地层压力预测技术

1、地层压力预测技术第一章 大庆 油田地 地质 特点 大庆油田位于松辽盆地北部，其储油层属于内陆湖盆地叶状 复合三角洲沉积，是一个大型地多层砂岩油田，共有三套含油组 合，即上部黑帝庙、中部萨葡高和下部扶杨含油组合.由于湖盆频繁而广泛地变化，形成了泛滥平原、分流平原、三角洲内外前 缘等不同地沉积相带，在萨尔图、葡萄花、高台子含油层段内， 由于不同地沉积时期和不同地沉积环境，又形成了不同类型地沉 积砂体和沉积旋回，因此造成其平面上和垂向上地严重非均质性 由于这种特定地内陆湖相沉积环境，构成了大庆油田地许多基本 特点. 一是油层多，含油井段长，储量丰度高. 萨尔图、葡萄花、高 台子油层组，约有49130

2、多个单层，含油井段几十M到几百M,每 平方公里地储量从几十万吨到 几百万吨不等. 二是油 层厚度大， 差异 也大，最薄地0.2m, 般1m3m,最大单层厚度可达10m13m.三 是渗透率差异大，空气渗透率最低0. 02 um2,最高达5 um2.在纵向 剖面上， 形成了砂岩与泥岩， 厚层与薄层， 高渗透层与低渗透层交错 分布地复杂情况.第二章 浅 气层分 布规律 及下 表层原 则2. 1 浅 气 层 地 分 布 规 律 浅气层在大庆油田尤其是大庆油田长垣北部地喇、萨、杏油田具 有广泛地分布. 在 构造轴部地嫩二段顶部粉砂岩及泥质粉砂岩层 ， 嫩 三段地粉砂岩及泥质粉砂岩层， 嫩四段地细砂岩及粉

3、砂岩层 ， 只要具 备以下三 条件， 就能形成浅气层（在外围就是黑帝庙油层）.1 ）具备2.5 m视电阻率为1 0 Q -m，自然电位3 m v地砂岩.2）该砂岩必须在一定海拔深度以上才能形成气层.3）同时形成一定地局部构造圈闭及断层遮挡条件（即断层 断裂后相对隆 起地下盘被断层遮挡） ， 有利于浅气层地聚集.， 萨尔图、杏树岗油田浅气含气范围见表1-1 ,喇嘛甸油田浅气含气范围见表1 -2.-395-415图1-1 浅气层分区示意图表1-1萨尔图、杏树岗油田浅气层分布及防喷地质要求浅层 含气含气区范围表层 套管钻井液密度(g/cm3)南三区以北地区南四区小杏三区杏四太1区5井口kl区名 称嫩

4、二段 海拔顶部 深度相当 嫩二段 顶部深度嫩二段 海拔 顶部深度相当顶部 嫩二段 深度嫩二段 海拔顶 部深度相当顶 部嫩二 段深度套吕下深(m)开钻起钻(m)(m)(m )(m)(m)(m)主要-280430-395540-4005401 001.2511. 35咼压区以上以上以上以上以上以上I1.30-280430-395540 n-400r 5401.25咼压区I -320I470I-415I560I-420I5601 00I1.301. 35主要 含气区-320I470I-415I560I-420I560I1 001.25I1. 35-36051 0-455600-4405801.30表

5、1-2 喇嘛甸油田浅气层分布及防喷地质要求浅层含气区范围表层钻井液密度含气喇嘛甸油田套管下深(g/cm3)区名称嫩二段顶部 海拔深度（m）相当嫩二段 顶部深度（m）(m)开钻起钻主要-4506001 001.351.45咼压区以上以上11.40-4506001.30咼压区I-480I6301 00I1.351.40主要-4806301.25含气区I -510I6601 00I1.301.35储集在各储集层地浅气层地产状有很大地差别，嫩二段顶部砂岩地浅气 层产状以纯气层为主，而嫩三段、嫩四段砂岩中地浅气层则以气水同层为 主，在钻井过程中，如果不采取防范措施或采取措施不当，极易发生气浸、 井涌、井

6、喷甚至井喷失控等复杂情况，重者造成钻机陷入地下，固后管外喷 冒而报废井，轻者套管外冒气、冒水而影响油水井投产，使企业、国家蒙受 重大经济损失，地下资源遭到人为破坏，环境遭受严重污染，人民群众生命 受到严重威协，因此必须引起足够地重视2.2下表层地原则下表层装防喷器是防喷地基础技术措施，是二次井控地必备条件，根据中 国石油天然气集团公司地石油与天然气钻井井控规定，结合大庆油田钻 井生产实际，于2003年2月制定了大庆油田井控技术管理实施细则.细 则规定凡属下列情况之一者，必须下表层装防喷器1）新区第一口探井；2）深层及外围探井；3）探气井和开发气井；4）其它预探井；5）有浅气层地区地开发井、调整

7、井；6）设计钻井液密度超过1.90g/cm3地调整井、开发井；7）位于居民区地调整井、开发井；8）在铁路、公路干线、主要工业及民用建筑物100m范围以内地调整 井、开发井；9）特殊作业或实验井.第三章钻井前降低地层压力地方法近年来，油藏评价钻井在长垣内部调整井区内加深钻探扶杨油层 地井越来越多，由于中部萨葡高含油组合注水开发，给尚处于原始状 态地扶杨油层钻井带来了很大难度. 钻井前，若能把中部萨葡高含油 组合地高压层地压力降下来，使用较低地钻井液密度钻井，既可以减 少对油层地污染，也可以有效地减少钻井中井喷、井漏和卡钻等复杂 情况发生，这对提高固井质量也有一定地好处，同时还可以降低钻井 成本，

8、提 高钻井速度. 因此 研究 钻井前 降压 方法 ，也 是钻井中很 重要 地一项技 术工作. 老区 加深 钻探实 际上 相当 于中 部萨葡 高含 油组 合钻 调整井，因此介绍几种调整井降压方法.3. 1 分 区 块 提 前 降 压 钻调整井应是一个区块一个区块进行，以便给分区块提前降压创造条件.1) 降低注 水井 地注水 泵压 注水开发地油田，油层压力地来源是注水井长期注水，在钻调整井前， 有目地地把注水泵压相对降低一些，注水量就减少了，地层压力也就会降低 一些.2) 采油井 加大 日产液 量 在同样长地时间里，采出较多地液量，是有利于降低地层压力地.3) 采油井 打开 堵水层 堵水层一般是高

9、压层，钻调整井之前，打开堵水层，使采油井对其采 液，就可以降低堵水层地压力.4) 对套管 错断 地注水 井放溢 流 对应在套管错断层位地高压层，通过套断注水井放溢流，可以很快地把 地层压力降下来.5) 对采油 井高 压层射 孔后采 液 有些套断地注水井，井筒内被岩石碎块等杂物堵死，不能放溢流，为了 把套断层位对应地高压层地地层孔隙压力降下来，在采油井上，对准套断层 位进行射孔后采液，也可以起到降压作用.3. 2 注 水 井 控 制 注 水 量 它适用于注水层位单一、吸水层单层厚度大、分布面广、渗透率高而且 注采 平衡地 层.如大庆 地喇嘛甸油 田，注 P1 组油层地注 水井， 就可以 采用 控

10、 注地办法，在短时间内局部降低注水井附近区域地地层压力，以满足钻调整 井地需要.3. 3 注 水 井 关 井 停 止 注 水 或 停 止 注 水 并 放 溢 流大庆油田老区调整初期1 995年基本执行：钻关距离600m ,开钻前， 300m 以内注水井井口恢复压力不超过 2. 0MPa；300m600m 之间地注水 井井口恢复压力不超过 3.0MPa .1995 年开 始， 陆续在 不同区 块进 行了钻 关现场实验 ，在老 区钻关距离 基 本控制在 450 m 范围内，即开钻前，300 m 以内注水井井口恢复压力不超过 2.0MPa ; 300m 450m 之间地注水井井口恢复压力不超过 3.

11、0MPa.当然， 对不同区块、不同层位地注水井钻关方案差别也较大.3. 4 钻 泄压 井对高压 层进 行泄 压在油、水井成片地套管损坏区内， 套损地 注水井和采油井， 对套损层位 地高压层， 都不能降压时， 就必须有目地钻一些泄压井.而后射开套损层位地 高压层， 以达到降压地目地.第四章 地层压力与固井质量地关系大庆油田已进入高含水后期开采,其二、三次加密调整方案已经陆续展开. 随着油田开发地不断调整,井网越来越密,不同地开发层系,几套开发井 网相互 作用,使储层地地层压力在平面上和纵 向上分布更加复杂,沿用采油厂提供地 笼统地静压值来指导调整井钻井工作已不能满足需要.第一,目前影响固井质 量

12、地主要地质因素之一是单层高压,而笼统地静压不能反映单层地压力.第二, 就 1 口 井 而言,笼统地静压,是高压层、欠压层、常压层地平均值,因此它低于 高压层地压力.第三,高压层压力和静压值之间相差多少,不是一个定值,光凭经 验,在静压值上加上一个差值就等于高压层地压力,盲目性太大.第四,高压层都 是注多采少或光注不采地憋压层,在平面上无规律可言,但在钻井之前,如果不 弄清楚,会给钻井和固井造成影响,因此,应当研究小层地压力与固井质量地关 系,确定合理地套管下深和井身结构,制定合理地固井设计和施工方案,从而确 定合理地固井液密度,以确保调整井地固井质量.4. 1 钻 井 液 密 度 地 确 定平

13、衡压力钻井中钻井液密度地确定， 以地 层孔隙压力当量钻井液密度为 基数， 再增加一个安全附加值 .选择附加值时要考虑地层孔隙压力预测精度、 地层破裂压力、地层坍塌压力、H2S含量和井控设备配套情况，附加值按以 下两种原则之一确定(欠平衡井或其他特殊井执行钻井工程设计给定地附加 值).1) 油 水 井 为 0. 05g/cm30. 10g/cm3， 气 井 为 0. 07g/cm30. 15g/cm3 .2) 油水井为 1. 5 MPa3. 5MPa， 气井为 3. 0 MPa5. 0MPa.4. 2地层压力与固井质量地关系4. 2. 1地层压力与固井质量关系地研究利用模拟装置进行了室内实验研究

14、，如图1-2所示，实验装置主要由夕卜 套、模拟岩心、环空（水泥环）、套管、声幅仪、数据采集系统等部分组成.1-测吐T=FHILAJft r-ii 事诃 M- ! ft 忒側歆 ncSt图1-2室内模拟装置图地层压力对固井质量地影响表现在两个方面：一个是环空压差，即液柱压 力与地层压力之差值。另一个是层间压差，即高压层与低压层之间孔隙流体压 力地差值大庆油田由于长期地注水开发，地下已形成高压层、常压层、低压 层等并存地多压力层系在固井过程中，不同地层地孔隙压力与液柱压力之差 值不同（即环空压差不同）,环空压差地变化反映了地层压力地变化在模拟装置上，进行了不同环空压差下水泥环胶结质量室内实验，实验

15、条 件:地层状态为钢壁+ 3 25目筛网+60目筛网；水泥浆为哈尔滨 A 级水泥，水 灰比0. 44,密度1.90g/cm3。养护条件为45 C X水浴养护；滤饼情况为憋压 2h X2MPa,浸泡 24h，厚度2mm 3m m.结果见图1 -3.90 r-10123456789101112环空压差（MPa）图 1-3 环 空压 差与固 井质量 关系 图由图 1-3 可见,液柱压力和地层压力地压差在 1MPa8MPa 之间,固井声 幅检测其幅度值小于5%.当环空压差大于9.5MPa（相当于低压层固井）时,A 级水 泥原 浆地 水 泥环 胶结 质 量 地声 幅值 将 大于 10 .当 环空 压 差

16、 小 于 1. 0 M P a （ 相 当 于 高 压 层 固 井 ） 时 ， 水 泥 浆 在 固 井 过 程 中 将 不 能 阻 止 地 层 流 体 地 侵入,地层流体将侵入环空,引起声幅值地升高或二界面地窜槽,从而破坏环空 地胶结质量.4. 2. 2 地层压力影响 水泥环胶结质量地机理在钻井固井生产过程中，地层压力对水泥浆胶结质量地影响可以分为下 列 2 种情况：一是高压层地固井（相当于室内实验地环空低压差1.0 MPa， 二是低压层固井（相当 于室内实验地环空高压差 9.0MPa）.高压层固井地质因素对水泥环胶结质量地影响机理是:高压层固井时地层 压力较高，环空压差较小，水泥浆在凝固过程

17、中水泥颗粒饺合强度地发展引 起环空阻渗能力地降低.当环空阻渗能力降至低于地层侵入能力,而水泥石孔 隙毛细管力地发展不能补偿环空阻渗能力地降低时，地层流体侵入环空，破 坏水泥环地胶结质量，引起二界面地窜槽甚至空套管.取环空压差实验地水泥 环进行结构分析.通过矿相分析可知，环空压差1. 0MPa 作用下形成地水泥 环，其水泥石地显微结构与环空压差在 1. 0MPa9.0 MPa 形成地水泥石相 比，水泥颗粒胶结疏松，孔隙度较大，胶结物（主要是氢氧钙石）不发育，水 泥颗粒之间地胶结作用减弱，氢氧钙石在孔隙中自形发育，水泥石地渗透率 和孔隙度较高，毛细管力较小，水泥石地胶结质量较差.所以高压层固井时必

18、 须保证环空压差大于1 M Pa ,以防止地层流体在水泥浆候凝过程中侵入环空.低压层固井地质因素对水泥环胶结质量地影响机理是:低压层由于地层压 力较低， 环空压差较高， 水泥浆地阻渗能力明显增大， 结果造成水泥浆地滤 失.由室内实验， 取高压差下水泥浆失水后形成地水泥石进行显微结构矿相分 析可知， 高压失水后形成地水泥石水化颗粒堆积， 水化产物不发育， 水泥颗 粒自形程度较高， 胶结物氢氧钙石含量较少， 颗粒间地饺合强度低.失水后形 成地 水泥石再放入水浴中 养护， 由矿相分析可见， 水泥颗粒继续水化， 颗粒 间胶结作用增强， 水化产物进一步发育， 导致水泥 石处于高应力场中， 在应 力集中处

19、水泥颗粒间原有地胶结结构被破坏， 局部可见微裂缝.故当水泥浆地 滤失量达到水泥浆体积地 13%时， 水泥颗粒堆积， 环空水泥浆地容积变小， 相互胶结很快形成结构， 环空中水泥石具有一定地 颗粒饺合强度， 环空地阻 渗能力降低， 环空中 地水泥 浆滤失将减弱乃至停止.由于液柱中 自由水地补 给，已形成结构地水泥颗粒将进一步水化，水泥颗粒逐渐长大，导致水泥石 处于高应力场中，当应力足够大时，原有地水泥石结构受到破坏，水泥颗粒 饺合强度降低，环空地阻渗能力增大，水泥浆继续滤失，水泥颗粒又胶结， 形成一定地胶结结构.自由水地补给造成水泥颗粒继续水化，水泥石又处于高 应力场中，水泥石结构又遭坡坏，结果造

20、成低压层在水泥浆凝固过程中环空 阻渗能力地波动，水泥石地胶结质量受到破坏，从而影响固井质量.4. 3 多 压力 层系固井 液密 度地 一种计 算方法水泥浆失重是由于水泥在胶凝时，产生返壁悬挂，质点沉落，阻止了水 泥浆液柱压力地有效传递，以及水泥在水化过程中地收缩和吸水等原因造成 地固井时，水泥浆密度一般大于1.90g/cm3 ;而在计算固井液密度时，常 规水 泥浆失 重值均 按 1g/cm 3 计算 .对 于高压 层埋藏 较深 地井， 由于 水 泥浆 失 重段 长， 计 算 地 固 井液 密 度 值一 般 过高 ， 而 在 现场 实际应 用 时 ， 这不 仅 增 加 重晶 石粉用 量 ， 浪费

21、成 本， 而且 高 密 度 固 井 液 易导 致井漏 发 生 ， 污染 油 层 ， 增加 了施工 难度 .为此 ， 在 分析研 究现场 数据 地基础 上， 推导出 水泥 浆 失重 值 与水 泥浆段 长之间 关系 式， 从 而,为现场 施工提 供技 术支持 .4. 3. 1 常 规 固 井 液 密 度 地 计 算现场采 用地固 井液 密度是 按 1 g/cm3 计 算， 并 在平 衡密度 地基础 上增 加 一定 地数值 ， 用此 来补 加水泥 浆失重 时地 液柱压 力地 降 低.固 井 时地安 全压 差 （液 柱压力 与地层 压力 之间地 差值） 一般在 1. 0MPa1. 5M Pa 之间，

22、其计 算 式为：P1 =H-（h1 +h2） R1+h1 R2+h2R3 /1 02（ 1 ）P2= HR4/1 02（2）P= P1-P2（3）可以导出 R 1 = 102 AP + HR4-h1R2-h2R3/H- （ h1+h2 ） （ 4 ） 式中：P1 为地 面到高 压层顶 地液 柱压力 MPa；h2 为高 压层顶 距水泥 面之 间地差值 m；P2 为高 压层地 地层压 力 M Pa；R2 为隔 离液密 度 g/cm3；H 为 高压层 顶深 m；R3 为水 泥浆失 重值 g/cm3。h1 为隔 离液高 度 m；R4为地层压力因数（平衡密度）g/cm3 ;R1为固井液密度g/cm3 ;

23、 P为安全压差M Pa.以测RFT地杏9-21 -丙47井为例来计算固井液密度，结果见表1-3.表1-3 杏9-21 -丙4 7井RFT测试解释成果序号层位H /mP2/M PaR4/ (g -cm3)序号层位H/mP2/M PaR4/(g c m - 3 )1飞n 2p 042. 9干点1 2PI 2 1115 1. 3P 9. 9 20. 8 82S n 31 047. 7干点1 3PI 2 11154. 39. 9 40. 8 83S n 4p 053. 3干点1 4PI 3 11166. 3干点4S n 51 056. 31 5. 731.521 5PI 331182. 91 3. 2

24、 71. 1 45S n 111 080. 71 4. 571.371 6PI 42119 1. 7干点6S n 1 51 089. 511. 821. 1 11 7PI71 202. 5干点7S川5M11 0. 3干点1 8PI 81 20 5. 9干点8S川6111 4. 6干点1 9PI 91 20 8. 5干点9PI 111135. 71 8. 351.6520PI 91211.5干点1 0:PI111137. 71 8. 661.672 1PI 1 01214. 5干点1 1PI 12114 1. 7干点22PI 1 01217. 5干点PI 1 1 为最高压力层，H ：=1 1 3

25、7. 7m ; h1 =8 0 m;h2 =1137. 7-934 = 203. 7(m);R 2 = 1 g/cm 3;R3=1 g/cm3（常规值);R4 = 1. 67g/cm 3 ; P 为 1 M Pa将已知参数代入式（4 ）得R1 2.0 1 g / c m 3 ,而本井实际固井液1.82g/cm3，并且实际水泥面比设计水泥面多 64m （ 934m -870m），声检 此层无幅度（优质井）依据实际数据，在水泥浆失重时，按密度 1. 82g/cm3地固井液固井，压稳了该高压层在不考虑其它地附加因素，反 推出R3地值为1. 43g/cm 3.4. 3. 2固井液密度地经验表达式统计近

26、300 口井地现场实际资料，其中有5 口井测RFT或SFT，21 口 井在完井电测时有油水浸显示，固井液密度是按固井水泥浆失重时液柱压力 P1等于高压层地地层压力P2情况下进行计算地，由式（1）和（2）得：R1=HR4-h1R2-h2R3/H-（h1 + h2）（ 5）式中：R1，H， R4， h 1 ,R2对于给定地单井均可视为不变，而h2是变化 地，从而可以确定R3，R3与h2地对应关系见表1 -4.表1 -4 R3和h2对应关系井号层位h 1/ mh2/mR4/ (g -cm3)R2/( g -c m -3)H/mR1 g/ (g -cm - 3)R3/ (g -cm-3)杏 9-2 1

27、 -丙 47P PI 1 180267. 71. 6711 1 37. 71.821. 43南 4-4 0-526G I880396.81. 6411 058. 81.731. 64杏 9-丁 1-332S n 4801 831. 6018 7 5. 01.751. 36南 4-4 0-532SI4 + 5808 4. 41.62518 3 9. 41.761. 1 4南 3-41-632GI 2080431. 41. 6511 1 49. 41.721. 67应用最小二乘法，可得出关系式为：R3= 0. 001 486528h2+ 1. 042683009（ 6 ）可简化为 R3 = 0.

28、001 5h2+ 1. 04（ 7 ）在实际生产中，可以灵活应用式（7 ）,如在易漏区，按式（7）计算， 使得求取地固井液密度最低，在正常区可以把式（7）中地1. 04取为1，以 增加固井时压稳高压层地安全系数根据式（5）、（ 7）就很容易计算出固井液地密度值.考虑实际水泥面与预计水泥面地偏差，在计算固井液密度时，把高压层距水泥面之间地差值h2 附加50m，按经验表达式计算后地固井液密度值比常规计算地固井液密度值 低得多，但足以保证固井质量4. 3. 3结论（1）推导出地经验式可用于现场计算固井液密度.（2）实际计算时，应把高压层距水泥面之间地差值h2增加50m.第五章钻井地质设计5. 1钻井

29、地质设计流程1）接受钻井地质工程设计任务书2）到采油厂、开发部、油藏评价部或研究院其中一个单位取方案3）分析讨论开发方案4）到研究院、采油厂、录井公司、试油试采、测井公司、钻井公司、 井下作业分公司等调研收集资料5）绘制地质分析图6）地质分层设计7）现场踏勘了解地形地貌、确定建筑物表层等8）与采油厂商讨钻关方案9）复印图幅室内分析编写地质设计10）打印初稿11）组长初审12）修改设计13）打印设计14）主管地质设计领导审核15）修改设计16）打印设计17）交付钻井工程设计人员18）制作汇报多媒体19）开发部或油藏评价部组织讨论（开发部或油藏评价部、采油工程研 究院、采油厂、钻井公司等单位）20

30、）修改设计21）打印稿件22）地质设计与工程设计合订23）送所主管领导审核24）取回修改设计25）送开发部或油藏评价部审批26）送油公司领导批准27）取回修改设计28）打印稿件送工程组29）印刷后取回保存30）现场跟踪分析设计符合率31）如有不符及时修改设计32）归还所有借阅资料.5. 2 钻 井地质 设计管 理办 法5. 2. 1 适 用 范 围本 “办 法 ”包 括 钻 井 地 质 设 计 岗 职 责 、 设 计 内 容 、 引 用 标 准 及 格 式 、 设 计审批程序、设计更改程序及钻井地质设计地发放办法，适用于油田公司 开发部或油藏评价部下达地开发控制井、调整井、取心井、实验井、特殊

31、 工艺井和疑难复杂井等区块、单井钻井地质设计地管理.5. 2. 2 钻 井 地 质 设 计 岗 职 责1）接受钻 井地 质设计 任务.2）掌握有 关钻 井地质 设计地 标准 、规范 、国家 有关 地法令、法规 .3）掌握油 田开 发方案 地各项 地质 要求、 邻井动 静态 资料及 已钻 井地施 工情况.了解掌握国内外钻井地质领域地新技术、新工艺，并根据实际需要及时将其应用到设计中去，保证设计地先进性.4）完成设 计并 按照程 序及时 审批 、下发 .5. 2. 3 钻 井 地 质 设 计 主 要 内 容1）井区自 然状 况 包括地理简况；气象、水文；灾害性地理地质现象.2）基本数 据 包括基本

32、数据表；定向井数据.3）区域地 质简 介 包括构造简况；地层简况；生、储油层分析及封（堵）盖条件；油气藏 分析及储量估算；邻井钻探成果；地质风险分析.4）设计依 据及 钻探目 地 包括设计依据；钻探目地；完钻层位及原则、完井方法；钻探要求.5）设计地 层剖 面及预 计油气 水层 位置 包括地层分层；分组、段岩性简述；油气水层简述.6）工程设 计要 求 包括地层压力；钻井液类型及性能使用原则；井身质量要求；弃井.7）资料录 取要 求 主要包括以下 16 项内容:（1）岩屑录井（2）综合（钻时或气测）录井（3）循环观察（地质观察）（4）钻井取芯（5）井壁取芯（6）钻井 液录 井（7）荧光录井（8）

33、地化 录井（9）酸解烃（10）罐装气（ 11 ） 碳 酸 盐 岩 分 析（12）泥页岩密度（ 13） 地 层 漏矢 量（1 4）压力检测（DC指数）（ 1 5） 特殊 录井要 求（ 1 6） 化验分析选 送样品 要求8）地球物 理测 井 包括测井内容；原则及要求.9）试 油 包括试油原则；试油要求.10）设计及施工变更 包括施工计划变更程序；设计变更程序；井位移动情况；特殊要求.11）钻井地质设计附件、附图包括附件；附图.5. 2. 4 钻 井 地 质 设 计 引 用 标 准 SY/T5965-94（ 探井地 质设 计规范 ，行业 标准 ） SY/T6244-1 996 （油气探井井位设计规程

34、，行业标准） SY/T5251-2001（ 油 气探井质量基本要求及地质资料录取工程， 行业标准） SY/T5788.2-1997（ 油气探井气测录井规范， 行业标准） SY/T624 3-1 996 （油气探井工程录井规范，行业标准） SY/T 629 4- 1 997 （油气探井分析样品现场采样规范，行业标准） SY/T6028-94（ 探井化验工程取样及成果要求， 行业标准）GB/T1 8602 -200 1 （岩石热解分析，行业标准）5. 2. 5 钻 井 地 质 设 计 格 式 钻井地质设计格式参照中国石油天然气股份有限公司下发地钻井地质设 计格式， 在实际使用过程中可根据具体情况在

35、保留 设计内容和格式完整地基 础上增加或减掉某些设计内容.5. 2. 6 钻 井 地 质 设 计 审 批 程 序 钻井地质设计初稿完成后， 按照如下程序进行审批：1）交采油工程研究院钻井设计研究室主管领导审核、签字.2）交采油工程研究院主管领导审核、签字.3）交油田公司开发部或油藏评价部主管领导审批、签字.4）交油田公司主管设计领导批准、签字. 设计审核、批准人若发现设计中有问题或错误， 应明确提出修改意见， 并返回 设计单 位修改 .审 核、批 准人 只需签 字认可 ， 无 须另加 批示.5. 2. 7 钻 井 地 质 设 计 更 改 程 序 对需要有重大更改地设计， 按照如下程序进行更改：

36、1）由设计人员写出书面更改报告， 报告中要有需要更改地内容及更改 地理由.2) 此报告经采 油工 程研究院钻井设计研究室主任和采油工程研究院主 管领导同意签字.3) 更改后地设 计再 交油田公司开发部或油藏评价部主管领导和油田公 司主管设计领导批准方可下发执行.5. 2. 8 钻 井 地 质 设 计 发 放 办 法经过审批后地钻井地质设计送交采油工程研究院钻井设计研究室工程 组，待钻井工程设计完成后，合订一起，根据需要送交印刷厂印刷成册，由 采油工程研究院钻井设计研究室为油田公司资料室提供发放名单，由油田公 司资料室负责设计地发放和存档.5. 3 钻 井 地 质 设 计 资 料开发部：开发评价

37、井试油地质年报勘探部：1)年度油气勘探计划(图、表)2)大庆探区勘探总体部署图3)探井井位部暑图4)勘探年数据表(探井试油)5)勘探年数据表(综合)6)松辽盆地勘探成果图 1：20 万7)松辽盆 地勘 探成果 图 1： 100物探公司：地震成果报告 采油厂：1) 油水井 生产 数据油井：日采量、含水率、静压、油层中深、采出层位、见水层、堵水层位及时间、开采历史及方式等注水井：日注量、累计注水量、静压、油层中深、注水层位、注水方式、放溢能力、如关井则有关井时间、原因等；2) 套损井 情况 ：套损 深度、 层位 、类型 、时间 、目 前生产状况等3) 完钻井 分层 数据4 ) 构 造 图5) 砂体

38、连 通图6) 测井横 向图7) 测井标 准图研究院1) 设 计 井 位 图2) 开发方 案3) 密闭取 心井 地质设 计4) 密闭取 心井 总结报 告5) 综合研 究成 果报告 集6) 岩心分 析综 合柱状 图钻井公司1) 地质卡片： 已往 钻井 复杂事故、已钻井固井质量情况、已往钻井液 密度2) 待钻井 地补 距3) 待钻井 地面 海拔4) 钻井地 质年 报录井公司1) 构 造 图2) 测井横 向图3) 测井标 准图4) 录井解 释报 告5) 完井录 井、 岩心综 合图6) 录井成 果总 结报告7) 探井地 质数 据表( 卡片)试油试采试油总结报告井下作业分公司压裂资料：破裂压力、瞬时停泵压

39、力、裂缝重张压力测井公司1）测井数 字化 资料2）长源距 声波 处成果 图3）地层倾 角测 井成果 图4）重复式 地层 测试处 成果图5）测井解 释报 告5. 4 区 块 钻 井 地 质 设 计 主 要 内 容1）井区自 然状 况2）基本数 据、 设计依 据及完 钻原 则3）区域地 质简 介4）油田开 发简 况5）区块动 态分 析6）油水井 套损 情况7）地层压 力预 测8）地层温 度9）地层破 裂压 力10）油层钻井液密度设计11）完钻固井洗井液密度12）布井原则及井号命名13）浅气层发育情况14）气 顶气 分布情 况15）已钻井复杂显示16）已钻井固井质量情况17）钻关方案18）首钻摸底井

40、地选择19）钻井故障提示20）地质要求21）附表： （1）已钻井油气水显示统计表 （2）已 钻井井 漏情况 统计 表（3）生产井套损数据表（4）油井套损数据表（5）生产井选值表（6）地层破裂压力数据表（7）待钻井复杂情况统计表（8）浅气层划分统计表（9）气顶 气分 布情况 统计（10）特殊地层倾角统计表（ 11 ） 表 层 井 统 计 表22）钻井区块地下地质情况分析图5. 5 选 择首 钻摸底井 地原 则首钻摸底井地选择是在掌握大量地地质静态和动态资料地基础上进行 地，选首钻摸底井时要依据以下三条原则：1）选有代表性 地井.成片套损区内，有许多套管错断地 采油井和注水井. 套断地采油井附近一

41、般不会有高压层，而套断地注水井附近基本存在高压层. 所以在选择摸底井时，要选在套断地注水井附近 .注水井有浅层部位套断地， 也有油层部位套断地.要在这些套断地 注水井中选出有代表性地井.油层部位 套断后有立即关井停止注水地，也有继续注水地，而且继续注水地时间也不 同.在选井时也要选出不同类型地代表井 ，通 过钻井和 RFT 测井建立起不同 类型地地层压力剖面.2）首钻摸底井在钻 井区块内要均匀分 布.选井时要使不同类型地代表井 在钻井区块内均匀分布，这样才能指导全区地地层压力预测.3）选首钻摸底井时 ，各种类型地井区 都要兼顾到.如套断注水井区和 无 套断注水井区，套管变形地注水井区与注水井套

42、管错断地井区，套断后继续 注水地时间长短不同地井区等 .因为套断注水井区与无套断注水井区地地层压 力是不同地，套管变形注水井区与套断注水井区地地层压力也不相同，注水 井套断后继续注水地时间不同，地层压力也有差别.要建立起不同类型井区地 地层压力剖面，在选井时，就要不同类型地井区都兼顾到.5. 6 选 择 R F T 测 点 地 原 则调整井完钻后，利用重复式地层测试器直接测取小层压力. 对于 套损区可以采取此方法建立压力预测图版对待钻调整井地层压力进行 预测. 该方法费用高，风险大. 不可能在大面积地井上应用. 可以在特 殊井上应用，用以指导地层压力预测工作. 同时可以检查其它预测方 法地精度

43、.选好 RFT 地测点 ，是 建立地 层压力剖面 地关键 .具 体选点 方法如 下：1） 在微电极曲线上 选高电阻层，确定 测点深度.在微电极曲线上，电 阻 值高地层（除钙质层）都是砂岩层，含有流体.RFT测压，就是测砂岩层内 地流体地压力.选点时， 选电阻值高地层， 才能充分发挥每个测点地作用.泥岩层中，没有流体，或流体很少，即使进行RFT测压一般也都是干层.2）在憋压层位要加密选点.3）在套管断坏对应地层位要加密选点.憋压层位和套管断坏对应地层位 一般都是岩层中泥质含量较多地层位，R FT测井时，不容易找准高压层.加 密测点地目地是防止漏掉高压层4）其它层位各选12点.在钻穿地各层位上都进

44、行选点，就可以建立起 一个全井地多压力层系地地层压力剖面第六章三项压力预测技术6. 1地层三项压力地概念地层三项压力是指地 层孔隙压力、地层破裂压 力和地层坍塌压力（见图1-4）.地层孔隙压 力是指地层孔隙中流体地 压力，地层破裂压力是指 地层产生拉伸破坏时地临 界井眼液柱压力，地层坍 塌压力是指井眼发生剪切 破坏时地临界井眼液柱压 力三项地层压力预测技 术适用于原始地层压力预测 6. 2研究地层三项压力地意义 C E /cm 3 ?幷锤D.ift O.S 1.01.6 Nd 2.-30530地层图1 -414 00项压力预测图1 Boa在钻井作业中，由于忽略或不适当地地层压力评价引起地井下复

45、杂事故所造成地损失是巨大地，一是延长了钻井周期，二是增加了处理事故地材料损失据美国地某些学者调查估计，全世界每年因井眼失稳带来地钻井问题所 造成地损失达20亿美元，其中个别单井地损失超过了 25万美元，统计大庆 油田1 998-200 1年探井、开发井等事故见表1 -5.目前，大庆外围地区探井和开发井等钻井设计中还无法做到钻井前提 供完整地地层三个压力剖面，特别是地层坍塌压力既没有成熟地钻前 预测技术也没有钻后检测手段，尚处于经验判断阶段.这就使得钻井 作业在钻井液密度等参数选取方面存在一定地盲目性，在钻井施工中 井漏、喷、塌、卡地复杂情况时有发生（如大60-84和大58-86这 两口井井塌报

46、废损失就达100万元以上）不仅延长了钻井周期，而 且要浪费大量地人力物力来处理复杂事故；同时大大增加了泥浆浸泡 油气层地时间，给油气层带来进一步地伤害1）研究地层三项压力预测技术可以提高钻井液密度设计精度，有利于保 护油气层和进一步提高固井质量三项压力是钻井液密度设计地基础和依据， 三项压力地预测水平直接影响着钻井液设计精度根据地层三项压力地大小及 相互关系确定合理地钻井液密度并采取相应地防护措施是钻井过程中保护油气层技 术地关键同时也是提高固井质量，保证钻井施工安全（不井喷、不井漏、不 井塌）地根本保证2）研究地层三项压力地预测技术是提高钻井设计水平，表1 -51 998-200 1年探井、

47、开发井等事故统计序号井号设计密度（g/cm3）事故类型损失时间（h）备注1龙 122-081.20-1.25固井井漏、油层漏封、原钻机修井1 202肇 48-241.20-1.25固井井漏、油层漏封、原钻机修井1 683肇 26-201.20-1.25固井井漏、油层漏封、原钻机修井1 684大 58-68下套管循环井漏，拔套管导致报废封 井57624天5永 110-461.20-1.25起钻卡钻1 066龙 6-211.20-1.25起钻卡钻1 457龙 106-101.20-1.25起钻卡钻100041天8龙 108-111.20-1.25起钻卡钻729龙 128-111.20-1.25起钻

48、卡钻59624天1 0龙 142-051.20-1.25起钻卡钻2 1 6 1 1树 44-4 3起钻卡钻301 2大1421. 35井塌报废原井眼100842天1 3大 38-941. 40气浸井塌井漏961 4大 58-861.30-1.35气浸井塌井漏井涌报废，补打表层57624天1 5大 60-841.30-1.35多次井喷、井涌、井塌、井漏、卡钻，报废钻具（4 1 9. 9 1 m），封井184877天1 6龙 110-021.20-1.25水浸3841 7大 74-4 01.35-1.401 21 8古6421.30-1.35井漏（提前完钻井）72 -1 9大 40-92卡钻套铳1

49、 6820大54-斜781.35-1.40起钻卡钻722 1龙140-斜071.25-1.30起钻卡钻，报废钻具（943.06 m），封 井10724 4天22龙146-斜1051.25-1.30井塌13445 6天23大 76-681.40-1.45井喷井塌井漏，侧钻7923 3天24大 76-601.40-1.45气浸、井涌、井漏7225大 76-661.40-1.45井漏、气浸9626大 76-581.40-1.45气浸4827新 118-821.35-1.38气浸、井涌、卡钻、严重井塌，报废 封井，移井位12005 0天28敖 284-671. 25井涌1 029肇 44-2511.

50、30水浸井塌卡钻、油层漏封9363 9天初步统计损失费用1780万元，平均每年损失费用445万元（以上）损失时间541天1 9小时（1 3003小时）满足油田开发对钻井技术不断发展地需要随着大庆地区钻探领域向着外围 和深层地不断扩展，特别是将钻水平井、欠平衡井等特殊钻井工艺技术作为 油田经济有效开发和提高采收率地有效途径，对特殊工艺井钻井设计水平地 要求也越来越高作为水平井、欠平衡井井壁稳定性设计重要依据地地层坍 塌压力地预测尚处于定性地经验判断阶段无法满足钻井技术发展地要求， 因此研究适应大庆地区地质特点地地层三个压力预测技术，提高钻井设计水 平，满足油田开发对保护油气层、提高固井质量和钻井

51、工程地需要是亟待解 决地课题6. 3地层三项压力技术现状目前大庆外围地区地地层孔隙压力和破裂压力资料是通过钻井后进行 RFT、长源距声波、岩石密度等测试地手段获得，检测费用高，数量上受到 限制；地层坍塌压力尚没有测试手段和预测技术目前国内外有多种地层孔隙压力确定方法，其中国内常用地有：地震层速度法de指数法声波时差法Gp=Go-(Go-G n)( AT n / ATs) eRFT实测法.地层破裂压力确定方法国外最常用地有以下几种：Eaton 法PfC pp)pp1 - iSt ep h e n 法a.pf =(k)(、z pp) - pp1An d e r s on 法pf =4(、z-app

52、) app国内地有声波法Pf- pp)pp1 - “黄荣樽法2卩乜pf 二(k)(、z _ app) app st1 -卩地层坍塌压力是低密度钻井地一项重要技术指标，围绕坍塌压力地预测 国内外也展开了多年地研究国外从1 940年开始有人从岩石破裂机理入手，依据井眼稳定和失稳理 论来解决井眼坍塌、缩径和破裂问题，并在理论分析和模拟实验方面进行了 大量研究.近二十年来在预测、分析方法上取得了较大进展，尤其是1 983年 成立了国际岩石力学学会之后，对井壁力学稳定地研究和应用进入了一个新 时期我国华北油田钻井工艺研究所和二连公司合作，从1 989年开始针对二 连地区井塌问题开展了这方面地研究，在二连

53、乌里雅斯太新探区，以地层坍 塌压力作为钻井液密度设计和使用地下限，纯钻时效提高、复杂时效下降、 井径扩大率降低，收到了较好效果Pi八1-4 jl 2 一Z- pp) 7OCOS总之，不同油田根据各自油田地地质特点，最终实现探井、开发井等地 三项压力由钻后检测向钻前预测、由定性分析向定量预测地根本转变6. 4地层三项压力预测技术地理论基础三项压力地预测技术是以地质学、岩石力学等理论为基础，通过研究某 一地区地层岩石地物理性质、化学性质、力学性质以及构造应力情况，利用 测井、钻井、测试资料，研究地层地岩石泊松比等参数，建立地层三项压力 预测模型，实现利用常规地完井电测资料预测某一地区或某一井点地地层三 项压力6. 5压力预测过程中存在地技术难点九十年代初期，国内外许多研究机构独立开发出了井壁稳定分析软件， 用于计算地层地坍塌压力和破裂压力此