减缓钻控关井对油田产量影响的方法探讨

2014-06-13鹿立卿中石油大庆油田有限责任公司第九采油厂地质大队黑龙江大庆163712

石油天然气学报 2014年3期

鹿立卿（中石油大庆油田有限责任公司第九采油厂地质大队，黑龙江大庆163712）

1 问题的提出

新站油田受多方向复杂裂缝影响，层间、平面矛盾突出，裂缝性水淹井低效无效循环严重，而裂缝两侧油井受效差，剩余油富集。2001年到2011年，北部区块采油速度由1.82%下降到0.36%。为了改善油田开发效果，2011年对大401区块进行了加密调整试验，在裂缝两侧剩余油富集区共布规则加密井19口，加密后注采井距由300m缩短到212m，加密井投产后，大404井区日产油由18.0t上升到39.6t，日增油21.6t，采油速度由0.43%上升到0.95%，2012年3月底压裂2口加密井，井区日产油上升到43.7t，采油速度上升到1.05%。截至2012年已累计产油6887t，取得了较好的增油效果。

但从钻关井区老井生产曲线看，17口水井于2010年10月钻控关井，到2011年5月陆续恢复注水，钻关期间累计放溢流30651m3，累计少注水48420m3。周围22口油井，日产液由52t下降到38t，日产油由31.1t下降到22.8t，综合含水由39.6%略升至40.2%。从产油量变化曲线可以看出，钻关前3个月产量维持原缓慢递减，从第4个月开始产量递减明显加快；从钻关恢复后产量变化看，2011年5月陆续恢复注水，恢复注水5个月后日产油恢复到25.2t，但仍比递减前的27.2t还低。

区块2口实测地层压力井的压力由13.54MPa下降到10.58MPa，钻关井区自然递减率由2010年的13.23%上升到17.08%，钻关累计影响产油1088t。因此，有必要研究如何减缓钻关对新站油田产量的影响。

2 钻控关井的目的及目前钻控关井存在的问题

2.1 钻控关井的目的

对于注水开发油田，由于油藏内有大量的注入和采出，原始地层压力系统的平衡和原始地层岩石结构被破坏，使得原有的压实规律发生改变；同时由于受层间及平面非均质性影响，井区存在注采不平衡，高压层和欠压层同时存在，使地层中形成新的较复杂的压力体系。由于高压层和低压层的同时存在，给加密调整井的钻井安全、固井质量、油气保护等方面带来一系列的问题，主要表现在以下几个方面：一是在钻井安全方面，地层压力高需要较高的钻井液密度，不仅影响钻进速度，还易发生卡钻，甚至发生井涌或井喷；在固井质量方面，易发生油气水侵；在油气层保护方面，由于延长了油层浸泡时间，地层污染加重；二是当油井层间压差大时，当钻遇低压层时，易发生井漏，同时在裂缝较发育井区易压开近井地带微裂缝而发生井漏，导致高渗层固井质量变差。因此，钻控关井的目的就是要 “保证钻井安全，提高固井质量，减少油气层伤害”，具体的要求是 “降低高压层地层压力、减小高压层与低压层层间压差”。按大庆油田相关要求，钻井点地层压力因数需要降到1.45以下，层间压差要小于6MPa。

图1 油水井间地层压力分布示意图

2.2 地层压力分布规律

根据图1所示油水井间的地层压力分布规律：当只有1口水井A生产时，水井周围存在一个由井点向四周逐渐减小的压降漏斗，距水井A距离为r1处的地层压力可由下式表示：

当只有1口油井B生产时，油井周围存在一个由井点向四周逐渐增加的压降漏斗，距油井B距离为r2处的地层压力可由下式表示：

当油水井同时生产时，水井A与油井B连线上任一点的压力值为：

式中：pw为只有1口水井生产时，距离水井任一点的压力值，MPa；po为只有1口油井生产时，距离油井任一点的压力值，MPa；p′w为水井井眼附近地层压力，MPa；p′o为油井井眼附近地层压力，MPa；Qw为水井日注水量，m3；Qo为油井日产液量，m3；K为渗透率，mD；h为有效厚度，m；r1为距水井距离，m；r2为距油井距离，m；μ为流体黏度，mPa·s；rw为井眼半径，m；Krw为水的相对渗透率，mD；pe为供给边界压力，MPa。

由于层间非均质性以及层间的注采不均衡影响，纵向上各层存在一定的压差，注采越不均衡，压差越大。对于砂体发育好、厚度大、渗透率高或裂缝发育的层段，由于渗流阻力小，易形成高渗低压层；在岩性尖灭层、差油层部位、断层遮挡部位、成片堵水部位、长期水淹关井部位，易形成瞥压层；钻控关井的目的就是通过关井或放溢流的方式来降低低渗高压层的压力，从而降低层间压差[4～6]。

高中是学习非常紧张的一个重要阶段，学生面临升学压力，课外活动少之又少，尤其是在高三，很多学校基本上已经杜绝一切非考试科目的学习。语文在高中学习阶段占有重要地位，语文的学习从小学到高中一直都在持续，但是教学效率并没有比其他科目有明显的优势，在繁重的学习任务中，学生失去对语文学习的兴趣，让语文学习从感悟文章的内涵到如何找到得分点，这改变了教育的初衷。高中语文面临的尴尬处境要及时找到出路。我们常说，兴趣是最好的老师，课外活动是提高学生语文素养的一条新的出路。

2.3 目前钻控关井存在的问题

根据钻控关井要求，钻井处地层压力因数需要降到1.45以下，层间压差需要降到6MPa以内，从老厂调整井降压规律总结出当300m以内水井井口压力降到2MPa以内、600m以内水井井口压力降到3MPa以内时，钻井处地层压力因数可降到1.45以内[1，2]，但该规律不适用于外围油田。由于外围油田渗透率低，压力传递慢，井口压力不能代表待钻井处地层压力增值。依据较高的井口剩余压力设计的钻井液密度必然偏高，而密度较高的钻井液在钻井过程中一方面不利于保护油气层，造成油气层污染，同时也影响钻井安全。目前钻控关井方式一般是先同时停注300m以内井，再同时停注600m以内井，这种钻控关井方式主要存在以下问题：小层压力的高低主要受注采是否均衡影响，而钻控关井后小层压力下降的快慢主要受小层厚度、渗透率、连通性影响，同步停注后，高渗层压力下降快，低渗层压力下降慢，会出现钻控关井后层间压差增大的情况[3]。

例如大66－62井，偏Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层段关井238h后，偏Ⅱ层段与偏Ⅰ层段间的压差由0.32MPa增加到0.72MPa （图2）。

通过以上分析得出以下结论：目前采取的高压层段、低压层段同时停注，不能有效降低层间压差，甚至会加大层间压差，达不到钻控关井降压的目的。因此，提出以下钻控关井建议：本着提高欠压层压力，降低异常高压层的地层压力，缩小层间压差，使压力系统分布均衡的总原则，采取不同层段停注时间不同，先停高压层，再停中压层，最后停低压层的方式来调整层间压差到合理范围。图3为降低层间压差原理示意图。

图2 大66－62井关井后静压及压降变化图

3 减缓钻控关井对产量影响的方法

图3 降低层间压差原理示意图

研究思路：首先计算水井各层段流压及地层压力，并作出预钻井点周围600m范围内的水井各层段纵向压力剖面，对地层压力因数小于1.45的，先正常注水，待钻井前1个月再关井，对于地层压力因数大于1.45的，计算出需要的降压幅度，并根据油水井连通状况、油水井间渗透性、井点与水井的距离、裂缝方向等因素，估算关井或放溢流后降压速度，结合钻井时间确定钻控关井所需时间，最后综合各小层压力因数制定全井钻控关井方案。

3.1 计算水井各层段流压及地层压力

统计新站油田大401区块33次葡萄花油层段分层测压资料，做出折算流压与实测流压以及实测地层压力的关系曲线（图4）。从散点图可以看出，这三者相关性较强，因此可以通过折算流压来估算实际流压和实际地层压力。

图4 折算流压与实际流压及地层压力关系图

通过回归，得到折算流压与实际流压及实际地层压力的关系式：

3.2 做小层纵向压力剖面调整压力

当水井压力剖面在安全线右侧时，表示该井地层压力因数超过1.45，需要进行钻控关井降压，离安全线越远，越需要提早降压。

3.3 计算需要降压幅度

按钻控关井要求，地层压力因数需要降到1.45以下，可得出：

根据式（7）计算出新站油田不同深度下最高井口剩余压力，见表1。

表1 不同油层中深井口剩余压力上限表

根据计算出的需要降压幅度按由大到小的顺序制定具体钻控关井方案。

3.4 制定钻控关井方案

在制定具体钻控关井方案时主要考虑与钻井点的距离、需要降压幅度、降压速度、对产量影响高低几个方面，对于距钻井点300m以内、需降压力高、裂缝不发育、与周围井连通差或周围有集中关井或堵水的，由于降压速度相对较慢，采取先钻控关井；对于距钻井点600m以内、需降压力低，裂缝发育、与周围油井连通好的井，由于降压速度相对较快，采取后钻控关井。另外，对于层间压差过大的井，钻控关井放溢流前应对低压层提前停注，防止低压层压力下降。