調(diào)整井固井前地層壓力計算方法

劉躍榮，王連生，何俊才

（大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江 大慶 163413）

地層壓力是影響調(diào)整井固井質(zhì)量的重要因素，在固井前準(zhǔn)確獲得地層壓力十分重要。油田進入開發(fā)后期，壓力系統(tǒng)非常復(fù)雜，為了保證調(diào)整井固井質(zhì)量，必須建立一種適用于油田開發(fā)后期的調(diào)整井地層壓力計算方法，以準(zhǔn)確設(shè)計固井技術(shù)方案。油田開發(fā)后期地層壓力變化范圍大，以往只能根據(jù)鉆進情況大致估計地層壓力，不能準(zhǔn)確得出高壓層位置和大小，如果固井時鉆井液密度低于地層壓力，就會造成水泥混竄和管外冒，如果鉆井液密度過高，就會影響低壓層固井質(zhì)量。為了防止高壓層混竄，在固井前普遍將鉆井液密度提高0.05～0.1g/cm3，對一些低壓井造成了成本浪費。聲速曲線法計算壓力只適用于開發(fā)初期原始壓力狀態(tài)下的地層，計算壓力系數(shù)的范圍在0.9～1.2之間，而目前調(diào)整井的壓力系數(shù)變化范圍大多在0.8～1.8之間，最高壓力系數(shù)達2.0以上，聲速法已經(jīng)不適用。在某些壓力異常地區(qū)，高壓層自然電位曲線經(jīng)常發(fā)生異常，由于對產(chǎn)生異常的原因不清楚，經(jīng)常重復(fù)測井，造成浪費。為了解決以上的問題，有必要研究適用于高含水后期的地層壓力計算方法。

1 自然電位與孔隙壓力相關(guān)性分析

目前的測井曲線中，自然電位曲線對壓力最為敏感，同一口井，2次測井采用泥漿密度不同，自然電位曲線形態(tài)明顯不同（圖1）。泥漿密度為1.50g/cm3時，滲透層的自然電位曲線平直或出現(xiàn)正異常，而當(dāng)密度為1.85g/cm3時，負(fù)異常明顯。

從圖1可以看出，不同鉆井液密度測井，使地層承受不同的壓差，高密度時壓差大，自然電位曲線幅度大，符合過濾電位與壓差成正比的原理。

2 計算公式和參數(shù)

依據(jù)毛管流動電位理論，建立壓力計算公式，表達式為：

式中：ρ——電測時的鉆井液密度，g/cm3；

Kp——油層孔隙壓力系數(shù)；

D——計算點深度（定向井需將斜深換算為垂深），m。

Eda和Kf采用數(shù)理統(tǒng)計方法求取，運用儲層的電阻率、聲速、巖石密度等參數(shù)及組合運算把它們表示出來。

3 計算軟件和成果圖

計算模型與測井孔滲飽解釋軟件結(jié)合，采用相應(yīng)的分層和取值方法，輸入鉆井液密度、電阻率等參數(shù)（圖2），計算和顯示全井壓力剖面。

式中：Pp——孔隙壓力，MPa；

Pl——鉆井液液柱壓力，MPa；

E——總自然電位，mV；

Eda——擴散吸附電位，mV；

Rm——鉆井液電阻率，Ω·m；

μ——鉆井液濾液粘度系數(shù)；

Kf——過濾電位系數(shù)。

壓力系數(shù)計算公式：

圖2 參數(shù)輸入界面

某井壓力計算成果見圖3。

根據(jù)壓力計算結(jié)果，將該井固井泥漿密度定為1.58g/cm3。

4 準(zhǔn)確性驗證

通過與3口測壓井27個測點的實測壓力對照，有23個點的相對誤差小于10%，符合率為85.2%。4個不符合的測點均為低壓層，高壓層的符合率較高。高壓層正是重點關(guān)注的層位，可以滿足調(diào)整井鉆井工程的需要。

圖3 某井壓力計算成果圖

5 結(jié)論

（1）油田高含水后期，聲速法已經(jīng)不能滿足壓力計算的需要。

（2）依據(jù)測井原理建立的自然電位法能夠準(zhǔn)確計算固井前的地層壓力，精度滿足鉆井施工要求。

（3）通過對自然電位測井原理的分析，認(rèn)清了曲線異常是由壓力引起，避免了盲目重復(fù)測井造成的浪費。

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