白曉飛,周博,董長銀,王方智,劉霄,甘凌云,任今明
(1.中國石油 塔里木油田分公司a.油氣工程研究院;b.東河氣田開發(fā)部,新疆 庫爾勒 841000;2.中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院,山東 青島 266580)
碳酸鹽巖是重要的石油與天然氣儲(chǔ)集層類型[1-6]。國內(nèi)外碳酸鹽巖油氣藏,尤其是深層碳酸鹽巖油氣藏,其完井方式以裸眼完井為主[7-13],鉆井和開采過程中的井壁失穩(wěn)是此類油氣藏開發(fā)常見的工程問題之一[14-19]。碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)機(jī)理及影響因素復(fù)雜,但常見的失穩(wěn)形式主要是井壁坍塌、蠕變縮頸等宏觀失穩(wěn)形式[20-27]。前人對碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的宏觀失穩(wěn)力學(xué)機(jī)理及預(yù)測開展了大量研究,形成了對機(jī)理、預(yù)測模型、失穩(wěn)規(guī)律等的基本認(rèn)識[28-30]。塔里木盆地哈拉哈塘油田儲(chǔ)集層為典型的深層奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層,在開采過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的井壁失穩(wěn)現(xiàn)象[31-32]。根據(jù)大量的井壁失穩(wěn)井作業(yè)資料分析,哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)除了井壁坍塌外,還有堵塞井筒和產(chǎn)層的現(xiàn)象,與傳統(tǒng)的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)有很大不同。前人的研究主要基于定性分析,對井壁失穩(wěn)的具體形式、機(jī)理及主控因素尚不明確[31-32]。本文根據(jù)沖撈砂作業(yè)資料及沖撈砂樣顆粒粒徑和礦物組分,系統(tǒng)分析哈拉哈塘油田碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)形式、機(jī)理及井筒堵塞物來源,并利用灰色關(guān)聯(lián)法確定井壁失穩(wěn)主控因素,為研究區(qū)新井失穩(wěn)預(yù)防和老井失穩(wěn)治理提供依據(jù)。
哈拉哈塘油田位于塔里木盆地塔北隆起,面積為6 524 km2,主要包括哈6、熱普、新墾、金躍、富源、哈得和躍滿區(qū)塊,主要開發(fā)層系為奧陶系。研究區(qū)奧陶系碳酸鹽巖自上而下依次為良里塔格組、吐木休克組、一間房組和鷹山組。其中吐木休克組為非生產(chǎn)層,良里塔格組為非主力生產(chǎn)層,一間房組和鷹山組為主力生產(chǎn)層。
良里塔格組上部為顆?;?guī)r,下部以瘤狀灰?guī)r為主;非生產(chǎn)層吐木休克組頂界埋深6 231~7 496 m,厚度約20 m,為泥灰?guī)r段,巖性以顆粒泥晶灰?guī)r和泥晶灰?guī)r為主,泥質(zhì)含量高。主力生產(chǎn)層一間房組頂界埋深6 250~7 511 m,厚度80~120 m,儲(chǔ)集層壓力66.6~89.9 MPa,溫度139~156 ℃;儲(chǔ)集層巖性主要為多類型灰?guī)r,縫洞以泥質(zhì)、方解石和黃鐵礦半充填或全充填為主。主力生產(chǎn)層鷹山組頂界埋深6 308~7 809 m,厚度約340 m;儲(chǔ)集層壓力67.0~136.4 MPa,溫度150~158 ℃,平均溫度153 ℃;儲(chǔ)集層主要為巨厚層灰?guī)r。多數(shù)井僅鉆至鷹山組一段,少數(shù)井鉆至鷹山組二段。
良里塔格組儲(chǔ)集空間以裂縫、溶蝕孔洞和巖溶洞穴為主,其中裂縫較為發(fā)育,縫洞內(nèi)以方解石、重晶石和螢石半充填或全充填;儲(chǔ)集層孔隙度為0.18%~6.37%,滲透率為0.015~36.600 mD,滲透性較差。一間房組和鷹山組受巖溶及斷裂影響,儲(chǔ)集層發(fā)育,是哈拉哈塘油田最重要的生產(chǎn)層。一間房組基質(zhì)孔隙不發(fā)育,儲(chǔ)集空間以裂縫、溶蝕孔和巖溶洞穴為主,裂縫走向以50°~80°為主,以高角度裂縫為主。鷹山組儲(chǔ)集層基質(zhì)孔隙不發(fā)育,儲(chǔ)集空間以裂縫、溶蝕孔洞和巖溶洞穴為主;儲(chǔ)集層孔隙度為0.69%~12.80%,滲透率為0.080~4.600 mD。
哈拉哈塘油田共有451口油井鉆揭奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層,其中裸眼完井占95.4%,篩管完井占3.7%,射孔完井占0.9%。投產(chǎn)初期多為自噴生產(chǎn),自噴生產(chǎn)期內(nèi)存在明顯井壁失穩(wěn)的油井超過30%。
哈拉哈塘油田主要通過探砂作業(yè)證實(shí)井壁失穩(wěn)。井壁失穩(wěn)井會(huì)出現(xiàn)油壓突然降低,產(chǎn)量大幅下降甚至停產(chǎn),關(guān)井后壓力仍能恢復(fù)到垮塌前狀態(tài)。對于此類井進(jìn)行探砂作業(yè),出現(xiàn)砂面增高,撈砂筒撈出砂、泥、大塊垮塌物等。據(jù)探砂作業(yè)統(tǒng)計(jì),截至2020年10月,哈拉哈塘油田出現(xiàn)井壁垮塌和泥砂堵塞超過160井次,主要發(fā)生在自噴生產(chǎn)期,井壁失穩(wěn)以裸眼完井的直井為主,側(cè)鉆井和定向井也有失穩(wěn)發(fā)生。
哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖油藏油井生產(chǎn)過程中,井壁失穩(wěn)導(dǎo)致井筒堵塞,生產(chǎn)動(dòng)態(tài)上主要表現(xiàn)為油壓短期內(nèi)大幅降低,產(chǎn)量大幅度下降甚至停產(chǎn),壓力和產(chǎn)量的變化速度明顯超出自然遞減規(guī)律。油井停產(chǎn)后,使用硬探或軟探作業(yè)探砂面發(fā)現(xiàn)砂面增高數(shù)十米至上百米,使用撈砂筒撈砂或沖砂,獲得大量油泥、巖屑及大塊垮塌物。多數(shù)井的井筒堵塞物中,既有巖塊和巖屑,也有大量的泥砂。
以金躍區(qū)塊JY104 井為例,該井初期自噴生產(chǎn),前期生產(chǎn)穩(wěn)定,產(chǎn)量和油壓均緩慢下降;但一段時(shí)間后,油壓和產(chǎn)量均出現(xiàn)短期的大幅度下降。2015 年10 月,進(jìn)行沖撈砂作業(yè),下通井刮壁一體化管柱至7 212.69 m 遇阻,表明井底被砂埋,砂埋沉砂管內(nèi)有90 cm 沉砂;下沖砂管柱至5 593.28 m 遇阻,沖砂進(jìn)尺50.76 m,出口返出砂約400 L;進(jìn)行負(fù)壓撈砂,撈杯內(nèi)撈獲巖屑、水泥塊(最大長40 mm、寬25 mm、厚8 mm)及少量絲狀鐵屑共約2 L,沖砂出口返出砂約15 L。經(jīng)初步分析,井筒堵塞物多為地層砂和巖屑,砂埋層位為吐木休克組至一間房組,砂埋厚度36.31 m。通過沖撈砂作業(yè)初步分析,失穩(wěn)井撈出物中包含大小不等的巖塊和片狀礫石,也包含碎屑、細(xì)小顆粒狀礫石、細(xì)砂、泥等,證實(shí)了油井的失穩(wěn)現(xiàn)象。
在FY202井中沖撈砂獲取的井筒堵塞物如圖1所示,撈砂井段7 389.71—7 397.05 m。利用振動(dòng)篩分法,共分為12 個(gè)粒徑區(qū)間,依次為大于4.75 mm、3.35~4.75 mm、2.36~3.35 mm、2.00~2.36 mm、1.70~2.00 mm、1.18~1.70 mm、1.00~1.18 mm、0.85~1.00 mm、0.60~0.85 mm、0.42~0.60 mm、0.30~0.42 mm和小于0.30 mm。
根據(jù)初步篩分結(jié)果,按照碎屑巖粒度分級標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5368—2016,該樣品中礫石占51.05%,以中—細(xì)礫為主;砂泥占48.95%,以中—粗砂為主(圖2)。
為了解較細(xì)組分的砂粒粒徑及其分布特征,對圖2 樣品中的粒徑小于3 mm 的樣品隨機(jī)抽取5 個(gè),利用激光粒度儀進(jìn)行粒度分布測試,得到其粒度分布曲線(圖3)。細(xì)砂樣品的粒度中值為196.8~289.7 μm,均勻系數(shù)為14.96~35.28,其粒度極不均勻。
綜上所述,哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)井筒堵塞物既有粗粒組分,也出現(xiàn)了接近50%的較大比例的細(xì)粒組分。其粗粒組分顯然來源于井壁坍塌,而細(xì)粒組分的來源可能有2 種:第一是井壁坍塌形成巖塊的同時(shí),一部分破碎后形成泥砂;第二是生產(chǎn)過程中地層流體攜帶產(chǎn)出的泥砂。裂縫型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁坍塌形成泥砂的比例一般較低,而上述樣品中泥砂比例高達(dá)近50%,因此初步推斷,哈拉哈塘油田碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)井筒堵塞物中泥砂細(xì)粒組分主要為生產(chǎn)過程中地層流體攜帶泥砂產(chǎn)出。
為了分析失穩(wěn)井筒中堵塞物的來源,對其進(jìn)行X射線衍射測試(圖4)。結(jié)果表明,堵塞物中細(xì)粒組分(泥砂)以方解石和長石為主,含量分別為43.9%和25.8%;其次為石英和石膏,含量為14.1%和10.1%;同時(shí),含有少量的黏土礦物,含量分別為6.1%。粗粒組分以方解石和長石為主,含量分別為49.3%和38.2%;其次為石英(6.8%)和黏土礦物(5.0%)以及極少量的石膏。
總之,井壁失穩(wěn)的井筒堵塞物中,粗粒與細(xì)粒組分的主要礦物類型相近,但礦物組分含量存在明顯差異。這進(jìn)一步證實(shí),哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)沉積物來源不同,其粗粒組分來源于井壁坍塌,細(xì)粒組分還來源于井壁坍塌和生產(chǎn)過程中流體攜帶的微粒。
哈拉哈塘油田吐木休克組發(fā)育厚度約20 m 的泥灰?guī)r,泥質(zhì)含量高,根據(jù)傳統(tǒng)認(rèn)識分析該組易失穩(wěn)垮塌。有41 口井使用套管封堵了吐木休克組。根據(jù)作業(yè)資料統(tǒng)計(jì)分析,未封堵吐木休克組的油井,平均砂埋體積速度為14.10 L/d;而套管封堵了吐木休克組的油井,平均砂埋體積速度只有2.76 L/d。根據(jù)109 口失穩(wěn)井的作業(yè)資料統(tǒng)計(jì),裸眼完井油井的平均砂埋體積速度約為13.87 L/d,而射孔完井油井的平均砂埋體積速度為2.17 L/d,遠(yuǎn)低于裸眼完井油井。根據(jù)上述分析可知:①哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁坍塌主要為吐木休克組,其次為一間房組和鷹山組;②泥砂細(xì)粒組分的來源除吐木休克組的坍塌外,也來自于一間房和鷹山組主力生產(chǎn)層的流體攜帶產(chǎn)出;③裸眼完井油井失穩(wěn)明顯比射孔完井嚴(yán)重,但射孔完井仍有井筒堵塞現(xiàn)象,說明存在地層流體攜帶泥砂產(chǎn)出現(xiàn)象。
哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖油藏井壁失穩(wěn),以吐木休克組泥灰?guī)r為主,一間房組和鷹山組生產(chǎn)層為輔,形成巖塊和泥砂;同時(shí),一間房組和鷹山組在生產(chǎn)過程中隨流體產(chǎn)出泥砂,共同沉積到井底,造成井筒堵塞。
根據(jù)儲(chǔ)集層地質(zhì)條件、失穩(wěn)表象、井筒堵塞物粒徑和礦物組分以及失穩(wěn)井作業(yè)資料可知,哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖油藏井壁失穩(wěn),可歸納為井壁坍塌的宏觀失穩(wěn)和泥砂產(chǎn)出的微觀失穩(wěn)。
(1)宏觀失穩(wěn)機(jī)理 哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層以上部非生產(chǎn)層吐木休克組為主、主力生產(chǎn)層一間房組和鷹山組為輔的井壁坍塌,屬于宏觀失穩(wěn),即井眼鉆井造成井筒周圍應(yīng)力、井底壓力等的變化,當(dāng)應(yīng)力超出巖石強(qiáng)度后,誘發(fā)井壁圍巖破裂,產(chǎn)生巖塊、巖屑及細(xì)砂,沉積在井筒底部。隨著生產(chǎn)和失穩(wěn)繼續(xù),井筒逐漸被堵塞,造成產(chǎn)量下降甚至停產(chǎn)。
根據(jù)不同碳酸鹽巖儲(chǔ)集層類型,井壁宏觀失穩(wěn)形式分為均勻性地層破裂(壓縮、拉張或剪切)失穩(wěn)、裂縫或?qū)永砻婊剖Х€(wěn)、地層弱面滑移失穩(wěn)及鹽膏層蠕變收縮失穩(wěn)4 種形態(tài)。哈拉哈塘油田的良里塔格組、吐木休克組、一間房組和鷹山組,均以瘤狀灰?guī)r、顆?;?guī)r和泥晶灰?guī)r為主,巖性較為硬脆,不會(huì)發(fā)生蠕變失穩(wěn)。根據(jù)測井和巖心資料,奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間分布極為不均,儲(chǔ)集層有裂縫型、裂縫-孔洞型、孔洞型和基質(zhì)型,考慮到孔洞多遠(yuǎn)小于井眼,可將裂縫-孔洞型和孔洞型儲(chǔ)集層分別歸入裂縫型和基質(zhì)型。因此,哈拉哈塘油田碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁宏觀失穩(wěn)可推斷為裂縫性地層弱面滑移和完整地層破裂失穩(wěn)兩大類型,均造成井壁坍塌和井眼擴(kuò)徑。前者的坍塌產(chǎn)物以巖塊和巖屑為主,伴有泥砂和粉砂;后者失穩(wěn)產(chǎn)物以泥砂和粉砂為主,伴有巖屑,鮮有巖塊。
(2)微觀失穩(wěn)機(jī)理 研究區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層裂縫包括構(gòu)造縫、成巖縫和疊合成因縫,裂縫充填物主要包括泥質(zhì)、亮晶方解石、黃鐵礦等,其中成巖縫多為全充填,構(gòu)造縫和疊合成因縫多為未充填—半充填。初步分析,哈拉哈塘油田一間房組和鷹山組泥砂產(chǎn)出以縫洞充填物破碎后被流體攜帶產(chǎn)出為主,以裂縫面微凸體剝落泥砂產(chǎn)出為輔。
碳酸鹽巖儲(chǔ)集層由基質(zhì)和裂縫(溶洞)組成,裂縫內(nèi)充填有泥質(zhì)和方解石(圖5a)。鉆井導(dǎo)致井壁和近井儲(chǔ)集層應(yīng)力集中,生產(chǎn)條件變化也會(huì)導(dǎo)致地應(yīng)力發(fā)生變化。在綜合應(yīng)力作用下,儲(chǔ)集層沿裂縫面產(chǎn)生滑移,引起裂縫充填物破碎,形成細(xì)砂微粒(圖5b);對于裂縫型碳酸鹽巖儲(chǔ)集層,裂縫是原油重要的儲(chǔ)集空間和流動(dòng)通道,當(dāng)流體流速達(dá)到攜帶條件后,破碎微粒被流體攜帶產(chǎn)出(圖5c),形成類似于疏松砂巖儲(chǔ)集層的出砂現(xiàn)象。
根據(jù)對109 口井壁失穩(wěn)井的現(xiàn)場作業(yè)資料統(tǒng)計(jì),哈拉哈塘油田泥砂產(chǎn)出為主的井次占47.7%,井筒堵塞平均速度為0.1~0.3 m/d;泥砂產(chǎn)出與坍塌的復(fù)合失穩(wěn)井次占52.3%,井筒堵塞平均速度大于0.8 m/d,證明了上述失穩(wěn)機(jī)理分析的正確性。
哈拉哈塘油田井壁失穩(wěn)可以分為宏觀和微觀2類,前者屬于井壁坍塌失穩(wěn),包括非生產(chǎn)層吐木休克組泥灰?guī)r層的坍塌和一間房組、鷹山組等主力生產(chǎn)層的坍塌;后者是泥砂產(chǎn)出失穩(wěn),主要由生產(chǎn)層組井壁坍塌和儲(chǔ)集層流體攜帶泥砂產(chǎn)出造成??傊?,引起井壁失穩(wěn)的原因包括地質(zhì)因素和工程因素。
引起井壁失穩(wěn)的因素主要有巖石膠結(jié)強(qiáng)度低、泥質(zhì)含量高(20%~43%);良里塔格組和吐木休克組泥質(zhì)含量高,抗壓強(qiáng)度低;層理多及高角度裂縫發(fā)育;儲(chǔ)集層埋藏深,且水平主應(yīng)力差較大(22~26 MPa),水平主應(yīng)力差越大,井壁越不穩(wěn)定,越易于垮塌失穩(wěn)。
引起井壁失穩(wěn)的工程因素主要包括:裸眼完井缺乏有效支撐保護(hù);自噴生產(chǎn)中儲(chǔ)集層壓力下降幅度大,平均超過10 MPa;生產(chǎn)壓差引起近井地帶應(yīng)力失衡;含水率上升,水化分解膠結(jié)物和充填物;儲(chǔ)集層改造(酸化)作業(yè)改變物性,打破原地應(yīng)力平衡,當(dāng)應(yīng)力大于儲(chǔ)集層強(qiáng)度時(shí),會(huì)導(dǎo)致井壁垮塌失穩(wěn);碎屑粒徑小于0.2 mm時(shí),會(huì)被流體攜帶出儲(chǔ)集層,進(jìn)入井筒,引起井筒堵塞;沒有套管封固的吐木休克組容易坍塌,非目的層裸眼井段過長,也會(huì)增大井壁失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。
通過對109 口失穩(wěn)井進(jìn)行井筒堵塞速度與井眼直徑、生產(chǎn)段方位角的關(guān)聯(lián)分析(圖6),大直徑井筒被堵塞的幾率更高,速度更快,井徑171 mm 的井眼失穩(wěn)速度高于其他井徑(圖6a)。砂埋上升速度在方位角80°~100°和300°~330°有明顯高值(圖6b),說明此大約對稱的2 個(gè)方位角上的井壁失穩(wěn)較為嚴(yán)重。為了進(jìn)一步探究各種影響因素對失穩(wěn)的敏感程度,針對20個(gè)相關(guān)因素開展了主控因素灰色關(guān)聯(lián)法分析。
灰色關(guān)聯(lián)理論是利用關(guān)聯(lián)度的思想,分析因素之間發(fā)展趨勢的異同程度,衡量因素之間相關(guān)關(guān)系的一種理論方法。利用灰色關(guān)聯(lián)法分析,可以定量地表征各類因素對砂埋速度影響的敏感性,從而確定影響井筒砂埋速度的主控因素。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)法進(jìn)行井壁失穩(wěn)影響因素分析,首先是建立影響因素域,以哈拉哈塘油田7 個(gè)區(qū)塊油井的砂埋速度為母序列,油井失穩(wěn)的工程影響因素如井眼尺寸、生產(chǎn)段方位角、含水率、生產(chǎn)壓差等為子序列。對設(shè)X={x0,x1,x2,…,xm}為灰色關(guān)聯(lián)因子集,x0為參考序列,xi為對比序列,x0(k)和xi(k)分別為x0與xi的第k個(gè)點(diǎn)的數(shù)。為消除量綱的影響,對所有影響因素的數(shù)值作歸一化處理,以避免造成非等權(quán)情況,保證關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的可靠性。再進(jìn)行關(guān)聯(lián)度的計(jì)算,其關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算式:
式中r0i——對比序列xi與參考序列x0的關(guān)聯(lián)度,無量綱;
n——對比序列的長度,即數(shù)據(jù)個(gè)數(shù),無量綱;
ωk——k點(diǎn)權(quán)重,取ωk=1/n,無量綱。
各個(gè)子序列對母序列{y1}有關(guān)聯(lián)度[r11,r12,…,r1m],各于序列對母序列{y2}有關(guān)聯(lián)度[r21,r22,…,r2m],類似地,各子序列對母序列{yn}有關(guān)聯(lián)度[rn1,rn2,…,rnm]。將rij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)作適當(dāng)排列,可得到關(guān)聯(lián)度矩陣,若關(guān)聯(lián)矩陣R中第i列滿足(2)式,則稱母序列{y1}相對于其他母序列為最優(yōu)。
根據(jù)哈拉哈塘油田109 口失穩(wěn)井資料,使用灰色關(guān)聯(lián)法分析,進(jìn)行井壁失穩(wěn)敏感因素敏感程度評價(jià)。結(jié)果表明,對影響井壁坍塌和儲(chǔ)集層出泥砂失穩(wěn)的生產(chǎn)因素敏感程度排序,從大到小依次為含水率、油層中深、裸眼直徑、產(chǎn)液量、生產(chǎn)段方位角、生產(chǎn)壓差、生產(chǎn)段井斜角和靜壓降幅,其對應(yīng)關(guān)聯(lián)度依次為0.939 5、0.938 4、0.938 1、0.938 1、0.933 7、0.929 4、0.929 2 和0.926 1(圖7a)。而哈6 區(qū)塊失穩(wěn)井影響因素依次為含水率、產(chǎn)液量、裸眼直徑、油層中深、生產(chǎn)壓差、生產(chǎn)段井斜角、生產(chǎn)段方位角和靜壓降幅(圖7b),其對應(yīng)關(guān)聯(lián)度依次為0.872 8、0.867 9、0.863 8、0.863 7、0.865 8、0.856 4、0.851 9和0.847 0。
根據(jù)井壁失穩(wěn)機(jī)理及主控因素分析,提出哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)治理對策。
(1)新鉆井井徑應(yīng)盡量小,井徑一般應(yīng)不超過150 mm,推薦105~127 mm;定向井井斜方位角避開80°~100°和300°~330°區(qū)間;使用套管封堵吐木休克組,并使用套管射孔方式完井。
(2)老井進(jìn)行沖砂解堵清理井筒砂埋,解除井底堵塞;采用修井作業(yè)封堵吐木休克組,預(yù)防吐木休克組坍塌失穩(wěn);根據(jù)井壁失穩(wěn)敏感分析結(jié)果,生產(chǎn)壓差應(yīng)控制在7~9 MPa,注水保壓井的壓力應(yīng)保持在初始地層壓力的85%~90%;采用控砂篩管二次控砂完井,阻擋地層泥砂產(chǎn)出。
(1)哈拉哈塘油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)集層井壁失穩(wěn)機(jī)理包括吐木休克組為主、一間房組和鷹山組為輔的井壁坍塌宏觀力學(xué)失穩(wěn)和生產(chǎn)層位泥砂產(chǎn)出微觀失穩(wěn)。井壁坍塌為裂縫性地層弱面滑移和完整地層破裂失穩(wěn)兩大類型,均造成井壁坍塌和井眼擴(kuò)徑;泥砂產(chǎn)出微觀失穩(wěn)以縫洞充填物破碎后被流體攜帶產(chǎn)出機(jī)理為主,以裂縫面微凸體剝落泥砂產(chǎn)出機(jī)理為輔。
(2)影響井壁坍塌和儲(chǔ)集層出泥砂的生產(chǎn)因素敏感排序?yàn)楹省⒂蛯又猩?、裸眼直徑、產(chǎn)液量、生產(chǎn)段方位角、生產(chǎn)壓差、生產(chǎn)段井斜角和靜壓降幅。特定方位角、大井眼趨向于失穩(wěn)嚴(yán)重,井徑171 mm 井眼失穩(wěn)速度高于其他井徑,在方位角80°~100°和300°~330°附近砂埋上升速度有明顯高值。
(3)新鉆井應(yīng)使用小井徑、優(yōu)化井斜方位、套管封堵吐木休克組和套管射孔方式完井,預(yù)防井壁失穩(wěn);老井應(yīng)封堵吐木休克組砂泥巖層,將生產(chǎn)壓差控制在7~9 MPa,壓力應(yīng)保持在初始地層壓力的85%~90%,采用控砂篩管二次完井等措施進(jìn)行失穩(wěn)預(yù)防及治理。