Статья: Построение геологической модели и прогнозного разреза

Программно-методическое обеспечение геолого-геофизической привязки забоя, реализующее определение местоположения забоя путем корреляции данных, полученных в процессе бурения по соседним скважинам и картам.

Подмодуль 1 обеспечивает сбор первичной геофизической информации, поступающей с различных датчиков аппаратурного модуля системы LWD. Количество обрабатываемых каналов в подмодуле может быть переменным, но в настоящее время оно рассматривается равным 7 (в соответствии с ТЗ), включающим гамма-каротаж, электрокаротаж, каротаж спонтанной поляризации, виброкаротаж, механический каротаж, кажущееся сопротивление пород по амплитуде и по фазе сигнала канала связи.

В подмодуле 1, в соответствии с информацией о проходимых глубинах ствола скважины, поступающей от бурового мастера, проводится осреднение, статистическая фильтрация, первичная увязка со скоростью бурения и формирование текущего обменного LAS-файла первичной информации, полученной LWD.

Основные требования к первичной информации измеренных параметров LWD определяются характером их дальнейшего использования. Так как для навигационных вычислений с помощью корреляции должна быть установлена идентификация горизонтов и основные подходы базируются на идеях поиска коррелятивных признаков, то не имеет большого значения метрология измеряемых параметров. Важно их приведение к условиям, позволяющим достоверно сравнивать относительные картины аномалий, поведение кривых текущих геофизических измерений LWD с измерениями стандартных геофизических методов на соседних скважинах и типовых нормальных разрезов.

Подмодуль 2 предполагает работу с текущим обменным LAS-файлом информации LWD, объединение его с LAS-файлами информации LWD, полученными на предыдущем этапе, с информацией, содержащейся в виде карт, таблиц и каротажных диаграмм в базе геолого-геофизической информации об окружающем околоскважинном пространстве. В процессе его работы проводится глубокая обработка данных инклинометрии в соответствии с аппроксимационными предположениями о пространственном искривлении скважин, приведение их к вертикали, при необходимости – к нормальному разрезу, построение структурных и трендовых поверхностей методами аналитической геометрии. Результатами обработки данного подмодуля будут несколько различных LAS-файлов с промежуточными результативными кривыми, необходимыми для графического представления траектории скважины в геологической среде околоскважинного пространства.

Подмодуль 3 обеспечивает работу с LAS-файлами геофизических кривых соседних скважин и объединенными текущими LAS-файлами бурящейся наклонно-направленной скважины. В процессе обработки проводится многократная корреляция кривых и установление соответствия глубин горизонтов в наклонно-направленной скважине с аналогичными в соседних скважинах. После установления идентичности горизонтов рассчитывается положение текущего забоя скважины относительно целевого пласта, в котором требуется расположить необходимым образом участок наклонно-направленной скважины. С этой целью рассчитываются расхождения между глубинами забоя бурящейся скважины и проектной траекторией скважины.

В процессе обработки во всех подмодулях рассчитываются промежуточные кривые ГИС, собранные в LAS-файлы различного вида, которые будут использоваться в программах графического представления.

Информация, накопленная в базе данных, является исходной для получения графического представления результатов обработки на экране монитора, облегчая тем самым процесс принятия решения при управлении бурением.

Визуальное представление реализуется через интерактивный выбор следующих окон, в которых реализуются следующие графические функции:

Нарисовать призму с возможностью ее поворота вокруг вертикальной оси, проходящей через устье наклонной скважины D.

Нарисовать инклинограмму в принятых масштабах.

Нарисовать многократно вертикальный разрез в задаваемых направлениях.

Нарисовать аксонометрию «занавесок»- следов траектории скважины на ряде вертикальных плоскостей, проходящих прямолинейные отрезки инклинограммы. Окончательная реализация данного рисунка будет зависеть от предварительного опробования.

Нарисовать корреляционную схему с кривыми ГИС (по заданию и выбору) для наклонной скважины (D) и любой из 3х вертикальных (A, B, C).

Дать на экране таблицу, в которой указаны расстояния от текущего положения долота до точки входа в пласт, угол входа в пласт, кратчайшее расстояние от текущей точки до пласта, направление скважины в текущей точке.

Обработка данных инклинометрии.

Данные инклинометрии могут обрабатываться различными методами, неравноценными с точки зрения математики, по точности результатов. В связи с этим ряд методов был опробован на модельных скважинах для оценки величины расхождений в результатах и выбора наилучшего. Учитывая необходимость работы программы в режиме реального времени, было решено использовать методы позволяющие обходится без использования большого объема памяти и сложных вычислений, что вполне допустимо, учитывая относительно малый шаг по глубине, с которым проводятся инклинометрические измерения. Данные методы позволяют для каждого интервала, соответствующего участку ствола скважины между двумя замерами, найти приращения по трем координатным осям X,Y,Z используя длину интервала и значения азимута и зенитных углов на концах интервала. Суммируя эти приращения и зная координаты точки привязки (для устья скважины (0,0,0), азимут= азимут1, зенит=0) можно определить текущее положение забоя и траекторию скважины.

Ниже приведены описания опробованных методов: (ось X на восток, ось Y на север, ось Z вниз)

Метод усреднения углов - исследуемый участок ствола скважины между двумя точками замера представляется отрезком прямой, причем зенитный угол и азимут на протяжении участка интерполяции принимаются равными средним арифметическим соответствующих углов замеренных на концах интервала. Приращения координат:

Dx = Dl* sin()*cos(), Dy = Dl* sin()*sin(),

(азимут с учетом перехода через нуль)

Dz = Dl*cos()

Балансный тангенциальный метод - исследуемый участок ствола скважины между двумя точками замера разбивается на два участка одинаковой длины: верхний и нижний. Каждый участок интерполируется отрезком прямой, причем зенитный угол и азимут прямой, интерполирующей верхний участок, принимаются равными соответствующим углам в верхней точке замера, а зенитный угол и азимут прямой, интерполирующей нижний участок, принимаются равными соответствующим углам в нижней точке замера. Приращения координат:

Dx = ,

Dy = ,

Dz = .

Метод кольцевых дуг - исследуемый участок ствола скважины между двумя точками замера представляется как дуга окружности. Каждая дуга лежит на наклонной плоскости, положение которой определяется по известным зенитным углам и азимутам в точках замера. Дуги проводятся таким образом, чтобы касательные вектора в точках замера были касательными к проводимым дугам. Радиус дуги определяется из условия, что длина дуги должна быть такой же, как измеренное по стволу скважины расстояние между точками замера.

Метод, основанный на предположении о линейном изменении параметров (метод трапеций) - предполагается, что на исследуемом участке траектории ствола скважины азимут и зенитный угол изменяются линейно:

, где , , где ,

тогда приращения координат: