應(yīng)用于鉆井地震數(shù)據(jù)的全部潛力正通過先進(jìn)的地層建模和新的快速成像技術(shù)日益成為現(xiàn)實(shí)。
鉆探規(guī)劃和執(zhí)行的主要投入是地震數(shù)據(jù)和井資料。由地質(zhì)目標(biāo)及斷層結(jié)構(gòu)信息和相關(guān)地層特性如孔隙壓力及壓裂梯度導(dǎo)向鉆井組建的地層模型有助于很好地確定地質(zhì)目標(biāo)并避免鉆井危險(xiǎn)。
對(duì)于油氣探井井位而言，最好的精度和解釋是必須的，因此，一切可用的信息需要進(jìn)行優(yōu)化組合，并采用最新的建模和成像技術(shù)。
由于技術(shù)和測量的不足及周轉(zhuǎn)時(shí)間的限制，使這種最佳的地震數(shù)據(jù)和井資料(隨鉆預(yù)測)一直沒有實(shí)現(xiàn)。但是，建模和新的快速精準(zhǔn)成像技術(shù)以及測井技術(shù)的新發(fā)展正在使這種最佳的組合成為現(xiàn)實(shí)。這種新的導(dǎo)鉆地震(SGD)已經(jīng)在Gulf of Mexico(GoM)鉆井中得到很好的應(yīng)用，充分顯示了其能夠?yàn)殂@井帶來潛在的價(jià)值。
地震鉆井項(xiàng)目的組件
這種方法不同于其它應(yīng)用程序的關(guān)鍵在于三個(gè)階段，第一個(gè)階段是體積小帶來的好處。鉆一口特定的井涉及體積包括設(shè)計(jì)好的井眼軌跡和井或地質(zhì)相鄰井位及鉆井?dāng)?shù)量的利益(DVI)，一般，DVI的大小要比采用其它地震成像應(yīng)用小的多，相對(duì)小的數(shù)據(jù)量允許使用先進(jìn)技術(shù)在DVI中建立和更新高分辨率地面模型(見圖 1)。
第二階段是集成鉆井信息。在一個(gè)鉆井工程中，至少有一口正在鉆的井，除此之外，還有一些大位移井。井測量的有效性如隨鉆時(shí)地震checkshots測量和垂直地震剖面(VSPs)，同時(shí)，采用地震信息集成優(yōu)化的技術(shù)可以約束地面建模如井約束層析成像，這些在鉆探中都是至關(guān)重要的。
第三階段，快速的周轉(zhuǎn)時(shí)間即需要及時(shí)決策鉆井。地面模型的建立/更新和重新成像的周轉(zhuǎn)時(shí)間需要在鉆井時(shí)間范圍內(nèi)完成，并及時(shí)為基線和隨鉆更新決策。新的、高端的成像算法如Gaussian信息包遷移法能夠?qū)?fù)雜地質(zhì)所要求的速度再次運(yùn)移。
鉆井挑戰(zhàn)
地震信息并不能滿足鉆井中所有的挑戰(zhàn)，但地震資料通過一些重要的資料信息有助于確定油氣探井井位。這包括：減少鉆井目標(biāo)位置的不確定性，包括套管點(diǎn)、斷層和目標(biāo)儲(chǔ)層;量化鉆井位置的不確定性。此外，地震數(shù)據(jù)通過反演可以改善儲(chǔ)層特征和確定結(jié)構(gòu)，同時(shí)還有助于通過危險(xiǎn)源辨識(shí)提高、孔隙壓力及壓裂梯度評(píng)估，避免鉆進(jìn)危險(xiǎn)，并減少和量化評(píng)估的不確定性，最終確定如天然氣水合物其它危險(xiǎn)區(qū)(見圖2)。
執(zhí)行鉆井項(xiàng)目
當(dāng)鉆一口特定的井時(shí)，要從一個(gè)SGD項(xiàng)目開始，就需確定預(yù)期中的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)地層基準(zhǔn)模型需要建立，并且在鉆井過程中要不斷更新該模型。項(xiàng)目的執(zhí)行主要有三個(gè)階段，在可行性研究階段，解決方案和預(yù)期的鉆井技術(shù)的挑戰(zhàn)(如遷移/反演技術(shù)的類型)需要確定(見圖3)。
現(xiàn)在的地震中，大位移井?dāng)?shù)據(jù)(可用的)和其它參考信息能夠用來分析確定它們是否適宜擬定的技術(shù)。分析解釋研究的重點(diǎn)是鉆探目標(biāo)。相關(guān)結(jié)構(gòu)、斷層位置及鉆井危險(xiǎn)的不確定措施得到了評(píng)估。這一階段以是否建議項(xiàng)目目標(biāo)得到滿足為結(jié)果的。
與一切預(yù)期鉆井有用信息的最好地層模型是在鉆井階段形成的。該模型是下一階段隨鉆時(shí)更新的起點(diǎn)。鉆井地層模型包括各向異性局部速度模型、深度遷移高分辨率成像、識(shí)別邊界與斷層與評(píng)估鉆井危險(xiǎn)。
最后階段是隨鉆更新階段。對(duì)于正在鉆探的井，該階段能夠提供DVI地球模型，這在勘探中是十分寶貴的。更新包括孔隙壓力和壓裂梯度估計(jì)，要求制作一個(gè)預(yù)定的時(shí)間表。
實(shí)時(shí)隨鉆測井(LWD)數(shù)據(jù)用于隨鉆更新。記錄模型LWD和中間電纜VSPs及測井用于更新鉆頭試驗(yàn)之間的模型和成像。局部各向異性速度更新通過使用反射層析得到，因此，模型與井?dāng)?shù)據(jù)和地震信息能夠保持一致。結(jié)構(gòu)深度圖像更新由大規(guī)模并行計(jì)算資源快速運(yùn)移。算法上的最新進(jìn)展如Gaussian信息包遷移進(jìn)一步減少了這些運(yùn)移的周轉(zhuǎn)時(shí)間。例如，LWD隨鉆測井、地震測井和電纜數(shù)據(jù)一起集中為偏移井良好的速度模型(見圖4)。
各向異性速度模型，由地震層析成像創(chuàng)建是在在幾個(gè)不同階段中建立的，其地震斷層垂直速度是受由井信息約束的。
對(duì)每個(gè)更新的地層模型而言，地面地震數(shù)據(jù)需在鉆井過程中通過不斷更新模型來重新成像，提高故障定位的精準(zhǔn)，以免影響鉆井和套管的決策。據(jù)預(yù)測所需要的套管定位的范圍是+/-50英尺 (15米)。當(dāng)鉆頭接近預(yù)期套管深度以上的約1,500 英尺(458米)時(shí)，該預(yù)測是采用重新成像技術(shù)來操作的。
鉆井規(guī)劃和執(zhí)行主要得益于一個(gè)精準(zhǔn)/高分辨率的地層模型，該模型是根據(jù)地震資料及很好的井信息建立的。采用最新的、準(zhǔn)確的成像技術(shù)和新測量井的有效性，SGD允許該地層模型進(jìn)行定期隨鉆，能夠優(yōu)化油氣探井井位，并使鉆井危險(xiǎn)得到很好的處理。
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