营11低渗透油藏调整井钻井液密度优化设计

识的基础上 ， 采用动静态综合分析 ， 预测 出低渗透油藏待钻井处的地层压力增值 ， 成功地解决 了油田 调 整 井钻 井液 密度 的设 计 问题 ， 钻 井生产 的 实践 应 用 中取得 了较好 的 经济效 益 。 在
关键词： 低渗 透 ； 调整 井 ； 力预测 ； 井液 密度 设计 压 钻 中图分 类号 ： Ｅ ４ 文 献标识 码 ： 文 章编号 ：Ｏ ４ ５ １ （Ｏ ２ １— ０ ６ 一Ｏ Ｔ ２ Ｂ １０— ７ ６２ １）０ ０ ６ ３ 营 １ 断块 自 １８ 投 入开 发 ， 今 已有 ２ １ ９４年 至 ０多年 的开发历 史 ， 随着开 发 的逐步 深 入 ， 水井 井 下 技术 状 油 况 逐年 变差 ， 导致 了局 部 注采 井 网二 次不 完 善 ， 采对 注 营 １ 沙三砂 体属 半 深 湖 一深 湖 相 浊 流沉 积 ， １ 物源
层压 力 ４． ６ ａ压力 系数 １ ５ ， 和压力 １． ＭＰ ， ８ ９ＭＰ ， ． ７饱 ０ ５ ａ 地饱 压差 ３ ． ６ ａ 是 一异 常 高 压 、 饱 和油 藏 。地 ８ ４ＭＰ ， 低 层温 度为 １７ 。该油藏 天然 能量驱 动 能力较 弱 。 ２℃
２ 基 本原 理及 注水压 力传 导方 程
几 ， 、
Ｐ＝Ｐ一 Ｅ（ ） ｒ＝。 ＝ 一
式中： Ｐ —— 距井 为 ｒ 的瞬时压 力 ， 处 大气压 ； Ｐ — —注水 开始 前地 层 的稳 定压 力 ， ０ 大气压 ； Ｑ＿＿稳定 注水 量 ，ｍ３ ｓ ｃ ／；
— —
（ １ ）
营 １ 沙 三油 藏地层 以南倾 西 倾 为 主 ， 角 ４ ６～ ｌ 倾 ．。
裂 半 径 以 内（￣ ８ｍ 范 围 内） 力 变 化不 大 ， 段 基 本 ０ ０ 压 Ａ 上 与 注水 井油 压相 近 ； Ｂ段 为压 裂 半 径 以外 ５ 左 右 压 ｍ 力迅速下降 ： Ｃ段 随着 距 离增 加 ， 力 曲线 变化 已趋 于 压 平 缓 。根 据计 算得 出 的 结果 ： 在条 件 一 定 的情 况 下 ， 距
注水 井 井 距 １ ０ ３ ０ 范 围 内 的 压 力 增 值 为 ２ ０ ０ ～ ０ｍ ． ～ ２ ５ ａ 距注 水井 ４ ０ ５ ０ 范 围左 右 注 水 井所 产 生 ． ＭＰ ； ０ ￣ ０ｍ 的压 力作 用较 原 始 地 层 压 力增 加 在 １ ０ ａ左 右 。 因 ． ＭＰ
水情况结合静态地质认识进行综合分析 ， 将调整井按复 杂情 况 划 分 成 以下 不 同 的 ４种类 型 ： 层 遮 挡 型 调 整 断 井 ； 缝 型调 整井 ； 裂 套损 型调 整井 ； 一般 型调 整井 。 （ ） 计 井 距 在 １ ０ 范 围 内 的调 整 井 ， 于人 工 １设 ０ｍ 属 裂缝 连通 ， 钻井 液密 度 设 计 以相 关 注水 井 放 溢 后 ， 口 井 稳定 油压 为依 据 ， 附加 ２ ～ ２ 安全 系数 。 ０／ ５ ９ ６ （） 计 井 距 在 １０ 范 围 以外 调 整 井 ， 井 液 密 ２设 ０ｍ 钻 度设 计 主要应 用压 力 传 导 经 验公 式 计 算 。计 算 得 出 的 结果 是 ： 注 水 井 井 距 １ ０ ３ ０ 范 围 内 的压 力 增 值 距 ０ ￣ ０ｍ 为 ２ ０ ． ＭＰ ；２ 距 注水井 ４ ０ ５ ０ 范 围左 右注 ． ～２ ５ ａ （ ） ０ ￣ ０ｍ 水井 所产 生 的压力 作用 较原 始地层 压 力增 加在 １０ ａ ． ＭＰ 左右 。再 根据 调 整 井 复 杂 类 型 附 加 不 同 的安 全 系数 Ｓ
解决低 渗透 油藏 实际钻 井 生产难题 ， 保证 安全钻 井 ， 以胜利 油 田营 １ 断块低 渗 透油藏 为 实例 ， 对低 １ 针 孔 、 渗特性 的地 质特 点 ， 低 考虑 低渗 透油 藏启动 压 力的基础 上 ， 据达 西径 向流理 论 ， 索 出一套 适合 根 探 低 渗 透性 油 田调 整 井钻 井液 密度设 计的 压力传 导公 式 。通 过采 用压 力传 导 经验 公 式 ， 构 造 断层 认 在
２ １ 基本 原理 ．
假定一 无 限大 的均质地 层 ， 如果一 口井 向地层 中注 水 ， 设在 注水 前 的稳 定地 层压 力为 ＰＯ注 水井 以稳定 假 ， 的 Ｅ注水 量 连 续 注水 ， 过 Ｔ时 间 以后 ， 层 内距 井 ｒ ｔ 经 地 远处 的压 力 升 高 值 为 Ｐ， Ｐ ， 时 注水 井 的 流 压 为 一 ０此 Ｐ 。按水 力 学 的观 点看 ， 注水 井是 注 人 流体 的通 道 ， 生 产井 是采 出流体 的通 道 ， 者 压力 趋 势 基本 相 同 ， 两 而压 力变 化 的方 向则 恰好 相反 口 ］ 。表现 压力 随时 问 的变化 其压 力传 导遵循 达西 径 向流定律 ， 公式 如下 ：
一
值 越 大 。 图 １中曲线 １ 曲线 ２分别 表示 营 １ 低 渗透 和 １ 油藏 原始 状态 地层 和压 裂 改造后 地层 的压 力变 化 曲线 ， ２条 曲线 的基本 形态 没 有 大 的 变化 ， 曲线 ２即为 曲线 １ 沿 横 向平 移 ｒ 距 离 。
曲线 ２的变化 可划 分 为 Ａ、 Ｃ三段 ， Ａ 段 为压 Ｂ、 在
据钻 井 区块 的井位 图 ， 找调 整井 与 已投产 的油水 井 的相
对关 系 。同 时还依 据 注水井 注水 情况 、 油井受 效 及见 采
式 中： 压裂 半 径 ｒ 的取 值 可根 据采 油井 受效 时 间导 出 。 对于 同一 区块 来讲 ， 、、 Ｋ、 ｃｒ可视 为 常数 ， 于 同 对 口注水井 来 讲 ， 和 ｈ也 为定 值 ， 压力 增 值 大 小 取 Ｑ 即 决 于 注水 时 间和距 离 ， 注水 时 间越 长 ， 离 越近 ， 力增 距 压
８ ６， ． 。构造高 点在北、 东方 向， 最低点在西南方 向的营 Ｙｌ － ７ 附 近 。油 藏 内部无 断 层 ， 岩性 控 制 ， 典 型 ｌ ５ 受 属
的岩性 油藏 。
１ ２ 储 层特 征 ．
＊ 收 稿 日期 ：０ ２０ —３ 修 回 日期 ：０ ２０ —９ ２ １—２１ ２ １— ２２
公式 简便 化 为 ： Ｐ 一 Ｐ０ （． ９ ／ ｈ ｌ （． ５ ／ ＋ ２ １ ￣ Ｋ ）ｇ ２ ２ ／）
式中： ｒ 地 层导 压 系数 ， 一１ Ｋ／ ，ｍ ｓ ０ ｃ ／；
Ｏ ５ Ｏ １Ｏ Ｏ １５ ０ ２０ ０ ２５ ０ ３０ ０ ３５ ０ ４０ ０ ４５ ０
（） ３
＂ 距 （） ｍ
孔 隙度 ， ｉ
弹性 系数 ，／ ａ １ ＭＰ 。
图 １ 营 １ 低渗透油藏原始地层压裂后地层压 力变化 曲线 ｌ
对 于 中高渗 透性 油 田 ， 储集 层岩 性具 有很 强 的非 均
质性 ， 储层平面上的渗透性变化大 ， 压力的传导是 呈非 达西 定律 流体 特征 。而对 于低渗 透 油 田 ， 由于其极 低 的 孔渗性 ， 注入水在地层中流动其地下渗流特征基本上遵 循 达 西径 向流定律 。 ２ １ 压 力传 导方 程 ． 目前 营 １ 断块油水井 ， １ 多经过 酸化 和压裂 改造 。特 别 是采取 压裂措 施使 储 层 的孔 渗性 发生 了质 的变 化 ， 即 在压裂半 径范 围内基本上近 似于裂缝 连通 。 因此 在计算 中考虑压 裂半径 的影响 ， 对公 式 （） ３ 中距离参 数 ｒ 行 了 进 修正 ， 压裂半径 ， 而导 出压力 传导经验公 式 ： 引入 从 Ｐ 一 Ｐ ＋ （． ９ ／ ｈ ｌ［． ５ ／ ｒ ｏ ２ １￣ Ｋ ） ２２ （ —ｎ）］ ｇ
来 自东南方 向。根据 ４口取芯井结合测井解释资料分
析结 果 ， 气渗 透 率 为 （ ． ～ ８ ． ） １ ｔ ， 均 空 ３２ ３７ × ０ ｚ 平 ｍ ３ ． ｘ１ ｔ ， 效渗透 率 ９ ０ ， ， 层 具 有 中 １８ ０ ｚ 有 ｍ。 ×１ ｕ 储 ｍ。
强水 敏 、 中速敏 、 中强 酸敏 。营 １ 沙三 中下 油藏原 始地 １
西 部探 矿工 程
６ ７
地 层导 压 系数 ，ｍ。ｓ ｃ ／；
连 续注 水 时间 ， 。 Ｓ 上 式近 似表 示 为 ：
Ｐ Ｐ一 ・ ｒ 。 ｇ － （
式中： —— 曲线斜 率 ， 一
）
。
上式 中 Ｋ 的单位为 ｍ ｈ的单位为 ｍ； Ｄ； Ｑ的单位 为 ｍ。ｄ Ｊ为小数 。将 上式 换 算 成 国 际标 准单 位 ， ／； 最终
注入水 在地层 条件 下 的粘 度 ，Ｐ ｃ；
Ｋ—— 地层 的有 效渗 透率 ， 达西 ；
作者简介 ： 李军（９ ８ ， 汉族 ）新疆伊宁人 ， １ ７一 男（ ） ， 工程师， 现从事钻井液设计工作。
２１ 第 １ ０ ２年 ０期 ＾ —— 注 水层 的有效 厚 度 ，ｍ； ｃ ｒ 一 卜 距 井底 的水 平距 离 ，ｍ； ｃ
６ ６
西部探 矿工 程
２１ ０ ２年第 １ 期 ０
营 １ 低 渗 透油 藏 调 整 井钻 井液 密 度 优化 设 计 １
李 军
（ 胜利 油 田黄 河钻 井 总公 司钻 井 三公 司， 山东 东 营 ２７ ９） ５０ １
摘 要 ： 整 井钻 井中 ， 调 正确合 理地 进行 钻 井液 密度 设 计 ， 于安 全钻 井和保 护 油 气层 至 关重 要 。为 对
卡 钻 、 漏等 钻井事 故 。因此 ， 井 以营 １ 断块 低渗 透油藏 １ 为 例 ， 虑低 渗透 油藏 的启 动 压 力 ， 据 达西 渗 流 理论 考 根
探 索一种 低渗 透油 藏 钻调 整 井过 程 中钻井 液 密 度 的 优 化 方法 。
１ 营 ｌ 断 块油藏 地质 特点 １ １ １ 构 造特 征 ．
应关系破坏， 储量控制程度变差 。为了提高后期开发效 果， 需进行 井 网加密 调 整 ， 但在 钻 调 整 井过 程 中存 在 以 下不 足 ：１ 注 水 井 普 遍 存 在 “ （） 注水 难 ， 溢 更 难 ” 放 的情 况， 短期 内钻关 注水 井井 口压 力达不 到 ２ ａ以 内的钻 ＭＰ 关 要求 。（） ２ 钻关 注水 井 放溢 后 ， 井 井 口压 力 不 能代 关 表待 钻井 处地 层压力 增值 ， 多数情况 下该 压力值 远大 在 于 实际地层 压 力 。因此 ， 以此压力 数据作 为钻 井液密 若 度设 计依 据 ， 较 高的钻 井液设 计密 度在钻 井过 程 中不 则 但 不利 于保 护油气 层 ， 会造 成 油 气层 污 染 ， 死 油气 还 压 层 。同时较 高 的钻 井 液密 度 对安 全 钻 井本 身 也 十 分 不 利— —延 长 钻井 周 期 ， 加 钻井成 本 ， 增 而且 还容 易 造成
（） ４
此， 若设计井布于 ＡBiblioteka Baidu Ｂ段高压区 （ 距注水井小 于 １０ ０ｍ 左 右范 围一 般为更 新 井 ）则压 力无法 满 足钻井 要 求 ， ， 必 须通过注水井放溢手段来降低地层压力 ： 若设计井布于 Ｃ段 （ 井距 大 于 １０ ， ０ｍ） 通过 应 用 压 力 传 导 经 验公 式 预 测 出 的压 力 ， 即可 满足 钻井要 求 。 ３ 低 渗 透油 藏钻 调整 井密 度优 化设 计
正确 划分 调整 井 的类 型 ， 正确 预测 地层压 力 的前 是 提 。正确 预 测地层 压 力后 ， 能设计 出较 合理 的钻 井液 才 密度 。预 测 地层压 力 之 前 ， 据 收 集 的地 质 资 料 ， 行 根 进 认真 的分 析 ， 把待 钻调 整井 进行 分类 。划 分 的方法 是根