岩屑技术进行随钻地震数据补充的，数字岩屑能够进行地下岩性识别，从而实现精细层位标定、速度建模、泊松比分析、精细成像等。数字岩屑是根据岩石微观结构信息重建反映岩石真实孔隙空间的三维数字岩心的技术，能够从微观尺度提供岩石的声学特征，包括纵横波速度等信息，同时提供岩石孔隙度、泊松比等信息，岩屑作为第一手直观资料，其价值没有被有效利用和深度挖掘，所以，如何将数字岩屑技术与随钻地震钻井结合，成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有随钻地震钻井中的数据补充未与数字岩屑技术相结合，所存在的信息精度不高、速度模型不准确和速度反演欠定的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用数字岩屑技术，作为随钻地震钻井中的数据补充，从而提高地震数据信息的准确性和速度模型的精确性，进而实现随钻地震钻井精确度的方法、系统、设备及存储介质。本专利技术所采用的技术方案为：一种基于随钻地震的钻井指导方法，包括钻井阶段和钻井路径修正阶段；所述钻井阶段包括以下步骤：S101.获取待钻井地区的地震偏移剖面图；S102.根据所述地震偏移剖面图确定钻井路径，并进行钻井；所述钻井路径修正阶段包括以下步骤：S103.根据预设标准，收集钻井时所产生的岩屑，并对收集的岩屑进行数字处理，得到待钻井地区某一深度下的岩心孔隙结构模型；S104.根据所述岩心孔隙结构模型，获取该深度下岩心的纵波速度、横波速度、层密度和精细层位信息；S105.利用岩心的所述纵波速度、所述横波速度、所述层密度和所述精细层位信息，更新所述地震偏移剖面图，并根据更新后的地震偏移剖面图，修正所述钻井路径；S106.重复所述步骤S103～S105，直至钻井完成。作为上述技术方案的优选，所述步骤S101中获取待钻井地区的地震偏移剖面图具体包括以下步骤：S101a.获取待钻井地区的地震数据和初始速度模型，其中，所述初始速度模型包括纵横波速度模型V，第一各向异性参数δ和第二各向异性参数ε；S101b.对所述地震数据和所述初始速度模型进行偏移处理，处理完毕后，得到所述待钻井地区的地震偏移剖面图。作为上述技术方案的优选，所述步骤S105中更新所述地震偏移剖面图包括以下步骤：S105a.根据所述纵波速度、所述横波速度、所述层密度和所述精细层位信息，约束所述纵横波速度模型V、所述第一各向异性参数δ和所述第二各向异性参数ε更新，得到新纵横波速度模型V1、新第一各向异性参数δ1和新第二各向异性参数ε1；S105b.用所述新纵横波速度模型V1、所述新第一各向异性参数δ1和所述新第二各向异性参数ε1替换所述步骤S101b中初始速度模型中的纵横波速度模型V，第一各向异性参数δ和第二各向异性参数ε，替换完毕后，与所述地震数据一起进行偏移处理，处理完成后，得到更新后的地震偏移剖面图。作为上述技术方案的优选，所述步骤S105a中包括以下步骤：S105a1.根据所述岩心孔隙结构模型和所述地震偏移剖面图，分别建立所述岩心孔隙结构模型中岩心与深度的对应关系以及所述地震偏移剖面图中岩心与深度的对应关系；S105a2.根据所述岩心孔隙结构模型得到速度参数Vr，然后利用所述速度参数Vr、所述岩心孔隙结构模型中岩心与深度的对应关系以及所述地震偏移剖面图中岩心与深度的对应关系，约束速度反演，反演完毕后，得到所述新速度模型V1、所述新第一各向异性参数δ1和所述新第二各向异性参数。作为上述技术方案的优选，所述步骤S105a2中包括以下步骤：根据所述岩心孔隙结构模型中岩心与深度的对应关系和所述地震偏移剖面图中岩心与深度的对应关系，得到在同一深度下，岩心孔隙结构模型中岩心与地震偏移剖面图中岩心的深度差ΔZ；利用所述纵横波速度模型V，计算射线传播路径，并得到入射射线Ss、出射射线Sr、射线出射角θ以及地层倾角β；根据公式，计算走时残差Δt，其中，式中，ΔV为待求速度变化量；利用所述走时残差Δt和所述速度参数Vr，并根据公式进行速度反演，其中速度反演的公式为：式中，t′＝t+Δt，t为地震偏移剖面图上标志层的反射时间，可通过射线积分∫RaySg(V,δ,ε)dl得到，式中，积分Ray表示从激发点到接收点的路径过程，l表示射线传播路径，Sg(V,δ,ε)代表由所述纵横波速度模型V、所述第一各向异性参数δ和所述第二各向异性参数ε计算得到的群速度倒数，f(|V+ΔV-Vr|)代表所述速度参数Vr的约束项，且V+ΔV＝V1，δ+Δδ＝δ1，ε+Δε＝ε1。作为上述技术方案的优选，在所述步骤S105a1中，还可进行如下步骤：根据所述岩心孔隙结构模型和所述地震偏移剖面图，对待钻井地区某一深度下的岩心进行精细层位解释。作为上述技术方案的优选，所述步骤S101b中进行偏移处理的方法包括Kirchhoff积分法、频域-波数域方法或有限差分法。本专利技术还提供了另一种技术方案：一种使用所述基于随钻地震的钻井指导方法的系统，包括地震偏移剖面图生成模块、钻井路径生成模块、岩屑数字处理模块和岩屑数据获取模块；所述地震偏移剖面图生成模块用于生成待钻井地区的地震偏移剖面图；所述钻井路径生成模块，通信连接所述地震偏移剖面图生成模块，用于根据所述地震偏移剖面图生成钻井路径；所述岩屑数字处理模块，用于对钻井时产生的岩屑进行数字处理，得到待钻井地区某一深度下的岩心孔隙结构模型；所述岩屑数据获取模块，通信连接所述岩屑数字处理模块，用于根据所述岩心孔隙结构模型，获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于随钻地震的钻井指导方法，其特征在于，包括钻井阶段和钻井路径修正阶段；/n所述钻井阶段包括以下步骤：/nS101.获取待钻井地区的地震偏移剖面图；/nS102.根据所述地震偏移剖面图确定钻井路径，并进行钻井；/n所述钻井路径修正阶段包括以下步骤：/nS103.根据预设标准，收集钻井时所产生的岩屑，并对收集的岩屑进行数字处理，得到待钻井地区某一深度下的岩心孔隙结构模型；/nS104.根据所述岩心孔隙结构模型，获取该深度下岩心的纵波速度、横波速度、层密度和精细层位信息；/nS105.利用岩心的所述纵波速度、所述横波速度、所述层密度和所述精细层位信息，更新所述地震偏移剖面图，并根据更新后的地震偏移剖面图，修正所述钻井路径；/nS106.重复所述步骤S103～S105，直至钻井完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于随钻地震的钻井指导方法，其特征在于，包括钻井阶段和钻井路径修正阶段；
所述钻井阶段包括以下步骤：
S101.获取待钻井地区的地震偏移剖面图；
S102.根据所述地震偏移剖面图确定钻井路径，并进行钻井；
所述钻井路径修正阶段包括以下步骤：
S103.根据预设标准，收集钻井时所产生的岩屑，并对收集的岩屑进行数字处理，得到待钻井地区某一深度下的岩心孔隙结构模型；
S104.根据所述岩心孔隙结构模型，获取该深度下岩心的纵波速度、横波速度、层密度和精细层位信息；
S105.利用岩心的所述纵波速度、所述横波速度、所述层密度和所述精细层位信息，更新所述地震偏移剖面图，并根据更新后的地震偏移剖面图，修正所述钻井路径；
S106.重复所述步骤S103～S105，直至钻井完成。


2.根据权利要求1所述的一种基于随钻地震的钻井指导方法，其特征在于，所述步骤S101中获取待钻井地区的地震偏移剖面图包括以下步骤：
S101a.获取待钻井地区的地震数据和初始速度模型，其中，所述初始速度模型包括纵横波速度模型V，第一各向异性参数δ和第二各向异性参数ε；
S101b.对所述地震数据和所述初始速度模型进行偏移处理，处理完毕后，得到所述待钻井地区的地震偏移剖面图。


3.根据权利要求2所述的一种基于随钻地震的钻井指导方法，其特征在于，所述步骤S105中更新所述地震偏移剖面图包括以下步骤：
S105a.根据所述纵波速度、所述横波速度、所述层密度和所述精细层位信息，约束所述纵横波速度模型V、所述第一各向异性参数δ和所述第二各向异性参数ε更新，得到新纵横波速度模型V1、新第一各向异性参数δ1和新第二各向异性参数ε1；
S105b.用所述新纵横波速度模型V1、所述新第一各向异性参数δ1和所述新第二各向异性参数ε1替换所述步骤S101b中初始速度模型中的纵横波速度模型V，第一各向异性参数δ和第二各向异性参数ε，替换完毕后，与所述地震数据一起进行偏移处理，处理完成后，得到更新后的地震偏移剖面图。


4.根据权利要求3所述的一种基于随钻地震的钻井指导方法，其特征在于，所述步骤S105a中包括以下步骤：
S105a1.根据所述岩心孔隙结构模型和所述地震偏移剖面图，分别建立所述岩心孔隙结构模型中岩心与深度的对应关系以及所述地震偏移剖面图中岩心与深度的对应关系；
S105a2.根据所述岩心孔隙结构模型得到速度参数Vr，然后利用所述速度参数Vr、所述岩心孔隙结构模型中岩心与深度的对应关系以及所述地震偏移剖面图中岩心与深度的对应关系，约束速度反演，反演完毕后，得到所述新速度模型V1、所述新第一各向异性参数δ1和所述新第二各向异性参数ε1。


5.根据权利要求4所述的一种基于随钻地震的钻井指导方法，其特征在于：所述步骤S105a2中包括以下步骤：
根据所述岩心孔隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒梦珵，梁瑶，舒国旭，高正辉，霍守东，
申请(专利权)人：南京加宝囤信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32