BZ25—1油田井壁穩定性分析

【摘要】在油氣鉆探過程中，井壁穩定性分析是一項十分關鍵的基礎工作。對于海上鉆井，精確的井壁穩定性分析能夠為鉆井液密度選擇、鉆井參數優化和井身結構設計提供科學依據。針對BZ25-1的地質、地震、鉆井、測井、測試等資料分析，得出了該油田的地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力剖面，建立了合理的鉆井液安全密度窗口。

【關鍵詞】地層壓力；鉆井液密度；安全窗口；計算模型

通過對BZ25-1油田五口深井的地質資料和鉆井資料的分析表明，BZ25-1油田在鉆井過程中，存在井眼擴大現象，井徑擴大率在4-41%之間，這說明BZ25-1油田直井井壁存在坍塌現象。此外，BZ25-1油田實測破裂壓力在1.60～2.01 g/cm3之間，而該區下部地層（沙河街組）孔隙壓力存在高壓，最高達1.56 g/cm3，因此，作出地層的三個壓力剖面，并據此確定各井段合理的泥漿密度十分必要。

1 地層孔隙壓力計算模型

根據處理得到的地層聲波時差資料，采用Eaton法進行地層壓力計算。在計算時，正常壓實井段的選取尤為重要，選取不當將會給正常趨勢線帶來較大誤差，從而影響預測結果的準確性。

Eaton法地層壓力計算模型：

2 地層破裂壓力預測方法

根據深部巖石力學理論，在地下一定深度處的地層，其承受液體的壓力是有限的，承擔流體壓力的地層當流體壓力達到一定的值時，地層就會發生拉伸破壞，此時的液體壓力即為該地層的破裂壓力。地層破裂壓力是鉆井工程中的一個重要的參數，它的大小決定了使用的鉆井液的最大密度。

3 地層坍塌壓力預測方法

根據剪切破壞準則可知，當井壁圍巖所受的應力超過巖石本身的抗剪切強度時，井壁圍巖就會發生剪切破壞，從而造成井壁坍塌。坍塌壓力是鉆井工程中又一重要參數，它的大小也決定了鉆井液的最小密度，研究地層的坍塌壓力對維持井壁穩定、實現快速鉆進具有重要的意義。

地層的破裂壓力、坍塌壓力對確定安全鉆井液密度窗口具有重要的作用，所以在實際計算中，應根據實際的地層資料進行分析計算，并選擇合適深度的巖心實驗進行校正。

4 設計分析

BZ25-1構造位于大沽燈塔129°方向122Km處，距BZ26-2油氣田約20Km左右。其地理位置：東經119°04′59.86″，北緯38°14′07.08″，X：4235667.4，Y：20682403.9。沙河街組三段、二段和明化鎮組是該構造的主要油氣層。

根據鄰井的測井、錄井資料及本井的測井資料，對該井的三個地層壓力剖面進行了計算，具體三壓力剖面圖如下。

5 總結

針對渤中BZ25-1科探井的地震資料，以及周邊區塊已鉆井的地質、地震、鉆井、測井、測試等資料分析，得出了地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力剖面，建立了合理的鉆井液安全密度窗口。在工程實例BZ25-1應用中取得了非常好的效果，計算結果與實際情況吻合的較好。

作者簡介：

王愛國，男，高級工程師，1987畢業于石油大學（華東）鉆井工程專業，長期從事鉆完井生產管理及研究工作，現為中海油能源發展股份有限公司物流分公司總經理。