漏失空間虛擬技術輔助優選低壓氣井封堵材料

1.目的

鄂爾多斯盆地上古生界砂巖地層與下古生界碳酸鹽巖地層通過合采方式提高單井產量，開采20年后修井期間發現，整個井筒在多個地層都發生了漏失，需要全部封堵。由于現場產量參數、暫堵材料用量參數均以單井為記錄單元，單個地層數值獲取困難，因此需要人為假設劈分各層分量。現有人為假設依據往往來源于區域平均性數據，潛在偏差引起預測漏速偏低時，若現場材料類型選擇不合適或備料不足，會導致一次封堵成功率低于50%，多次封堵延長作業時間，增加作業成本。因此，筆者利用現場直接測試得到全部地層和工程原生參數，逐一對各層賦值，模擬各層貢獻單井全部產量和漏失量的極限狀態，完成漏失空間虛擬設定，實現合采地層最大漏失條件下適用封堵材料優選，解決了單井參數人工劈裂不合理引發封堵材料性能或用量不足，提高了備料充分性，提升了首次封堵成功率。

2.方法

收集盆地S區域內45井次合采氣井的原生信息，提取185個地層樣本，單層提取鉆完井、測井解釋、試氣試采、產氣產水、氣水質測試及修井作業等參數共112項。將其中9項單井產量參數和5項暫堵材料用量參數直接賦予各層。以礦場實測靜止漏速為目標參數，利用灰色理論、神經網絡等數學方法建立單個地層原生參數對靜止漏速貢的獻關系，以自身誤差最小優選灰色理論建立數學關系。篩選盒8、馬五1等六套地層漏失主控因素，通過多元回歸法建立各套地層主控因素與靜止漏速的定量關系，即漏失主控方程。針對即將開展作業的氣井，逐一計算對應設計入井材料性能、施工工藝參數下各層段的漏失速度（圖1-a、b、c），疊加形成區域最大靜止漏速（圖1-d），以評價方案可行性。代入各小層靜止漏速控制目標，反算已有不同材料應用于各層的可控靜置漏速邊界，為決策者提供滿足單井全部地層封堵需求的封堵材料性能和用量設計。

圖1 鄂爾多斯盆地S區域盒8段（a）、馬五1亞段（b）、馬五2亞段（c）地層計算單層清水漏速平面分布及三層合采氣井（G5-X）（d）計算單井清水漏速平面圖

3.作用和效果

該技術已在鄂爾多斯盆地上古砂巖地層與下古碳酸鹽巖地層的3口井成功實施，一次成功率均為100%。如G5-X井合采盒8段、馬五1亞段、馬五2亞段三套地層，修井前收集了包括清水在內的顆粒類、纖維類等6種暫堵材料的27項漏失主控因素取值范圍，依靠該技術計算出了用于三套地層的不同材料最大用量。決策者結合經濟性評價，推薦用顆粒類堵劑8.9 t，實際注入6.5 t后便成功壓井，較計算值低36.9%。