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        調(diào)整井地層孔隙壓力預(yù)測研究與應(yīng)用

        2014-02-19 05:40:16陳虹
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年23期
        關(guān)鍵詞:井深蓋層斷塊

        陳虹

        摘 要:大港油田老區(qū)塊進(jìn)入開發(fā)中后期,容易在開發(fā)層系外出現(xiàn)異常高壓層,為油田的后期開發(fā)、生產(chǎn)帶來隱患,同時對后期治理工作的順利實(shí)施造成嚴(yán)重影響。為滿足調(diào)整井鉆井需求,借鑒油藏?cái)?shù)值模擬方法、并利用Morita求蓋層壓力方法,本文介紹了求取現(xiàn)今地層孔隙壓力剖面的基本思路。

        關(guān)鍵詞:調(diào)整井;壓力預(yù)測;測井資料;地層壓力

        中圖分類號:TE21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        一、問題闡述

        大港油田老區(qū)水井套變嚴(yán)重,數(shù)量上升趨勢,影響后期開發(fā)。統(tǒng)計(jì)官128斷塊目前不同程度的套變水井已經(jīng)達(dá)到9口,帶病注水8口,由于水井的套變,導(dǎo)致無效注水,容易在開發(fā)層系外出現(xiàn)異常高壓層,為油田的后期開發(fā)、生產(chǎn)帶來隱患,同時對后期治理工作的順利實(shí)施造成嚴(yán)重影響。為滿足調(diào)整井鉆井需求,借鑒油藏?cái)?shù)值模擬方法、并利用Morita求蓋層壓力方法,本文介紹了求取現(xiàn)今地層孔隙壓力剖面的基本思路。

        二、調(diào)整井壓力預(yù)測基本方法

        1 基本思路。本文介紹通過傳統(tǒng)測井方法求取原始地層壓力,再結(jié)合Morita理論已知現(xiàn)今儲層壓力求取現(xiàn)今蓋層壓力,從而建立調(diào)整井地層壓力剖面的一套方法。

        2 原始地層壓力計(jì)算。聲波測井測量的是彈性波在地層中的傳播時間,聲波時差主要反映地層巖性、壓實(shí)程度和孔隙度。除了含氣層的聲波時差顯示高值或出現(xiàn)周波跳躍外,它受井徑、溫度及地層水礦化度變化的影響比其它測 井方法小得多。因此采用聲波時差評價和 、計(jì)算地層孔隙壓力比較有效。Eaton法地層孔隙壓力計(jì)算模型如式:

        Gp=Gop-( Gop-ρw)( △tn/△t)n

        式中:Gp井深H處的地層孔隙壓力當(dāng)量密度,g/cm3;Gop井深H處的上覆巖層壓力當(dāng)量密度,g/cm3;ρw井深H處的地層水密度,g/cm3;△tn井深H處的正常壓實(shí)時的聲波時差值,μs/ft;△t井深H處的實(shí)測聲波時差值,μs/ft;n Eaton指數(shù)。根據(jù)甲方提供的地層孔隙壓力實(shí)測數(shù)據(jù),經(jīng)分析計(jì)算,得到了適用于張家垛區(qū)塊的Eaton指數(shù)n=0.287,取地層水密度ρw =1.03g/cm3。

        3 現(xiàn)今地層孔隙壓力計(jì)算。油田進(jìn)入開發(fā)中后期階段,儲層壓力發(fā)生不同程度的衰竭,儲層壓力衰竭造成蓋層與儲層之間存在壓力差,即使泥頁巖蓋層滲透率很低,長時間開發(fā)也會造成蓋層和儲層之間產(chǎn)生壓力傳遞,造成蓋層孔隙壓力下降,進(jìn)而影響井壁穩(wěn)定。根據(jù)Morita的研究,粗略估計(jì)對評價蓋層中瞬態(tài)壓力降低非常有必要,假設(shè)儲層壓力隨著時間呈線性降低,且蓋層中的流動也是呈線性的,如圖1所示。雖然泥頁巖在脫水時孔隙度和滲透率發(fā)生了變化,但是不影響預(yù)測蓋層瞬時孔隙壓力。儲層壓力衰竭對蓋層孔隙壓力的影響規(guī)律為:

        上式中各個參數(shù)的含義為:P現(xiàn)今蓋層壓力,MPa;Pi原始蓋層壓力,MPa;Pr衰竭后儲層壓力,MPa;z蓋層到儲層頂部的垂直距離,m;tc時間,年。其中λ是與儲層滲透率、壓縮系數(shù)和孔隙度相關(guān)的常數(shù),且,c1=2.6368×104,k儲層滲透率,φ孔隙度,μ粘度,c孔隙壓縮率。其中erfc是誤差函數(shù),分別代入系數(shù)a1=0.0705230784,a2=0.0422820123,a3=0.0092705272,a4=0.0001520143, a5=0.0002765672,a6=0.0000430638,ε是一個無窮小的量,則通過下面公式可以計(jì)算得到的值。

        erfc(x)=1-erf(x)=1/(1+a1x+a2x2+a3x3+ a4x4+a5x5+a6x6)16+ε

        由計(jì)算公式可以看出,一定時間內(nèi),衰竭儲層上部一定范圍蓋層的孔隙壓力會受到儲層壓力衰竭的影響,影響程度與蓋層到儲層頂部的垂直距離、儲蓋層的孔隙度、滲透率和壓縮系數(shù)等參數(shù)有關(guān)。

        三、應(yīng)用效果評價

        應(yīng)用上述調(diào)整井地層孔隙壓力預(yù)測方法,對官128斷塊11口已鉆井進(jìn)行地層孔隙壓力預(yù)測及符合率統(tǒng)計(jì),結(jié)果見表1、表2。

        根據(jù)分析結(jié)果,官128斷塊油田原始地層壓力為正常壓力梯度,預(yù)測符合率達(dá)到96%,經(jīng)過多年開釆后,對現(xiàn)今壓力進(jìn)行預(yù)測,符合率達(dá)到87%。

        結(jié)語

        (1)官128斷塊原始地層孔隙壓力:主力開發(fā)層系孔一段棗Ⅴ以上基本屬于正常壓力體系,孔隙壓力當(dāng)量密度在0.95~1.15 g/cm3之間;在主要儲層孔一段棗Ⅴ(井深2000m左右)出現(xiàn)異常壓力地層,孔隙壓力當(dāng)量密度在1.00~1.30 g/cm3之間?,F(xiàn)今地層孔隙壓力:經(jīng)過15年開采,官128斷塊地層壓力衰竭至0.96左右。(2)該方法比較簡單,實(shí)用性較強(qiáng),既能及時解決調(diào)整井壓力預(yù)測的難題,提供較為準(zhǔn)確的地層孔隙壓力數(shù)據(jù),又能減少鉆井投入成本,為鉆井安全、科學(xué)施工提供依據(jù)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]樊洪海.地層孔隙壓力預(yù)測檢測新方法研究[M].北京:石油大學(xué)出版社,2001.

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