調(diào)整井地層孔隙壓力預(yù)測(cè)研究與應(yīng)用

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(shí)對(duì)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(cè)；測(cè)井資料；地層壓力

中圖分類號(hào)：TE21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shì)，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(shí)對(duì)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(cè)基本方法

1 基本思路。本文介紹通過傳統(tǒng)測(cè)井方法求取原始地層壓力，再結(jié)合Morita理論已知現(xiàn)今儲(chǔ)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(cè)井測(cè)量的是彈性波在地層中的傳播時(shí)間，聲波時(shí)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(shí)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(cè) 井方法小得多。因此采用聲波時(shí)差評(píng)價(jià)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(shí)的聲波時(shí)差值，μs/ft；△t井深H處的實(shí)測(cè)聲波時(shí)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(cè)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(chǔ)層壓力發(fā)生不同程度的衰竭，儲(chǔ)層壓力衰竭造成蓋層與儲(chǔ)層之間存在壓力差，即使泥頁巖蓋層滲透率很低，長時(shí)間開發(fā)也會(huì)造成蓋層和儲(chǔ)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(duì)評(píng)價(jià)蓋層中瞬態(tài)壓力降低非常有必要，假設(shè)儲(chǔ)層壓力隨著時(shí)間呈線性降低，且蓋層中的流動(dòng)也是呈線性的，如圖1所示。雖然泥頁巖在脫水時(shí)孔隙度和滲透率發(fā)生了變化，但是不影響預(yù)測(cè)蓋層瞬時(shí)孔隙壓力。儲(chǔ)層壓力衰竭對(duì)蓋層孔隙壓力的影響規(guī)律為：

上式中各個(gè)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(chǔ)層壓力，MPa；z蓋層到儲(chǔ)層頂部的垂直距離，m；tc時(shí)間，年。其中λ是與儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)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(shí)間內(nèi)，衰竭儲(chǔ)層上部一定范圍蓋層的孔隙壓力會(huì)受到儲(chǔ)層壓力衰竭的影響，影響程度與蓋層到儲(chǔ)層頂部的垂直距離、儲(chǔ)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(píng)價(jià)

應(yīng)用上述調(diào)整井地層孔隙壓力預(yù)測(cè)方法，對(duì)官128斷塊11口已鉆井進(jìn)行地層孔隙壓力預(yù)測(cè)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(cè)符合率達(dá)到96%，經(jīng)過多年開釆后，對(duì)現(xiàn)今壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)，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(chǔ)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(jiǎn)單，實(shí)用性較強(qiáng)，既能及時(shí)解決調(diào)整井壓力預(yù)測(cè)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(cè)檢測(cè)新方法研究[M].北京：石油大學(xué)出版社，2001.