文档介绍：调整井复杂地层压力预测新技术
肖国益刘东峰张伟张茗
(中原石油勘探局钻井工程技术研究院;河南濮阳 457001)
摘要:本文就调整井地层压力紊乱、难以预测的突出问题,在调查研究的基础上全面分析了引起此问题的原因,阐述了中原油田近几年来在开展调整井地层孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力等四个压力剖面的综合研究方面取得的新进展,结合岩石的力学特性和岩石与水基钻井液物化耦合对井壁稳定性的影响而进行了综合分析研究,并对调整井的长期生产层位引入了数值模拟的动态压力预测方法,在多种方法的叠加处理下,提高了对调整井井下复杂情况的预见性,再以四个压力剖面为基础优化和提高了井身结构设计的合理性,为现场预防与制定处理调整井开发层段井下复杂情况的措施提供了技术支撑。
关键词:调整井复杂地层静态压力动态压力预测新技术应用
作者简介:肖国益,1989年毕业于西南石油学院,钻井专业,高级工程师,现任技术信息研究所所长
前言
在过去近二十年的开发中,由于断块油气田的特点,井网复杂,注采不平衡,致使地层孔隙结构、地层裂缝、断层情况和地应力的分布都发生了很大的变化,原有的仅仅依靠地层压实规律预测地层的孔隙压力已经无法满足开发中后期油田的压力预测要求,而且对于近几年才广泛提出的地层坍塌压力、漏失压力的预测更是没有合理的方法而难以定量预测。在国内,从九十年代初开始,有关研究单位先后开展了井壁稳定的力学研究工作,九十年代末期有关石油院校在进行力学研究的同时,也开始研究了水基泥浆对地层性能的物理、物理化学作用的影响关系,逐步提出了岩石力学--泥浆化学及其耦合作用来研究井壁稳定问题的方法。中原油田在协作攻关和深入研究的基础上,根据油田地质特点,逐步解决了四个压力剖面的综合预测技术及其应用问题,取得了较好的效果。
一、复杂压力系统对钻井施工的影响
中原油田是典型的小断块复杂压力油气藏,油藏埋藏深,地层压力高,长期的开发生产,使地层的压力系统变得极为复杂,地质构造和岩性复杂,使得井眼不稳定问题突出。特别是在调整井区块中,长期存在的由于井网复杂,层间差异大。注采不平衡,地层压力系统由原来静态的压力层系变为动态的多压力层系,使得地下压力系统十分紊乱,在打调整井时,井身结构难以优化和钻井液密度难以确定;常常发生井涌、井漏、井塌、卡钻和固井质量不合格、甚至工程报废等复杂情况事故,钻井安全受到极大威胁,制约了钻井速度的提高,损失了大量的工作时间,在一定程度上也造成了油气层的污染,经济损失严重。所以,开展调整井地层压力剖面的预测与监测方法研究就显得非常有必要。
提供准确的地层压力剖面是井身结构设计和钻井液密度确定的基础;是钻井液体系设计的重要参考依据;是预防和减少井下复杂情况的关键;是提高井眼质量和固井质量的重要途径。
尽管多年来,地层压力预测技术得到了进一步发展和应用,井下各种复杂情况有所减少,但由于区块地质情况复杂和井况日益恶化,导致井下复杂情况的发生情况依然十分严重。据统计,中原油田在2001至2003年间共发生井涌55井次,井漏310井次,卡钻130余井次,复杂事故80余井次,各类事故的损失时间达2×104h左右,经济损失惨重。尤其是以文东、濮城、卫城等深层、高压、低渗区块的复杂情况最为典型和突出。
二、中原油田地层压力预测技术的开展情况
为了解决这些突出问题和矛盾,20