[发明专利]水平井钻井方法和装置

说明书

本申请实施例提供了一种水平井钻井方法和装置，其中，该方法包括以下步骤：获取地震资料和测井资料；根据地震资料和测井资料，建立平衡控制差分方程、相容控制差分方程、单点应力应变方程和单井点约束条件方程；根据上述方程，建立地应力综合方程，进而建立目标函数；根据目标函数，进行地应力反演求解，得到目标地层的地应力；根据目标应力进行水平井钻井。由于该方案在通过连续介质平衡方程考虑了区域整体的应力分布的同时，通过单点物理方程考虑了局部扰动的影响，因而解决了现有的确定地应力方法存在的适用范围有限，确定地应力不准确、误差大的技术问题，达到了能较准确确定复杂地质条件下多尺度特征的目标地层的地应力目的。

技术领域

本申请涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种水平井钻井方法和装置。

背景技术

在进行地球物理勘探的过程中，在进行水平井钻井时，往往需要获取目标地层的地应力作为水平井钻井的参考依据。例如，在具体进行页岩气勘探开发时，一般会先针对目标区域页岩储层特征的地应力进行综合预测，然后根据求解得到的地应力分布数据进行相应的页岩气勘探开发甜点预测、相应的压裂工程设计或者目标区域内的水平井钻井施工。

目前，常用的水平井钻井方法中用于确定目标地层的地应力的方法主要有以下两种方法：

第一种，基于单点应力-应变方程的应力计算方法(例如，可以包括各向异性法，板壳法等)。

该方法主要根据地应力的局部扰动，计算单点应力，即关注于地应力场的小尺度特征，进而确定待测区域的地应力。

然而，由于该方法只利用了单点物理关系进行预测。因此，得到的地应力结果整体趋势不明显，受地震资料品质影响较大，在对目标区域的整体地应力进行预测时，误差会相对比较大。

第二种，基于连续介质平衡方程的应力场模拟方法(例如：应力场建模方法)。

该方法主要根据地应力的整体趋势，计算整体的地应力场。即关注于地应力场的大尺度特征，进而确定待测区域的地应力。

然而，由于该方法主要考虑的是整体情况，具体实施时，往往还需要精细处理断层接触关系、裂缝特征及应力边界条件。因此，该方法往往只能提供一个较为光滑的应力预测结果，但是无法描述局部扰动特征，对于局部的预测结果往往不准确。

由上述分析可以看出，上述两种水平井钻井方法都存在适用范围有限，确定的地应力不准确、误差大的技术问题。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种水平井钻井方法和装置，以解决现有的水平井钻井方法中存在的适用范围有限，确定的地应力不准确、误差大的技术问题。

本申请实施例提供了一种水平井钻井方法，包括：

获取地震资料和测井资料；

根据所述地震资料和所述测井资料，建立平衡控制差分方程、相容控制差分方程、单点应力应变方程和单井点约束条件方程；

根据所述平衡控制差分方程、相容控制差分方程、所述单点应力应变方程和所述单井点约束条件方程，建立地应力综合方程；

根据所述地应力综合方程建立目标函数；

根据所述目标函数，进行地应力反演求解，得到目标地层的地应力；

根据所述目标地层的地应力，进行水平井钻井。

在一个实施方式中，所述平衡控制差分方程为：

其中，A为平衡控制差分方程算子，为网格化的水平应力，B为相容控制差分方程算子，为网格化的水平应变。