王建國，彭 壯，張志新，鄭四兵

（大慶鉆探工程公司，黑龍 江大慶 163413）

朝陽溝區(qū)塊主要開發(fā)層位的地質(zhì)特點(diǎn)是：上部的葡萄花油層埋深較淺，油層發(fā)育致密，連通性差；下部的扶余油層區(qū)域憋壓嚴(yán)重，油層壓力高。在油田開發(fā)初期，主要的開發(fā)層位為上部的葡萄花油層，但隨著油田開發(fā)的進(jìn)一步深入，下層的扶余油層也逐步成為開發(fā)的重點(diǎn)。為了進(jìn)一步加大產(chǎn)油量，在朝陽溝66區(qū)塊進(jìn)行了加密鉆井，但在扶余油層的實(shí)鉆過程中多口井發(fā)生了水侵和氣侵，復(fù)雜事故發(fā)生率遠(yuǎn)高于其他區(qū)塊和層位。

分析原因認(rèn)為，在這種情況下需要做好葡萄花油層和扶余油層的井下壓力預(yù)測，適當(dāng)調(diào)整井筒壓力剖面，從而減少因周圍注水井引起的壓力異常和串層。針對(duì)上述兩個(gè)地層的油層進(jìn)行壓力預(yù)測，選用合適的鉆井液密度是保障施工順利進(jìn)行、減小井下復(fù)雜事故的有效方法之一[1-2]。

1 鉆井液與井壁穩(wěn)定之間的關(guān)系

鉆井作業(yè)過程中，鉆井液密度與井壁穩(wěn)定之間的關(guān)系十分密切。如果鉆井液密度偏低，在井下形成的液柱壓力不能平衡鉆遇巖層的地層應(yīng)力則容易造成井壁坍塌和井眼縮徑；如鉆井液密度偏高，過高的液柱壓力容易壓漏易漏失地層造成井下漏失，此外過高的鉆井液密度也不利于提高機(jī)械鉆速并容易造成壓差卡鉆等復(fù)雜事故的發(fā)生。

1.1 鉆井液對(duì)泥頁巖力學(xué)參數(shù)的影響

鉆井過程破壞了井下巖石的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，新鉆開層位的巖石在鉆井液的浸泡下其含水量大幅度增加，強(qiáng)度也大幅度降低。鉆井液的濾液隨著時(shí)間和壓力等參數(shù)的變化對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響。在相同條件下，油基鉆井液由于濾液為油相，不易被粘土礦物吸收，是一種理想的半透膜，所以油基鉆井液浸泡下的巖石抗壓強(qiáng)度高于水基鉆井液，有利于井壁穩(wěn)定。

1.2 井壁穩(wěn)定力學(xué)分析方法

從巖石力學(xué)角度分析可知，除了鉆井液本身性質(zhì)外，造成井壁失穩(wěn)的另外一個(gè)主要原因是鉆井液的液柱壓力。井壁穩(wěn)定性與鉆開層位的巖石強(qiáng)度和應(yīng)力情況密切相關(guān)。對(duì)于硬脆性地層，當(dāng)鉆井液液柱壓力小于地層應(yīng)力時(shí)，會(huì)造成剝落掉塊等現(xiàn)象；對(duì)于塑性地層，當(dāng)鉆井液液柱壓力小于地層應(yīng)力時(shí)，會(huì)因地層的塑性形變而導(dǎo)致井眼縮徑現(xiàn)象出現(xiàn)。

在實(shí)際工作中可通過三軸抗壓試驗(yàn)來模擬井下圍巖的受力情況，得出楊氏模量、泊松比、體積壓縮系數(shù)和抗壓強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)，根據(jù)鉆井液特性計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘聚力，帶入地層坍塌壓力公式，計(jì)算出用于鉆井設(shè)計(jì)的地層坍塌壓力系數(shù)。

2 葡萄花油層地質(zhì)特點(diǎn)及注采情況

2.1 葡萄花油層地質(zhì)特點(diǎn)

朝陽溝66區(qū)塊的葡萄花油層埋深較淺，油層發(fā)育致密，有斷層。葡萄花油層屬于小型低彎曲分流河道沉積，河道走向大致為東北西南向。

2.2 葡萄花油層注采情況

由于沒有老井電測數(shù)據(jù)，只能通過砂體沉積類型及周圍葡萄花油層開發(fā)射孔情況來判斷其發(fā)育聯(lián)通。通過對(duì)朝陽溝66區(qū)塊葡萄花油層油水井動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析可知，葡萄花油層注水井累計(jì)注水量及注入壓力分別為2.614×105m3、15.25MPa；1.786×105m3、8.5MPa；1.815×105m3、10.8MPa。5口待鉆井周圍的葡萄花油層注水井只有1口井，而且距離北側(cè)兩口待鉆井較遠(yuǎn)，南側(cè)三口井距離注水井較近，且朝85-44、朝85-45井在葡一1號(hào)層不發(fā)育，其余幾口井在厚度上有差異但注水井聯(lián)通，根據(jù)注水井井口壓力，通過滲流阻力反向推倒計(jì)算待鉆井處壓降情況，可計(jì)算出預(yù)測壓力系數(shù)。從這5口井的井位關(guān)系來看，各待鉆井葡萄花油層發(fā)育程度不一，連通較好，且距朝87-斜35井50m處的朝92-葡36在葡萄花油層均射孔，提供了很好的泄壓點(diǎn)，有利于鉆井施工。以儲(chǔ)層物性及老井油層注采情況基礎(chǔ)，結(jié)合預(yù)測出的砂體分布規(guī)律，利用周圍鉆關(guān)注水井壓力可以預(yù)測出小層油層壓力。

3 扶余油層地質(zhì)特點(diǎn)及注采情況

3.1 扶余油層地質(zhì)特點(diǎn)

朝陽溝區(qū)塊的扶余油層是松遼盆地大規(guī)模沉降前期形成的一套以河流—三角洲相為主的沉積，物源來自西南部的?？导熬排_(tái)懷德沉積體系。在“層次界面分析”及“相控旋回等時(shí)”原則指導(dǎo)下，本區(qū)扶余油層劃分為3個(gè)油層組，包括39個(gè)沉積單元。

3.2 扶余油層注采情況

目前朝66區(qū)塊共有27口水井，開井24口，平均注水壓力14.7MPa，單井日注水12m3。其中8口井吸水狀況差，占該區(qū)塊正常注水井總數(shù)的33.3%，注水壓力達(dá)到了15.1MPa，平均單井配注13m3，實(shí)注5m3，只能完成配注量的38.1%。

朝66區(qū)塊經(jīng)部分井區(qū)加密后區(qū)塊產(chǎn)油量達(dá)到65.7t，采油速度0.50%。由于儲(chǔ)層物性差，該區(qū)塊在加密后的210m×210m井距條件下開發(fā)效果沒有得到明顯改善，區(qū)塊日產(chǎn)油下降明顯，目前區(qū)塊日產(chǎn)油只有35.5t，采油速度0.30%。

可通過油水井動(dòng)態(tài)來繪制出扶余油層注采比趨勢圖，利用油水井的射孔數(shù)據(jù)及砂體分布來判斷待鉆井與老井之間的連通情況，預(yù)測出待鉆井鉆遇各小層情況，根據(jù)注水井的壓降來推導(dǎo)待鉆井所處的地層壓力狀況，依此預(yù)測出油層壓力系數(shù)。

4 朝陽溝66區(qū)塊鉆井液密度設(shè)計(jì)方法

朝陽溝66區(qū)塊的鉆井液密度設(shè)計(jì)方法主要是根據(jù)臨井已有的地層破裂壓力數(shù)據(jù)和周圍注采情況，在壓穩(wěn)地層的基礎(chǔ)上，采取分段式設(shè)計(jì)鉆井液密度，在保證上部地層井壁穩(wěn)定后，逐漸提高鉆井液密度后打開扶余高壓油層[3-4]，具體設(shè)計(jì)方案如下。

4.1 已有數(shù)據(jù)預(yù)測地層破裂壓力

表1為朝66區(qū)塊實(shí)測的扶余油層破裂壓力統(tǒng)計(jì)表，該表的實(shí)測數(shù)據(jù)可以作為扶余油層的鉆井液密度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

表1 扶余油層破裂壓力統(tǒng)計(jì)表

4.2 周圍注采情況對(duì)地層破裂壓力的影響

針對(duì)該區(qū)塊待鉆井周圍老井射孔層位的調(diào)查，層間注采關(guān)系的變化，分析預(yù)測區(qū)域各層壓力，通過壓力情況預(yù)測出單井壓力剖面。待鉆井壓力預(yù)測曲線見圖1。

圖1 待鉆井壓力預(yù)測曲線

4.3 注水井對(duì)壓力的影響

根據(jù)注水井不同距離的井點(diǎn)地層壓力測試可知，在300m處壓力只有6.89MPa，在210m處達(dá)到 7.82MPa，150m處為10.43MPa，可以看出通過加密調(diào)整，縮小注采井間的距離，可以降低滲流阻力，有利于壓力傳導(dǎo)。

我們可以利用其測得低滲流阻力來推導(dǎo)鉆井過程中待鉆井與鉆關(guān)水井間的距離與壓力情況來分析，待鉆井附近地層壓力狀況，指導(dǎo)鉆井液密度設(shè)計(jì)。結(jié)合周圍注水井壓力，利用低滲流阻力計(jì)算出適合待鉆井的鉆井液密度，在鉆井過程中實(shí)施密切監(jiān)控，完井電測壓力解釋來證實(shí)所設(shè)計(jì)的鉆井液密度。

5 結(jié)論

（1）葡萄花油層處于砂體邊界部位，且待鉆井油層發(fā)育厚度具有明顯的差異性。

（2）扶余油層各個(gè)小層砂體呈條帶狀分布，形態(tài)變化較大，注水井在東北—西南向影響較大。

（3）通過注水井壓降情況，利用滲流阻力反向推導(dǎo)待鉆井地層壓力情況，結(jié)合老井射孔情況和層間注采關(guān)系的變化，可以有效分析預(yù)測各層壓力。

（4）根據(jù)預(yù)測的各小層壓力，結(jié)合區(qū)域地層破裂壓力，可以設(shè)計(jì)出合理的鉆井液密度。