CN113537520A - 一种断层位置定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断层位置定位方法，属于油气地质开发技术领域。本发明通过建立不同断层类型和不同参照井井型对应的断层定位模型，根据实际断层类型和参照井井型选择相对应的断层定位模型，基于所选择的断层定位模型和待定位断层的相关因素计算断层在不同顶面构造上的相对位置，实现对断层位置的定位。本发明能够适应不同的地层情况，快速准确的确定断层的位置。

Description

一种断层位置定位方法

技术领域

本发明涉及一种断层位置定位方法，属于油气地质开发技术领域。

背景技术

复杂断块油田通常含油面积较小且形态不规则，其储量规模直接受断层控制，在开发中要合理动用该类油田，必须提高对断层产状和位置的识别精度，如宽缓断层控制的断鼻油藏，及主断裂由于局部偏转形成断面转弯处，如何精细定位断层位置，钻穿各油层高点，对于提高油藏开发效果非常重要。目前断层定位所选取的参照井为直井，对于缺少直井的地方，难以进行对断层进行定位，影响定位精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种断层位置定位方法，以快速、准确地实现对断层位置的定位。

本发明为解决上述技术问题而提供一种断层位置定位方法，该定位方法包括以下步骤：

1)根据断层的断层类型、参照井井型建立相应的断层定位模型，其中断层类型指的是参照井与断层之间钻穿关系，参照井井型包括有直井和定向井，当参照井为定向井时，建立的断层定位模型考虑定向井井轨迹；当参照井为直井时，其对应的断层定位模型的因素包括断层视倾角、地层视倾角、断点距离目的层垂向距离和参照井距离断层某一方向的距离，当参照井为定向井时，其对应的断层定位模型除了与上述因素有关外，还包括定向井断点到目的层水平位移；

2)沿待定位断层的各剖面线选取经过剖面线且与断层较近的井作为参照井，获取沿各剖面线方向的地层倾角和断层倾角，以及断点距离目的层垂向距离；

根据待定位断层的断层类型和所选取的参照井井型选择相应的断层定位模型，将获取的数据代入到所选择的断层定位模型中，实现对断层的定位。

本发明通过建立不同断层类型和不同参照井井型对应的断层定位模型，根据实际断层类型和参照井井型选择相对应的断层定位模型，基于所选择的断层定位模型和待定位断层的相关因素计算断层在不同顶面构造上的相对位置，实现对断层位置的定位。本发明能够适应不同的地层情况，快速准确的确定断层的位置。

进一步地，当参照井为直井，钻穿关系包括有钻穿同向断层和钻穿反向断层；当参照井为定向井时，钻穿关系包括有定向井轨迹从低到高钻穿反向正断层、定向井轨迹从高到低钻穿反向正断层、定向井轨迹从低到高钻穿同向正断层、定向井轨迹从高到低钻穿同向正断层以及对应的目的层断失。

进一步地，当参照井为直井，参照井钻穿反向正断层和钻穿正向正断层对应的定位模型分别为：

其中L为参照井沿剖面线方向距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为断点距离目的层垂向距离。

进一步地，当参照井为直井，且目的层断失时，参照井钻穿反向断层和钻穿正向断层对应的定位模型分别为：

其中L为参照井沿剖面线方向断点距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为根据直井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。

进一步地，参照井为定向井，参照井井轨迹从低到高钻穿反向正断层和参照井井轨迹从高到低钻穿反向正断层对应的断层定位模型分别为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为断点距离目的层垂向距离，a为参照井断点到目的层水平位移。

进一步地，参照井为定向井，参照井井轨迹从高到低钻穿同向正断层和参照井井轨迹从低到高钻穿同向正断层对应的断层定位模型分别为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为断点距离目的层垂向距离，a为参照井断点到目的层水平位移。

进一步地，参照井为定向井，且目的层断失时，参照井井轨迹从低到高钻穿反向正断层和参照井井轨迹从高到低钻穿反向正断层对应的断层定位模型均为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向断点距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为根据参照井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。

进一步地，参照井为定向井，且目的层断失时，参照井井轨迹从高到低钻穿同向正断层和参照井井轨迹从低到高钻穿同向正断层对应的断层定位模型均为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向断点距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为根据参照井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。

附图说明

图1是本发明断层位置定位方法的流程图；

图2是本发明实施例中直井钻穿反向正断层的示意图；

图3是本发明实施例中直井钻穿同向正断层的示意图；

图4是本发明实施例中目的层缺失时直井钻穿反向正断层的示意图；

图5是本发明实施例中目的层缺失时直井钻穿同向正断层的示意图；

图6是本发明实施例中定向井由低到高钻穿反向正断层的示意图；

图7是本发明实施例中定向井由高到低钻穿反向正断层的示意图；

图8是本发明实施例中定向井由高到低钻穿同向正断层的示意图；

图9是本发明实施例中定向井由低到高钻穿同向正断层的示意图；

图10是本发明实施例目的层缺失时定向井由低到高钻穿反向正断层的示意图；

图11是本发明实施例目的层缺失时定向井由高到低钻穿反向正断层的示意图；

图12是本发明实施例目的层缺失时定向井由高到低钻穿同向正断层的示意图；

图13是本发明实施例目的层缺失时定向井由低到高钻穿同向正断层的示意图；

图14是本发明应用实例中某复杂断块油田剖面线位置示意图；

图15是本发明应用实例中某复杂断块油田f7号断层断面图；

图16是本发明应用实例中某断块油田Ⅳ油组顶面构造图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明根据井型、断层类型及定向井井轨迹沿构造的高低建立不同情况下对应的断层定位模型，根据实际井的井型、位置、断层类型等选取相应的断层定位模型进行计算，得到断层在不同顶面构造上的相应位置，实现对断层的精准定位。该定位方法的实现流程如图1所示，具体实施过程如下。

1.根据井型、断层类型及定向井井轨迹沿构造的高低建立不同的断层定位模型。

其中，在建立断层定位模型时考虑的井型主要有两类，分别是直井和定向井(斜井)；断层类型指的是参照井与断层之间钻穿关系，当参照井为直井，钻穿关系包括有钻穿同向断层和钻穿反向断层；当参照井为定向井时，钻穿关系包括有定向井轨迹从低到高钻穿反向正断层、定向井轨迹从高到低钻穿反向正断层、定向井轨迹从低到高钻穿同向正断层、定向井轨迹从高到低钻穿同向正断层以及对应的目的层断失情况。当参照井为直井时，其对应的断层定位模型只与断层视倾角α、地层视倾角β、断点距离目的层垂向距离H以及参照井距离断层任意方向距离L有关，当参照井为定向井时，其对应的断层定位模型除了与上述因素有关外，还与定向井断点到目的层水平位移a有关。

其中参照井为直井时，L为参照井在目的层顶面构造图上沿剖面线方向距断层距离；参照井为定向井时，L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向距断层距离；参照井为直井且目的层断失时：L为参照井在目的层顶面构造图上沿剖面线方向断点距断层距离；参照井为定向井且目的层断失时：L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向断点距断层距离。

具体而言，当参照井为直井，钻穿反向正断层时，如图2所示，参照井在目的层顶面构造图上沿剖面线方向距断层距离L与断层视倾角α、地层视倾角β、断点距离目的层垂向距离H的存在如下关系，该关系就是参照井为直井，钻穿反向正断层时的断层定位模型：

该模型的推导过程如下：

利用断面图和构造图可分别得到断层视倾角α、地层视倾角β，如图2所示，其存在以下关系：

h₁＝Ltanα

h₂＝Ltanβ

H＝h₁+h₂＝Ltanα+Ltanβ

H＝L(tanα+tanβ)从该关系中可以得到公式(1)。

当参照井为直井，钻穿正向正断层时，如图3所示，参照井距离断层任意方向距离L与断层视倾角α、地层视倾角β、断点距离目的层垂向距离H的存在如下关系，该关系就是参照井为直井，钻穿正向正断层时的断层定位模型(具体的推导过程与公式(1)类似，不再具体说明)：

对于参照井为直井而言，除了上述两种的情况外，还存在目的层断失的问题，当目的层断失，此时，H为根据邻近直井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。当目的层断失，且直径钻穿反向断层时，如图4所示，其对应的断层定位模型：

当目的层断失，且直径钻穿正向断层时，如图5所示，其对应的断层定位模型：

当参照井为定向井时，定向井轨迹可以由高到低钻穿断层，也可以由低到高钻穿断层，同时钻穿方式又分为正向钻穿和反向钻穿，因此，参照井为定向井时的断层定位模型包括有以几种。

如图6所示，参照井为定向井，定向井轨迹从低到高钻穿反向正断层，其对应的断层定位模型为：

该模型的推导过程如下：利用断面图和构造图可分别得到断层视倾角α、地层视倾角β，如图6所示，其存在以下关系：

h₁＝(L+a)tanα

h₂＝Ltanβ

H＝h₁+h₂＝(L+a)tanα+Ltanβ

H＝L(tanα+tanβ)+atanα

L(tanα+tanβ)＝H-atanα

从该关系中可以得到公式(5)。

如图7所示，参照井为定向井，定向井轨迹从高到低钻穿反向正断层，其对应的断层定位模型为：

如图8所示，参照井为定向井，定向井轨迹从高到低钻穿同向正断层，其对应的断层定位模型为：

如图9所示，参照井为定向井，定向井轨迹从低到高钻穿正向正断层，其对应的断层定位模型为：

除此之外，对于定向井而言，也存在着目的层断失，因此，按照上述四种定向井的情况，其对应的目的层断失情况下的定向井和断层之间的关系分别如图10-图13所示，其中H为根据定向井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。目的层断失，定向井轨迹从低到高钻穿反向正断层的结果如图10所示，对应的断层定位模型为：

如图11所示，目的层断失，定向井轨迹从高到低钻穿反向正断层，其对应的断层定位模型为：

如图12所示，目的层断失，定向井轨迹从高到低钻穿同向正断层，其对应的断层定位模型为：

如图13所示，目的层断失，定向井轨迹从低到高钻穿同向正断层，其对应的断层定位模型为：

本发明建立的断层定位模型共有12种，每种针对不同的井、断层和地层情况。

2.基于所选择的断层定位模型和待定位断层的相关因素计算断层在不同顶面构造上的相对位置，实现对断层位置的定位。

为了准确定位断层的平面位置，需要选取断层的若干条剖面线，沿各剖面线选取过剖面线上的井作为参照井，尽可能选取直井，如果是定向井，剖面线要过定向井轨迹，获取沿各剖面线方向的地层倾角和断层倾角，以及断点距离目的层垂向距离，若参照井为定向井，还需要获取定向井轨迹和断点到目的层水平位移，根据参照井井型、断层类型和定向井轨迹选取相应的定位模型，从而计算出参照井沿参照井所在剖面线方向距离断层的距离，可以得到断层在各个剖面线上的位置，实现对断层的定位。

实例

为了更好地说明本发明的可行性，现将本发明的断层定位方法应用到某一个具体的复杂断块油田的f7断层上，f7号断层走向扭动大，局部由北东向北东东偏转，f7号断层紧邻某复杂断块油田鼻状构造轴部。为了精准定位f7号断层平面位置，选取了10条剖面线，如图14所示，如果选取的参照井为定向井，则需要过定向井轨迹。沿剖面线方向地层视倾角可以根据图14构造图上高差和水平位移求得，断层的视倾角，可以根据断面图15求得，计算结果见表1。

已知剖面线上参照井的断层倾角，地层倾角、断点距离目的层垂向距离H，如表1所示，定向井还要知道断点到目的层的水平位移，根据参照井井型不同，f7号断层的倾向与地层倾向相反，即反向断层，考虑定向井井轨迹沿构造的高低在该区域可以用模型1、模型5、模型6、模型9来精准定位f7号断层的平面位置，计算结果如表1，根据求取f7号断层平面位置定位点示意图(见图16所示)。

表1

从该实例中可以看出，本发明能够根据实际断层类型和参照井井型选择相对应的断层定位模型，基于所选择的断层定位模型和待定位断层的相关因素计算断层在不同顶面构造上的相对位置，快速、准确地实现对断层位置的定位。

Claims (8)

1.一种断层位置定位方法，其特征在于，该定位方法包括以下步骤：

1)根据断层的断层类型、参照井井型建立相应的断层定位模型，其中断层类型指的是参照井与断层之间钻穿关系，参照井井型包括有直井和定向井，当参照井为定向井时，建立的断层定位模型考虑定向井井轨迹；当参照井为直井时，其对应的断层定位模型的因素包括断层视倾角、地层视倾角、断点距离目的层垂向距离和参照井距离断层某一方向的距离，当参照井为定向井时，其对应的断层定位模型除了与上述因素有关外，还包括定向井断点到目的层水平位移a；

2)选取待定位断层的若干条剖面线，沿各剖面线选取过剖面线上的且与断层较近的井作为参照井，获取沿各剖面线方向的地层倾角和断层倾角，以及断点距离目的层垂向距离；

根据待定位断层的断层类型和所选取的参照井井型选择相应的断层定位模型，将获取的数据代入到所选择的断层定位模型中，实现对断层的定位。

2.根据权利要求1所述的断层位置定位方法，其特征在于，当参照井为直井，钻穿关系包括有钻穿同向断层和钻穿反向断层；当参照井为定向井时，钻穿关系包括有定向井轨迹从低到高钻穿反向正断层、定向井轨迹从高到低钻穿反向正断层、定向井轨迹从低到高钻穿同向正断层、定向井轨迹从高到低钻穿同向正断层以及对应的目的层断失。

3.根据权利要求2所述的断层位置定位方法，其特征在于，当参照井为直井，参照井钻穿反向正断层和钻穿正向正断层对应的定位模型分别为：

其中L为参照井沿剖面线方向距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为断点距离目的层垂向距离。

4.根据权利要求2所述的断层位置定位方法，其特征在于，当参照井为直井，且目的层断失时，参照井钻穿反向断层和钻穿正向断层对应的定位模型分别为：

其中L为参照井沿剖面线方向断点距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为根据直井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。

5.根据权利要求2所述的断层位置定位方法，其特征在于，参照井为定向井，参照井井轨迹从低到高钻穿反向正断层和参照井井轨迹从高到低钻穿反向正断层对应的断层定位模型分别为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为断点距离目的层垂向距离，a为参照井断点到目的层水平位移。

6.根据权利要求2所述的断层位置定位方法，其特征在于，参照井为定向井，参照井井轨迹从高到低钻穿同向正断层和参照井井轨迹从低到高钻穿同向正断层对应的断层定位模型分别为：

其中L为参照井轨迹方向距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为断点距离目的层垂向距离，a为参照井断点到目的层水平位移。

7.根据权利要求2所述的断层位置定位方法，其特征在于，参照井为定向井，且目的层断失时，参照井井轨迹从低到高钻穿反向正断层和参照井井轨迹从高到低钻穿反向正断层对应的断层定位模型均为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向断点距断层的距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为根据参照井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。

8.根据权利要求2所述的断层位置定位方法，其特征在于，参照井为定向井，且目的层断失时，参照井井轨迹从高到低钻穿同向正断层和参照井井轨迹从低到高钻穿同向正断层对应的断层定位模型均为：

其中L为参照井在目的层顶面构造图上沿井轨迹方向断点距断层距离，α为断层视倾角，β为地层视倾角，H为根据参照井地层趋势推测目的层到断点下第一个小层的距离。

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