CN106121634A - 大斜度油气井临界生产压差的确定方法 - Google Patents
大斜度油气井临界生产压差的确定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106121634A CN106121634A CN201610480455.7A CN201610480455A CN106121634A CN 106121634 A CN106121634 A CN 106121634A CN 201610480455 A CN201610480455 A CN 201610480455A CN 106121634 A CN106121634 A CN 106121634A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas well
- mpa
- oil
- principal stress
- horizontal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 238000009472 formulation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明提供一种大斜度油气井临界生产压差的确定方法，根据储层孔隙压力和所述油气井最小允许井底流压确定临界生产压差。本发明为大斜度油气井临界生产压差提供了科学的计算模型，使得油气井生产压差的制定更加科学与合理，最大限度地消减临界生产压差不合理造成的储层伤害，填补了大斜度油气井生产压差制定的国际空白。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发和采油技术方法，尤其涉及一种大斜度油气井临界生产压差的确定方法，属于油气勘探开发技术领域。
背景技术
由于井身结构和完井方式不同于直井，大斜度井采油气过程中面临着更为复杂的井下条件。维护井周围岩的稳定性是降低井下事故发生的关键问题。在采油气过程中，生产压差是可以人为控制的参量。实验科学已经证明，岩石在一定的应力条件下，会发生剪切破坏，导致岩石碎裂，碎裂物会堵塞储层孔隙、降低储层渗透率，甚至导致油气井出砂。因此，将生产压差控制在一合理的范围，使井周围岩处于最稳定状态，可以消减出砂等储层伤害问题，延长油气井服役时间。
目前，油气井生产压差的制定大多是定性的，并不会针对各个井的不同而进行针对性的设置，并且在施工过程中还存在随意调整生产压差的现象，如果生产压差没有得到定量化与合理化控制，井周围岩会发生剪切破坏，导致井周围岩碎裂而造成储层伤害或出砂。
因此，在采油气过程中，准确预测大斜度油气井的临界生产压差是规避或消减储层伤害，延长油气井寿命的有效途径。
发明内容
本发明提供一种大斜度油气井临界生产压差的确定方法，该方法能够在采油气的过程中，准确预测大斜度油气井的临界生产压差，规避或消减储层伤害，延长油气井寿命。
本发明提供一种大斜度油气井临界生产压差的确定方法，根据储层孔隙压力和所述油气井最小允许井底流压确定；
其中，利用等效深度法确定所述储层孔隙压力。
在一实施方式中，所述根据储层孔隙压力和所述油气井最小允许井底流压确定，包括：根据式1确定所述大斜度油气井临界生产压差，
Δpw＝Pp-pw 式1
其中，Δpw为大斜度油气井临界生产压差，MPa；Pp为储层孔隙压力，MPa；pw为油气井最小允许井底流压。
在一实施方式中，所述利用等效深度法确定所述储层孔隙压力，包括：根据式2确定所述储层孔隙压力，
Pp＝hG0+he(G0-Gn) 式2
其中，Pp为储层孔隙压力，MPa；h为所求地层压力点的深度，m；G0为上覆地层压力梯度，MPa/m；Gn为等效深度处的正常压力梯度，MPa/m；he为等效深度，m。
在一实施方式中，所述油气井最小允许井底流压根据式3确定，
其中，pw为油气井生产过程中的最小允许井底流压，MPa；σH为水平最大主应力，MPa；σh为水平最小主应力，MPa；σv为垂向应力，MPa；a为井斜方位和水平最大主应力方向的夹角，rad；i为井斜角，rad；c为岩石的黏聚力，MPa；为岩石的内摩擦角，rad。
在一实施方式中，根据组合弹簧模型确定所述水平最大主应力、水平最小主应力。
在一实施方式中，所述根据组合弹簧模型确定所述水平最大主应力、水平最小主应力，包括：根据式4-5确定所述水平最大主应力、水平最小主应力，
其中，σH为水平最大主应力，MPa；σh为水平最小主应力，MPa；E为岩石弹性模量，MPa；μ为岩石泊松比；σv为垂向应力，MPa；α为Biot系数；εH为水平最大主应力的构造应变系数、εh为水平最小主应力的构造应变系数。
在一实施方式中，所述垂向应力根据式6确定，
其中，σv为垂向应力，MPa；ρi为第i层地层的密度，kg/m3；g为9.8N/kg；hi为第i层地层的厚度，m。
在一实施方式中，使用钻井诱导缝法确实所述水平最大主应力方向。
本发明的大斜度油气井临界生产压差的确定方法通过综合考虑垂向应力、水平最大主应力、水平最小主应力以及储层岩石物理力学性质，为大斜度油气井临界生产压差提供了科学的计算模型，使得油气井生产压差的制定更加科学与合理，最大限度地消减临界生产压差不合理造成的储层伤害，为大斜度油气井生产压差预测和控制提供了方法技术，消减了由生产压差引发的储层伤害与出砂问题，填补了大斜度油气井生产压差制定的国际空白，为油我国气勘探与开发提供了技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的大斜度井井周围岩应力的分析模型；
图2为本发明的大斜度井的井眼在极坐标中的位置示意图；
图3为根据本发明大斜度油气井临界生产压差的确定方法得到的储层内不同深度的临界生产压差曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种大斜度油气井临界生产压差的确定方法，该临界生产压差根据储层孔隙压力和所述油气井最小允许井底流压确定，具体地，临界生产压差根据式1确定：
Δpw＝Pp-pw 式1
其中，Δpw为大斜度油气井临界生产压差，MPa；Pp为储层孔隙压力，MPa；pw为油气井最小允许井底流压。
本发明的大斜度油气井临界生产压差的确定方法为大斜度油气井临界生产压差提供了计算模型，该计算模型从大斜度油气井井周围岩受力情况着手，通过分析井周围岩应力的分布规律而获得，因此计算结果可靠，准确度高，并且该计算模型简单，适用于在井上作业对临界生差压差的实时分析。其中，大斜度油气井是指井斜角为60°-86°的油气井。
储层孔隙压力能够通过等效深度法确定，具体地，根据式2能够确定储层孔隙压力：
Pp＝hG0+he(G0-Gn) 式2
式2中，Pp为储层孔隙压力，MPa；h为所求地层压力点的深度，m；G0为上覆地层压力梯度，MPa/m；Gn为等效深度处的正常压力梯度，MPa/m；he为等效深度，m。
上述式2中所用到的参数简单易得，都可以通过测井资料获取。
油气井生产过程中的最小允许井底流压表达式为：
其中，pw为油气井生产过程中的最小允许井底流压，MPa；σH为水平最大主应力，MPa；σh为水平最小主应力，MPa；σv为垂向应力，MPa；a为井斜方位和水平最大主应力方向的夹角，rad；i为井斜角，rad；c为岩石的黏聚力，MPa；为岩石的内摩擦角，rad。
另外，水平最大主应力、水平最小主应力能够根据组合弹簧模型确定，具体地，根据式4-5确定水平最大主应力、水平最小主应力：
其中，σH为水平最大主应力，MPa；σh为水平最小主应力，MPa；E为岩石弹性模量，MPa；μ为岩石泊松比；σv为垂向应力，MPa；α为Biot系数；εH为水平最大主应力的构造应变系数、εh为水平最小主应力的构造应变系数。
垂向应力σv能够根据式6计算得到：
其中，σv为垂向应力，MPa；ρi为第i层地层的密度，kg/m3；g为9.8N/kg；hi为第i层地层的，m。
同时，为了确定第一夹角，需要确定井斜方位和水平最大主应力的方向，其中，水平最大主应力的方向确定可以利用钻井诱导缝法，通过识别井眼形成的瞬间在水平最大主地应力方位上产生钻井诱导缝的方位来确定水平最大主应力的方向。
为了更加详细的介绍本发明大斜度油气井临界生产压差的确定方法，下面通过具体的流程对本发明做进一步详细说明。
1、建立大斜度油气井井周围岩应力分析模型。
图1为本发明的大斜度井井周围岩应力的分析模型。如图1所示，σH为水平最大主应力，σh为水平最小主应力，σv为垂向主应力；θ为极角；角i为井斜角；角a为第为井斜方位和水平最大主应力方向的夹角；1、2、3轴为应力主轴，x1、y1轴为1、2轴绕3轴旋转a角后对应的坐标轴，3轴同时被标记为z1轴；x，y轴为x1、z1轴绕y1轴旋转i角后对应的坐标轴，z1轴同时标记为z轴。
图2为本发明的大斜度井的井眼在极坐标中的位置示意图，如图2所示，大斜度井井眼低部位在极角θ＝π的位置。
通过对井周围岩应力的分析，可以将大斜度井井周围岩应力分量通过坐标变换，表示成关于σH、σh、σv、i、a、θ，以及井底流压pw的表达式，从而建立了本发明的临界生产压差的计算模型。
2、大斜度井井周围岩物理力学参数与地质力学参数的测定与计算。
计算预防井周围岩不发生破坏的最小井底流压，建立临界生产压差计算模型，计算储层深度段的临界生产压差。
利用测井资料，确定水平最大主应力方位从而确定第一夹角的方向；利用测井资料，根据等效深度法计算储层孔隙压力；利用测井资料，根据组合弹簧模型计算水平最大主应力的、水平最小主应力的大小；利用测井资料，计算预防井周围岩不发生破坏的最小井底流压。
同时，本发明中的夹角a为井斜方位与地层最大水平主应力方位的夹角，井斜方位角的测定需要使用磁性测斜仪测量地磁方位，校正得到真方位角，以真方位角正北方向为0度，以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度即为井斜方位角；地层最大主应力方位可以利用钻井诱导缝法，通过识别井眼形成的瞬间在水平最大主地应力方位上产生钻井诱导缝的方位来确定；
井斜角i的确定通过使用重力摆锤，摆锤始终位于铅垂线上，测量摆锤与井眼方向线的夹角即为井斜角；
极角θ＝π/2。
3、将2中计算得到的水平最大主应力σH、水平最小主应力σh、垂向应力σv、孔隙压力Pp、井斜方位与地层最大水平主应力方位的夹角a、井斜角i、岩石的黏聚力c、岩石的内摩擦角最终代入临界生产压差计算公式，求得储层深度的临界生产压差，如图3。
图3为根据本发明大斜度油气井临界生产压差的确定方法得到的储层内不同深度的临界生产压差曲线图。其中，针对储层内6746-6482m的深度范围(间隔0.125m)进行临界生产压差的计算。
本发明通过综合考虑水平最大主应力、水平最小主应力、以及垂向应力对大斜度油气井周围岩石破坏的影响，发明了一种确定大斜度井临界生产压差的方法，使得油气井生产压差的制定更加科学与合理，进而最大限度地消减临界生产压差不合理造成的储层伤害，填补了大斜度油气井生产压差制定的国际空白，为油气勘探与开发提供了技术支持。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，根据储层孔隙压力和所述油气井最小允许井底流压确定；
其中，利用等效深度法确定所述储层孔隙压力。
2.根据权利要求1所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，所述根据储层孔隙压力和所述油气井最小允许井底流压确定，包括：根据式1确定所述大斜度油气井临界生产压差，
Δpw＝Pp-pw 式1
其中，Δpw为大斜度油气井临界生产压差，MPa；Pp为储层孔隙压力，MPa；pw为油气井最小允许井底流压。
3.根据权利要求1所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，所述利用等效深度法确定所述储层孔隙压力，包括：根据式2确定所述储层孔隙压力，
Pp＝hG0+he(G0-Gn) 式2
其中，Pp为储层孔隙压力，MPa；h为所求地层压力点的深度，m；G0为上覆地层压力梯度，MPa/m；Gn为等效深度处的正常压力梯度，MPa/m；he为等效深度，m。
4.根据权利要求1所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，所述油气井最小允许井底流压根据式3确定，
其中，pw为油气井生产过程中的最小允许井底流压，MPa；σH为水平最大主应力，MPa；σh为水平最小主应力，MPa；σv为垂向应力，MPa；a为井斜方位和水平最大主应力方向的夹角，rad；i为井斜角，rad；c为岩石的黏聚力，MPa；为岩石的内摩擦角，rad。
5.根据权利要求4所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，根据组合弹簧模型确定所述水平最大主应力、水平最小主应力。
6.根据权利要求5所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，所述根据组合弹簧模型确定所述水平最大主应力、水平最小主应力，包括：根据式4-5确定所述水平最大主应力、水平最小主应力，
其中，σH为水平最大主应力，MPa；σh为水平最小主应力，MPa；E为岩石弹性模量，MPa；μ为岩石泊松比；σv为垂向应力，MPa；α为Biot系数；εH为水平最大主应力的构造应变系数、εh为水平最小主应力的构造应变系数。
7.根据权利要求4所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，所述垂向应力根据式6确定，
其中，σv为垂向应力，MPa；ρi为第i层地层的密度，kg/m3；g为9.8N/kg；hi为第i层地层的厚度，m。
8.根据权利要求4所述的大斜度油气井临界生产压差的确定方法，其特征在于，使用钻井诱导缝法确实所述水平最大主应力方向。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610480455.7A CN106121634A (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 大斜度油气井临界生产压差的确定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610480455.7A CN106121634A (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 大斜度油气井临界生产压差的确定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106121634A true CN106121634A (zh) | 2016-11-16 |
Family
ID=57267325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610480455.7A Pending CN106121634A (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 大斜度油气井临界生产压差的确定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106121634A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107729631A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种利用液面测试数据进行井底压力计算的方法及装置 |
| CN110671102A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-10 | 重庆科技学院 | 一种气井临界出砂压差的确定方法及系统 |
-
2016
- 2016-06-27 CN CN201610480455.7A patent/CN106121634A/zh active Pending
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 杨蕾等: "疏松砂岩水平井临界生产压差预测模型的建立", 《内蒙古石油化工》 * |
| 王东辉等: "斜井临界生产压差预测", 《断块油气田》 * |
| 童凯军等: "致密砂岩气藏地层孔隙压力预测方法", 《科技导报》 * |
| 马建海等: "用测井资料计算地层应力", 《测井技术》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107729631A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种利用液面测试数据进行井底压力计算的方法及装置 |
| CN107729631B (zh) * | 2017-09-28 | 2021-06-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种利用液面测试数据进行井底压力计算的方法及装置 |
| CN110671102A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-10 | 重庆科技学院 | 一种气井临界出砂压差的确定方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106126866B (zh) | 基于地质力学模型的油气井防砂方法及装置 | |
| CN105672971B (zh) | 一种储层裂缝开启压力、开启次序及注水压力预测方法 | |
| Jianming et al. | Natural fracture distribution and a new method predicting effective fractures in tight oil reservoirs in Ordos Basin, NW China | |
| US10731451B2 (en) | Exploitation method and exploitation well pattern for coalbed methane in low-permeability coalbed | |
| CN110750930B (zh) | 一种基于裂缝连续体模型预测裂缝性储层应力演化的方法 | |
| Qun et al. | A novel approach of tight oil reservoirs stimulation based on fracture controlling optimization and design | |
| CN108131122A (zh) | 提高co2封存量和原油采收率的方法 | |
| CN106484958A (zh) | 一种基于井筒裂缝观测的三维裂缝渗透率张量计算模型 | |
| CN109611073A (zh) | 一种致密油水平井泥岩可压裂层位优选的方法及装置 | |
| CN107169248A (zh) | 一种特殊地层安全泥浆密度窗口确定方法 | |
| CN104502252A (zh) | 一种各向异性渗透率张量的测试方法 | |
| CN116842789B (zh) | 一种考虑生产时间窗的加密井井壁稳定分析方法 | |
| CN107084648A (zh) | 一种采用先导孔导向定位及光面爆破施工方法 | |
| Zhang et al. | Practice and understanding of sidetracking horizontal drilling in old wells in Sulige Gas Field, NW China | |
| CN106121634A (zh) | 大斜度油气井临界生产压差的确定方法 | |
| CN106096308A (zh) | 基于断层稳定性评价的油田注采参数优化调整的方法 | |
| Guo et al. | Modeling of the tight sandstone gas accumulation for the Xujiahe Formation, Hechuan-Tongnan Area, Sichuan Basin | |
| CN115324559B (zh) | 压裂诱发油气套管变形的多因素综合预测和预防方法 | |
| Shuo et al. | Stress simulation of vetical hydraulic fracture propatation mechanism in tight conglomorate reseriors of Mahu area | |
| CN104251135A (zh) | 大斜度井空间归位方法 | |
| Cui et al. | Experimental study on fracture propagation morphology of deviated well in tight reservoir | |
| CN114169204A (zh) | 一种用于海上油气田开发生产的防砂时机确定方法 | |
| LIU | Methodology for horizontal well pattern design in anisotropic oil reservoirs | |
| CN107916917B (zh) | 提高水力压裂双翼裂缝缝长的方法 | |
| CN115563796A (zh) | 各向异性储层水力裂缝起裂条件的预测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161116 |