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摘 要:根据油藏的静态参数、油水井的开发动态以及各种测井资料,总结出油藏异常地层压力的分析方法,同时应用不同的分析方法对过渡带异常地层压力的形成原因及分布规律进行了研究,为异常地层压力的治理和预防提供理论依据。
关键词:异常地层压力形成原因分布规律治理方法
中图分类号:TE271 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0061-01
1 引言
异常地层压力是套损破坏的主要原因已越来越成为共识,目前,地层压力存在高压、低压井点或高压、低压区块,是套损的重大隐患[1]。因此,从套管保护的角度出发,控制好地层压力是及其重要的,而了解异常地层压力的形成和分布规律,又是治理异常地层压力预防高压、低压层形成的关键。因此,研究异常地层压力的分布规律非常必要。
2 异常地层压力的分析方法
2.1 历史追溯法
在回顾异常压力井点开发史的基础上,分析引起地层压力升高或降低的各种因素,如注水井方案提水或减水、采油井长期高流压或低流压生产、油井改水井或水井改油井等。由于这些因素打破了原有的注采平衡,使注采比升高或降低,进而形成高压或低压,可根据油、水井产液和吸水剖面等资料确定具体的高压层或低压层。该方法主要用于分析地层压力升高或降低的原因。
2.2 达西定律判断法
由达西定律[2]可知,同一砂体的流量与压差成正比,相同压差下的流量与渗透率、油层厚度之积成正比,即有
Q=KH△P/μL
从式可见,在油井流动压力一定的情况下,油层的产液量增加,说明该层地层压力是升高的。如果不同油层产液量相同,则发育差层的地层压力一定高于发育好层的地层压力。在注水压力一定的情况下,如果注水量减少,说明地层压力是升高的,反之则是下降的,因此可根据油、水井连续的产液和吸水状况确定地层压力的升降。该方法适用于未措施井,是以分层产液资料和吸水剖面为基础,因此对资料的准确性要求较高。统计井数越多,资料的规律性越强,因此该方法更适用于高压区块的分析。
2.3 物质平衡法
对于一个油层来说,它的开发状况遵循物质平衡原理,当油层的年注采比大于1时,地层孔隙压力就会升高,如果累計注采比大于1,则地层压力一定高于原始地层压力,反之则低于原始地层压力。由于这种方法需要计算注采比,比较适用于相对封闭的窄河道砂体的高压或低压层分析。
3过渡带地区异常地层压力的形成及分布
应用上诉分析方法对过渡带地区异常地层压力的形成原因进行了分析,并总结了异常地层压力的分布规律。研究表明,异常地层压力形成的原因主要与注采关系完善程度、开采方法和油层的发育情况有关。
3.1 注采不完善形成的异常地层压力
3.1.1 三角洲分流平原相沉积的主力油层
这类油层以大面积分布的河道砂为主油层发育好,主要因油井长期高流压或低流压生产以及断层边部等原因造成有注无采或有采无注而形成高压或低压层[3]。
3.1.2 三角洲内前缘相沉积的主力油层
三角洲内前缘相沉积的以窄小河道砂分布为主的主力油层因井网对砂体控制程度较低,致使在窄河道内有注无采或注多采少,同时由于注水井位于河道内,而采油井位于发育变差的河间部位造成注多采少而形成高压,反之形成低压层[3]。
3.1.3 三角洲外前缘Ⅰ类沉积的以表内主体薄层砂大面积分布的油层
由于在基础井网中得到一定的动用,一次加密调整后,这类油层属于均衡层,整体发育较好,压力传导快,因此,不易形成大面积高压或低压层。只有个别井点由于下述原因形成异常压力井区,如断层边部;油水井不对应射孔;油层在平面上发育不均均衡;油水井井别变化;油井长时间高流压或低流压生产;油层污染等。这种异常地层压力分布比较零散,只在某一井点或井组产生。
3.2 高注水强度的开发方式形成的高压层
这类高压层主要集中于三角洲外前缘II类沉积的以表内非主体薄层砂大面积分布的非主力油层。由于油层发育差,在基础井网条件下动用程度低,在开发方式上加强注水,造成注水强度大、注采比高,引起地层压力升高[4]。
3.3 油层发育差而形成的高压层
这类高压层主要集中于三角洲外前缘、类沉积的以表外储层为主的油层,在投产初期水井有所动用,但因油层发育较差、油井采出少而形成高压。
由于表外储层在目前工艺技术条件下动用普遍较差,一般不易产生高压层,所以此类高压层分布较为零散,通常产生在水井附近,较多分布于二次井网。
4 异常地层压力井区治理方法
由于近些年套损一直困扰着油田的开发,积极开展降压注水和对异常地层压力井区治理工作,针对这一现状过渡带地区通过对高压层减水和低压层提水等手段平衡地层压力,预防套损的发生。
4.1 低压层提水
针对地层压力低于10MPa的井提水恢复地层压力,达到治理低压层的目的,提水层位的可以是高含水层,针对这一原则我们对相应的水井采取方案提水。
例如A油井,地层压力9.18MPa,原始地层压力11.21MPa,比原始地层压力低2.03MPa。
该井的开发简史:该井是2004年5月投产的一口二次加密调整井,全井射开砂岩厚度10.9m,有效厚度1.5m。由于该井采用限流法完井,投产以后地层压力一直较低。
从各小层砂体发育来看多数小层发育于大面积的表外储层,为了积极治理低压层我们对A油井周围与之连通较好的水井B井方案提水15m3。
4.2 高压层减水
针对地层压力高于13MPa的井减水降低地层压力,来对高压层进行治理,平衡地层压力达到保护套管的目的。
例如C油井,地层压力14.85MPa,原始地层压力11.10Mpa,比原始地层压力高3.75MPa。
该井的开发简史:该井是2004年5月投产的一口二次加密调整井,全井射开砂岩厚度17.2m,有效厚度3.7m。由于该井周围水井较多,注多采少,导致该井地层压力一直较高,在2006年12月该井周围一口油井C井泵况至今,注多采少更加严重,致使C井在2007年地层压力继续上升。
从各小层砂体发育来看多数小层发育于大面积的表外储层,为了积极治理高压层我们对C井周围与之连通较好的水井D井方案偏1停住,并同时对该井调参放产。
5 结论
(1)地层压力异常主要是由于区域性的注采不平衡造成的,合理地调整注采比是保持地层压力稳定的前提。(2)历史追述是分析异常地层压力的基础,只有了解地层压力变化的原因,才有可能对高压层或低压层做出正确的判断;物质平衡原理和达西定律是判断异常地层压力中各种方法的核心;而主观认定和反证法是快速(但不完全)确定异常地层压力的捷径。(3)地层压力是一个动态变化过程,适时监测与分析地层压力的变化并对其及时调整是油田开发中一项长抓不懈的工作。
参考文献
[1] 刘冰,等.萨中开发区套管损坏原因及预防措施研究.大庆油田开发论文集.北京:石油工业出版社,2000.
[2] 翟云芳,等.渗流力学.北京:石油工业出版社,1994.
[3] 王乃举,等.中国油藏开发模式总论.北京:石油工业出版社,1999.
关键词:异常地层压力形成原因分布规律治理方法
中图分类号:TE271 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0061-01
1 引言
异常地层压力是套损破坏的主要原因已越来越成为共识,目前,地层压力存在高压、低压井点或高压、低压区块,是套损的重大隐患[1]。因此,从套管保护的角度出发,控制好地层压力是及其重要的,而了解异常地层压力的形成和分布规律,又是治理异常地层压力预防高压、低压层形成的关键。因此,研究异常地层压力的分布规律非常必要。
2 异常地层压力的分析方法
2.1 历史追溯法
在回顾异常压力井点开发史的基础上,分析引起地层压力升高或降低的各种因素,如注水井方案提水或减水、采油井长期高流压或低流压生产、油井改水井或水井改油井等。由于这些因素打破了原有的注采平衡,使注采比升高或降低,进而形成高压或低压,可根据油、水井产液和吸水剖面等资料确定具体的高压层或低压层。该方法主要用于分析地层压力升高或降低的原因。
2.2 达西定律判断法
由达西定律[2]可知,同一砂体的流量与压差成正比,相同压差下的流量与渗透率、油层厚度之积成正比,即有
Q=KH△P/μL
从式可见,在油井流动压力一定的情况下,油层的产液量增加,说明该层地层压力是升高的。如果不同油层产液量相同,则发育差层的地层压力一定高于发育好层的地层压力。在注水压力一定的情况下,如果注水量减少,说明地层压力是升高的,反之则是下降的,因此可根据油、水井连续的产液和吸水状况确定地层压力的升降。该方法适用于未措施井,是以分层产液资料和吸水剖面为基础,因此对资料的准确性要求较高。统计井数越多,资料的规律性越强,因此该方法更适用于高压区块的分析。
2.3 物质平衡法
对于一个油层来说,它的开发状况遵循物质平衡原理,当油层的年注采比大于1时,地层孔隙压力就会升高,如果累計注采比大于1,则地层压力一定高于原始地层压力,反之则低于原始地层压力。由于这种方法需要计算注采比,比较适用于相对封闭的窄河道砂体的高压或低压层分析。
3过渡带地区异常地层压力的形成及分布
应用上诉分析方法对过渡带地区异常地层压力的形成原因进行了分析,并总结了异常地层压力的分布规律。研究表明,异常地层压力形成的原因主要与注采关系完善程度、开采方法和油层的发育情况有关。
3.1 注采不完善形成的异常地层压力
3.1.1 三角洲分流平原相沉积的主力油层
这类油层以大面积分布的河道砂为主油层发育好,主要因油井长期高流压或低流压生产以及断层边部等原因造成有注无采或有采无注而形成高压或低压层[3]。
3.1.2 三角洲内前缘相沉积的主力油层
三角洲内前缘相沉积的以窄小河道砂分布为主的主力油层因井网对砂体控制程度较低,致使在窄河道内有注无采或注多采少,同时由于注水井位于河道内,而采油井位于发育变差的河间部位造成注多采少而形成高压,反之形成低压层[3]。
3.1.3 三角洲外前缘Ⅰ类沉积的以表内主体薄层砂大面积分布的油层
由于在基础井网中得到一定的动用,一次加密调整后,这类油层属于均衡层,整体发育较好,压力传导快,因此,不易形成大面积高压或低压层。只有个别井点由于下述原因形成异常压力井区,如断层边部;油水井不对应射孔;油层在平面上发育不均均衡;油水井井别变化;油井长时间高流压或低流压生产;油层污染等。这种异常地层压力分布比较零散,只在某一井点或井组产生。
3.2 高注水强度的开发方式形成的高压层
这类高压层主要集中于三角洲外前缘II类沉积的以表内非主体薄层砂大面积分布的非主力油层。由于油层发育差,在基础井网条件下动用程度低,在开发方式上加强注水,造成注水强度大、注采比高,引起地层压力升高[4]。
3.3 油层发育差而形成的高压层
这类高压层主要集中于三角洲外前缘、类沉积的以表外储层为主的油层,在投产初期水井有所动用,但因油层发育较差、油井采出少而形成高压。
由于表外储层在目前工艺技术条件下动用普遍较差,一般不易产生高压层,所以此类高压层分布较为零散,通常产生在水井附近,较多分布于二次井网。
4 异常地层压力井区治理方法
由于近些年套损一直困扰着油田的开发,积极开展降压注水和对异常地层压力井区治理工作,针对这一现状过渡带地区通过对高压层减水和低压层提水等手段平衡地层压力,预防套损的发生。
4.1 低压层提水
针对地层压力低于10MPa的井提水恢复地层压力,达到治理低压层的目的,提水层位的可以是高含水层,针对这一原则我们对相应的水井采取方案提水。
例如A油井,地层压力9.18MPa,原始地层压力11.21MPa,比原始地层压力低2.03MPa。
该井的开发简史:该井是2004年5月投产的一口二次加密调整井,全井射开砂岩厚度10.9m,有效厚度1.5m。由于该井采用限流法完井,投产以后地层压力一直较低。
从各小层砂体发育来看多数小层发育于大面积的表外储层,为了积极治理低压层我们对A油井周围与之连通较好的水井B井方案提水15m3。
4.2 高压层减水
针对地层压力高于13MPa的井减水降低地层压力,来对高压层进行治理,平衡地层压力达到保护套管的目的。
例如C油井,地层压力14.85MPa,原始地层压力11.10Mpa,比原始地层压力高3.75MPa。
该井的开发简史:该井是2004年5月投产的一口二次加密调整井,全井射开砂岩厚度17.2m,有效厚度3.7m。由于该井周围水井较多,注多采少,导致该井地层压力一直较高,在2006年12月该井周围一口油井C井泵况至今,注多采少更加严重,致使C井在2007年地层压力继续上升。
从各小层砂体发育来看多数小层发育于大面积的表外储层,为了积极治理高压层我们对C井周围与之连通较好的水井D井方案偏1停住,并同时对该井调参放产。
5 结论
(1)地层压力异常主要是由于区域性的注采不平衡造成的,合理地调整注采比是保持地层压力稳定的前提。(2)历史追述是分析异常地层压力的基础,只有了解地层压力变化的原因,才有可能对高压层或低压层做出正确的判断;物质平衡原理和达西定律是判断异常地层压力中各种方法的核心;而主观认定和反证法是快速(但不完全)确定异常地层压力的捷径。(3)地层压力是一个动态变化过程,适时监测与分析地层压力的变化并对其及时调整是油田开发中一项长抓不懈的工作。
参考文献
[1] 刘冰,等.萨中开发区套管损坏原因及预防措施研究.大庆油田开发论文集.北京:石油工业出版社,2000.
[2] 翟云芳,等.渗流力学.北京:石油工业出版社,1994.
[3] 王乃举,等.中国油藏开发模式总论.北京:石油工业出版社,1999.