調整井延時聲變固井質量變化規(guī)律探究

1、調整井延時聲變固井質量變化規(guī)律研究 1引言大慶油田開發(fā)已進入高含水后期，調整井固井后聲變質量衰減問題已成為制約油田產能的關鍵問題。為此大慶油田從2001年3月開始，將調整井固井后測聲變時刻由2d延遲到15d，延時聲變措施執(zhí)行后，調整井固井檢測質量急劇下滑，合格率從延時前的99%下降到延時后的90%。為了更好地掌握固井后水泥環(huán)的膠結質量隨地層壓力環(huán)境、測聲變時刻的變化規(guī)律，科學地提出延時聲變固井質量的考核指標，大慶油田組織有關部門和單位在薩爾圖油田南三區(qū)開展了不同壓力環(huán)境對調整井延時聲變固井質量阻礙的對比試驗。試驗區(qū)按地下動態(tài)情況分為相對穩(wěn)定區(qū)和相對不穩(wěn)定區(qū)，穩(wěn)定區(qū)內鉆井20口，不穩(wěn)定區(qū)鉆井18

2、口，全部在固井后2d和15d測聲變，為了增加對比度，在部分井加測了4d、6d、8d和10d聲變。2 試驗差不多情況2.1 地理位置與試驗環(huán)境2.1.1 地理位置試驗區(qū)位于薩爾圖油田南三區(qū)，西起167號斷層，東至薩大路東約200m，北起南三區(qū)丁30排，南至三區(qū)丁50排之間。以南3-丁30-430井與南3-丁50-435井連線為界，以西是相對穩(wěn)定試驗區(qū)，以東是相對不穩(wěn)定試驗區(qū)。2.1.2 試驗環(huán)境設置相對穩(wěn)定區(qū)。薩葡層系注水井鉆關距離450m，在鉆開油層前，300m以內的注水井關井24h之內井口壓力小于2.0MPa，300-450m注水井24h內井口壓力小于3MPa；高臺子層系注水井鉆關距離小于3

3、00m，鉆開油層前井口剩余壓力小于4MPa，所有注水井關井時刻從新井開鉆前7d至固井后15d測聲變結束為止。采油井依據不同層位和產液量按三種情況進行關井：面積井網及行列井網采油田關井距離操縱在150m以內；一次加密薩葡差油層井，日產液量大于25m3的井關井距離操縱在100m，產液量小于25m3的操縱在50m以內；高臺子層系采油井關井距離操縱在50m以內，所有的采油井關井時刻從新井鉆開油層至固井后15d測完聲變?yōu)橹埂Ｏ鄬Σ环€(wěn)定試驗區(qū)。注水井關井距離、關井開始時刻及井剩余壓力與相對穩(wěn)定區(qū)要求相同，恢復注水時刻為一次聲變結束（固井后2d）。同井場采油井關井距離50m（產液量40m3），關井時刻從新井

4、鉆開油層至一次聲變結束為止。2.2 試驗方案實施2.2.1油水井關井實施情況按照試驗方案，試驗區(qū)內所有38口注水井于開鉆前20d開始關井放溢，穩(wěn)定區(qū)內10口相關采油井從首輪井鉆開油層之時開始停產。注水井井口壓力及采油井關井時刻均符合試驗要求。全部試驗過程由開發(fā)和鉆井部門派專人共同監(jiān)督實施。在相對不穩(wěn)定試驗區(qū)內，由于每口注水井阻礙周圍幾口新鉆井，只有3口新井（井號為南3-丁41-433、南3-丁40-斜435、南3-丁50-435）在固井后2d周圍注水井轉注。2.2.2 鉆井實施情況動用8臺ZJ15鉆機，共鉆直井34口，定向井4口，鉆井液體系均為聚合物防塌高密度鉆井液體系，整個鉆井過程中，除南3

5、-丁40-434、南3-丁31-斜434井發(fā)生油氣浸、南1-丁41-432發(fā)生井漏失外，其它井均正常鉆進。2.2.3 固井作業(yè)使用引進的CPT-Y4型水泥車施工，38口井固井施工參數均達到設計要求：平均注速均大于1.25m/s，水泥漿單點密度全部操縱在1.88-1.95g/cm3之間，平均替速大于1.2m/s。在技術方案上，相對穩(wěn)定區(qū)20口井全部采納常規(guī)措施，相對不穩(wěn)定區(qū)18口井有7口使用DSK鎖水抗竄劑，4口井使用DRK抗沖擊韌性水泥。2.2.4聲變檢測所有試驗區(qū)井均采納DLS-1：SBB-61型聲變測井儀，共測井108次，其中相對穩(wěn)定區(qū)5口井和相對不穩(wěn)定區(qū)3口井，分不測2d、4d、6d、8

6、d、10d、15d聲變，其余井測2d和15d聲變。3 試驗結果對比分析3.1 不同試驗環(huán)境的地層壓力對比依照區(qū)內部分井RFT測壓資料和利用電測資料對小層壓力計算，能夠看出，在同一層位，不同試驗環(huán)境的地層壓力系數差不較大（見表1）。在平面上，自北向南，小層壓力有升高趨勢，由西向東，小層壓力逐步增大，且同一層位不同小層壓力變化范圍較大，這講明非穩(wěn)定區(qū)地層壓力比穩(wěn)定活躍，其緣故是和提早恢復注水及采油有關。在縱向壓力剖面上，穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定區(qū)各主力油層內部高壓低壓交互存在，但總的趨勢是，自上而上，壓力系數逐步減小，S0-S2組存在高壓層，S3至P、G油層的部分小層呈欠壓狀態(tài)。表1 南三試驗區(qū)不同井區(qū)地層

7、壓力測量結果對比區(qū)域井號地層壓力系數S0S1S2S3P1P2G1穩(wěn)定區(qū)南3-丁40-4281.701.110.97-1.421.04-1.480.99-1.211.22-1.290.94南3-丁31-4291.591.370.92-1.400.98-1.051.05-1.141.00-1.220.9南3-丁41-4311.601.300.89-1.190.80-0.820.70-1.200.93-1.150.9-1.3南3-丁50-4331.631.100.90-1.220.91-1.060.67-1.20.90-1.000.8-0.9非穩(wěn)定區(qū)南3-丁2-P311.751.44-1.691.1

8、5-1.41.29-1.350.94-1.00.90-1.330.09南3-丁31-4311.531.20-1.400.9-1.080.84-0.90.54-1.00.8-0.91.15-1.7南3-丁50-4351.610.91-1.650.92-1.220.950.7-1.240.71-1.00.7-0.89南3-丁50-4371.751.61-1.731.27-1.551.07-1.581.0-1.681.0-1.73.2不同試驗環(huán)境下固井檢測質量對比將固井后2d和15d聲變檢測結果進行對比，穩(wěn)定區(qū)共固井20口，2d聲變固井質量優(yōu)質20口，優(yōu)質率100%；15d聲變固井質量優(yōu)質19口，合

9、格1口，優(yōu)質率95%。非穩(wěn)定區(qū)固井18口，2d聲變固井質量優(yōu)質15口，合格3口，不合格2口，優(yōu)質率83.3%；15d聲變固井質量優(yōu)質8口，合格8口，不合格2口，優(yōu)質率53.3%。與穩(wěn)定區(qū)相比，2d聲變和15d聲變質量優(yōu)質率分不下降16.7%和41.7%。能夠看出，穩(wěn)定區(qū)兩次聲變質量變化不大，且優(yōu)質率較高；不穩(wěn)定區(qū)質量較差，15d聲變優(yōu)質率降幅較大。3.3 聲變指數隨測井時刻變化對比3.3.1 固井后2d和15d聲變指數異常井段對比統(tǒng)計試驗區(qū)內38口井2d和15d聲變數據，單井聲變檢測質量較差（BI0.8）的位置比較一致，但較差井段的長度卻有不同程度變化。表2為南3試驗區(qū)2d與15d聲變膠結指數

10、異常井段（0.8）變化情況。能夠看出，在穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定區(qū)，BI指數0.8井段BI0.8井段BI0.8井段長度m比例%長度m比例%長度m比例%長度m比例%穩(wěn)定區(qū)5643552097.81232.2542496.12193.9非穩(wěn)定區(qū)4796428889.450810.6387277.892422.2合 計10439980894.06316.0929689.1114310.9表3 南三試驗區(qū)井BI指數隨時刻變化情況統(tǒng)計項目S0S0-S1S1S1-S2S2S3S-PP1P2G1綜合穩(wěn)定區(qū)變差井次8944943610968比例40.045.020.020.045.020.015.030.050.045

11、.034.0不變井次12111616111617141011132比例60.055.080.080.055.080.075.070.050.055.066.0不穩(wěn)定區(qū)變差井次101063119511121087比例50.050.027.816.761.138.916.727.838.944.548.3不變口數881215791376893比例44.544.566.783.322.250.072.255.650.044.551.7在縱向剖面上，膠結指數隨時刻增加變差的井段要緊集中在封固段的上、下兩端，上部以S0組、S0-S1夾層為主，下部要緊集中在P2組和G1組。其要緊緣故是上部的S0組、S0-

12、S1夾層屬非生產層，且滲透性較差，地層處于長期憋壓狀態(tài)，固井后，流體一旦浸入水泥環(huán)，則在水泥環(huán)中竄通，形成孔洞，隨著時刻的推移，流體在孔洞中運移引起水泥石強度下降。在P、G油層，由于地層滲透性較好，滲透率（一般在50010-3m2左右），且呈欠壓狀態(tài)，鉆井過程中泥餅增厚，固井時引起水泥漿大量失水，引起二界面膠結強度下降。膠結指數隨時刻增加差不多不變的井段要緊集中在S1組、S1-S2夾層、S3組和S-P夾層，這些層位差不多上為薄差層，滲透率較低，受周圍注水井、采油井的阻礙相對較小。3.3.3 固井后六次聲變結果綜合對比為了定量直觀地評價聲變質量隨時刻的變化情況，那個地點引入一個膠結不飽和度（）概

13、念，它表示在水泥石中，未膠結的部分（孔隙或混竄）占整個水泥石的體積百分比。在聲變檢測圖上，能夠近似地用下式表示：其中a、b為計算井段的上下點深度；表示a、b之間井深為處的BI值。利用上述計算方法對試驗區(qū)內7口（穩(wěn)定區(qū)內4口、不穩(wěn)定區(qū)3口）固井后經歷六次聲變檢測的井平均膠結不飽和度進行評價，統(tǒng)計結果見表4。從表中數據能夠看出，在穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定區(qū)，所有井的平均膠結不飽和度都有隨測聲變時刻增加而增大的趨勢，但穩(wěn)定區(qū)內增幅特不緩慢，非穩(wěn)定區(qū)內增幅較快，但從第10d以后增幅開始減小，差不多趨于穩(wěn)定。以南3-丁50-435井為例（見表5），2d聲變時的平均膠結不飽和度為2.0%，15d測聲變時即達到14.

14、16%，同比增加了7.2倍。表4 南3試驗區(qū)六次聲變井膠結不飽和度對比井區(qū)井號各次聲變的平均膠結不飽和度（%）2d4d6d8d10d15d穩(wěn)定區(qū)南3-丁31-4282.571.754.652.541.652.21南3-丁31-4293.393.8211.432.794.253.99南3-丁40-4281.811.326.102.713.653.87南3-丁40-4292.113.13.22.624.134.14非穩(wěn)定區(qū)南3-丁31-4332.373.584.578.7912.5113.71南3-丁41-4332.284.816.139.9313.3913.49南3-丁50-4352.03.74

15、8.2013.6114.1816.16表5 南3-J50-435井六次聲變對比地層井段壓力系數平均膠結不飽和度%2d4d6d8d10d15dS0763-7951.610.940.944.694.0610.0610.94S0-S1795-8120.5903.5312.9412.1817.06S1812-8301.6501.6713.3322.2221.6722.89S1-S2830-8363.3312.543.3343.3343.3345.0S2836-9011.220.311.156.3112.015.3823.23S3901-9260.952.002.805.607.607.209.20S-

16、P926-9455.265.7911.5821.0515.7916.94P1945-9900.7-1.246.227.3312.2212.6710.2210.44P2990-10300.890.51.382.8812.58.754.25底角1030-10680.692.119.479.2120.5223.6823.68平均763-10682.03.748.2013.6114.1816.163.4聲變質量與層位壓力關系對比為掌握試驗區(qū)固井質量問題發(fā)生的緣故對試驗區(qū)內所有井15d聲變檢測質量較差（0.8井段所占的比例均無明顯變化。在地層壓力環(huán)境不穩(wěn)定條件下，水泥石膠結質量衰減速度較快，15天聲變與2天聲變的膠結不飽和度上升11%以上，固井檢測質量較差井段（BI0.8）所占的比例上升11.6%。4.3在不穩(wěn)定的地層壓力環(huán)境條件下，現有的鉆井完井工藝和技術專門難解決延時聲