調整井地層壓力預測方法研究

楊春和，韓德新

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江大慶 163411）

地層壓力預測準確程度是提高鉆井液密度設計精度的根本保證，是確保鉆井安全和加強油氣層保護的關鍵地質技術。以往的預測方法是根據鉆關注水井的井口壓力來預測地層壓力，但是目前部分注水井由于套損、套斷等原因已用水泥封堵，無法采集井口壓力，因此必須尋求新的地層壓力預測方法，確定地層壓力，合理設計鉆井液密度，滿足調整井鉆井需要。

2021年上半年，鉆井一公司所鉆的調整井，主要分布于采油八廠州703區塊、州401區塊；海拉爾油田烏33斷塊、貝36-50補充井區等區塊，涉及16口注水井水泥封井報廢，無法采集井口壓力，給地層壓力預測帶來難度，實際鉆井過程之中，利用區塊所計算的注采比，來預測區塊地層壓力情況，提高了鉆井液密度設計準確率，確保鉆井施工的安全。

1 注采比與地層壓力關系

油田經過長期注水和采油，已改變了開采層位地層壓力的原始狀態，由于地層巖性和物性的不均衡，注入量和采出量難以達到平衡，因此形成局部欠壓區、局部高壓區和異常高壓區等情況。注水開發是長期的、動態變化的過程，注采比是累積注入劑的體積與累積采出物的體積之比，其大小不僅可以衡量地層虧空彌補程度，還能反映地層能量補充程度，因而可以通過研究注采比對地層壓力變化的影響程度，來預測待鉆井處地層壓力。

通過對州703區塊、州401區塊、烏33斷塊、貝36-50井區以往注采比、儲層滲透率、使用鉆井液密度、注水年限數據進行統計分析，來研究注采比與地層壓力之間的關系，可以得出，注采比與鉆井液密度具有很好的相關性，注采比低地層壓力低，使用鉆井液密度低；注采比高地層壓力高，使用鉆井液密度高，而注水年限是影響地層壓力的次要因素。

州703區塊注采比1.19，注采近于平衡，地層壓力趨近于原始地層壓力，鉆井平均使用密度為1.29g/cm3；州401區塊注采比2.2，屬于高注采比區塊，地層壓力偏高，鉆井平均使用密度為1.45g/cm3；貝36-50井區注采比高達4.16，由于滲透率極低，注水難度大，采用高壓注水，注采極不平衡，形成異常高壓，鉆井平均使用密度為1.53g/cm3。

從各鉆井區塊儲層物性差異入手，分別做中高滲透儲層、低滲透儲層和特低滲透儲層，注采比與鉆井液密度關系統計分析，中高滲透、低滲透和特低滲透儲層區塊注采比曲線與鉆井液密度曲線擬合關系較好，尤其是特低滲透儲層區塊擬合關系最好，呈現正相關關系，隨著注采比增大，整體地層壓力隨之上升，使用鉆井液密度也相應增高。因此，可以利用注采比作為衡量地層壓力變化的地質指標，預測調整井區地層壓力變化情況。

2 區塊網格劃分和注采比計算方法研究

2.1 網格劃分方法研究

注水開發多采用面積注水法的反九點法和五點法，反九點法和反五點法均為正方形井網，注水較為均勻，都可以達到徑向驅油效果，因此適合采用正方形井網，作為計算注采比的網格形式，在注采井較多的斷塊內部適用正方形網格。

對于較小的斷塊和井區邊部，油水井較少，沒有形成完整的面積注水井網，適合以注水井為中心的單井圓形網格或三角形網格。

網格間距如果太大將導致不同網格內的注采比值相近，間距太小又導致網格內注采比值差異過大，網格間距過大和過小都無法總結出規律性認識。注水開發實踐驗證，注水井有效驅替距離為600m左右，因此選擇600m作為網格間距。

2.2 網格內注采比計算方法研究

區塊斷層多，斷層將區塊切割成相對獨立的各個斷塊，斷層兩側不相連通，按斷層的自然分割劃分成各個斷塊，按以下三個原則計算網格內注采比。

（1）在注采關系完整的大斷塊內按600m劃分正方形網格；

（2）在注采關系不完整的井區邊部和封閉的小斷塊，采用以注水井為中心的圓形網格或是三角形網格計算；

（3）對于網格結點的注水井，要考慮與其連通的采油井采出量進行注水量的分配。

3 注采比臨界值的確定

3.1 理論臨界值

在理論上，注采保持平衡，地層壓力保持在原始狀態，注采比為1.0。注水量小于采出量，地層壓力低于原始地層壓力，注采比小于1.0，注水量大于采出量，地層壓力高于原始地層壓力，注采比大于1.0。

3.2 實際臨界值的確定

（1）滲透率對注采比的影響。在油田實際生產中，注采比大于1.0，甚至遠大于1.0才能保持地層壓力穩定。注采是否能達到平衡狀態不僅受到注入量和采出量的控制，還要受儲層滲透率、砂體連通性、儲層厚度等因素影響，其中受儲層滲透率的高低影響最大。

中高滲透儲層注采比接近于1，低滲透儲層注采比在2左右，特低滲透儲層區塊注采比甚至達到4以上，這是由于儲層滲透性差，地層導壓能力差，注入流體推進速度緩慢，油層采出程度低，導致注采比高。

（2）確定注采比臨界值。以往油田調整井實測地層壓力系數在1.1～1.60，注采比為1.41～2.62之間。根據地層壓力系數大小對鉆井施工安全的影響程度，將壓力系數小于1.30定為近原始地層壓力，壓力系數1.30～1.50定為高壓，壓力系數大于1.50定為異常高壓，同時在斷層附近的井區，由于斷層的遮擋作用造成局部地層壓力上升，形成斷層型異常高壓。

應用網格注采比的計算方法，對鉆井區塊的注采比進行計算，確定近原始壓力區、高壓區、異常高壓區和斷層型異常高壓區相對應的注采比值范圍。

4 應用效果

州703區塊：目的層為扶余油層，屬于低滲透的致密儲層，設計待鉆井74口，深度1782～1974m，涉及報廢注水井6口，注水層位葡萄花層，完鉆調整井31口，利用注采比預測地層壓力，設計鉆井液密度1.35～1.50g/cm3，平均鉆井液密度1.46g/cm3，順利完鉆，沒有油氣水浸等復雜情況。

州401區塊：目的層為扶余油層，油層為特低滲透的致密儲層，該區塊設計待鉆井117口，埋深1768～2041m，涉及報廢注水井5口，目前完鉆21口，利用注采比預測地層壓力，設計鉆井液密度1.45～1.50g/cm3，平均鉆井液密度1.48g/cm3，順利完鉆，沒有油氣水浸等復雜情況。

海拉爾油田烏33斷塊：目的層為南屯組，油層為特低滲透的致密儲層，該區塊設計待鉆調整井21口，涉及報廢注水井2口，油層埋深2042～2343m，該區塊完鉆15口，利用注采比預測地層壓力，鉆井液密度1.35～1.45g/cm3，平均1.42g/cm3，順利完鉆。

貝36-50補充區塊：目的層為南屯二組，該區塊設計調整井7口，油層埋深1090～1125m，涉及報廢注水井3口，利用注采比預測地層壓力，設計鉆井液密度平均1.44g/cm3，目前，7口調整井全部順利完鉆。

5 結論

（1）注采比可以作為衡量注水開發區的地層壓力變化的技術指標，注采比法預測調整井地層壓力可以滿足外圍低滲透油田壓力的預測。

（2）注采比值大小受儲層滲透率的影響大，因而低滲、特低滲儲層區塊高注采比，存在低滲高壓的特點。

（3）利用注采比預測地層壓力在鉆井過程中是行之有效的。

（4）該方法可以合理設計鉆井液密度，減輕鉆井過程中對油層的污染，加快鉆井速度，降低鉆井成本。