CN115329440A - 一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法 - Google Patents

一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油田的勘探技术领域，具体涉及一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，包括：确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角；确定气藏目的层的井斜角大小；结合夹角和井斜角大小，指导超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹的设计。本发明通过确定钻井夹角与放空长度、漏失量、产能的关系，以及井斜角与井壁稳定性的关系、井斜角与机械钻速的关系，确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角范围以及目的层井斜角的范围，进而有效指导超深断控缝洞型凝析气藏高产井的井轨迹设计；本发明的储层钻遇率达100％，高产率100％，并且71％井最高日产超一千吨，显著提高了超深断控缝洞型气藏井的储层钻遇率、钻井成功率以及单井产能。

Description

一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法
技术领域
本发明涉及油田的勘探技术领域，具体涉及一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法。
背景技术
2016年在塔里木盆地顺北地区发现了超深(>7200m)断控缝洞型油气田——顺北油气田。自发现以来，陆续实现了顺北1号、5号、7号等多条主干断裂带的油气突破，创新形成了超深断控油气成藏理论，建立了断控缝洞型油气藏“寒武多期供烃、构造破裂控储、原地垂向输导、晚期成藏为主、走滑断裂控富”成藏新模式，阐明了克拉通盆地走滑断裂控制的“储-圈-运-藏-富”五元一体成藏机理，累计提交探明储量石油1.9亿吨，建成年产原油100万吨产能阵地。
在塔里木盆地顺北地区超深碳酸盐岩断控缝洞型油气藏勘探中，其钻探目标多为强串珠状反射，断控缝洞型储集体平面上沿断裂带呈“条带状”展布，纵向上沿断裂带展布，发育厚度大，具有明显的穿层性。整体上，储层的分割性极强。
现有技术中，利用地震资料，通常包含两种井轨迹设计方法，即直井和斜井穿“断裂带+串珠异常”井轨迹设计技术，但直井和斜井钻遇储层的概率不同，即便是斜井，井轨迹与断裂带的夹角不同，井壁稳定性和钻遇储层的概率也不同；穿断裂带的井斜角不同，井壁稳定性和钻揭储集体的长度不同，单井产能不同。对于超深断控缝洞型凝析气藏井的井轨迹设计，现有技术中并没有具体的井轨迹设计方法，能够取得最大的钻遇储层、获取较高的单井产能。故亟需一种指导超深断控缝洞型凝析气藏斜井平面井轨迹夹角和纵向井斜角的设计方法，以提高超深断控缝洞型储集体的钻遇率和探井成功率。
综上所述，本发明提供一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法。
发明内容
为了解决现有技术中超深断控缝洞型储集体的钻遇率和探井成功率较低的技术问题，本发明提供一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，包括如下步骤：
S1、确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角；
S2、确定气藏目的层的井斜角大小；
S3、结合步骤S1和步骤S2，指导超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹的设计。
进一步地，步骤S1的具体方法为：
S101、建立超深断控缝洞型储集体的地质模型；
S102、根据钻井夹角与放空长度、漏失量、产能的关系，确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角大小；
S103、根据已钻井钻揭储集体的长度与产能情况，确定钻揭断裂带的长度与产能的关系；
S104、根据钻井夹角以及穿断裂带的长度与产能的关系，指导钻井平面井轨迹设计。
更进一步地，步骤S101中，超深断控缝洞型储集体的地质模型为“栅状”储层模型。
更进一步地，步骤S102中，钻井平面井轨迹与断裂带的夹角为45°-90°时，单井的储层钻遇率高、产能大。
更进一步地，步骤S103中，钻井钻揭储集体的长度与产能之间为线性正相关的关系。
进一步地，步骤S2的具体方法为：
S201、根据井斜角与井壁稳定性的关系，确定井斜角的大小；
S202、根据井斜角与机械钻速的关系，确定井斜角的大小；
S203、结合步骤S201和步骤202的结果，指导气藏目的层的井斜角大小的设计。
更进一步地，步骤S201中，井斜角大于45°时，井壁平面应力差小，井壁稳定性好。
更进一步地，步骤S202中，井斜角与机械钻速为线性正相关的关系。
更进一步地，气藏目的层为奥陶系断控缝洞型碳酸盐岩储层。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过确定钻井平面井轨迹与断裂走向夹角与放空长度、漏失量、产能的关系，以及井斜角与井壁稳定性的关系、井斜角与机械钻速的关系，确定钻井平面井轨迹与断裂带走向的夹角范围以及目的层井斜角的范围，进而有效指导超深断控缝洞型凝析气藏高产井的井轨迹设计；按本发明所设计的钻井，储层钻遇率达100％，高产率100％，并且71％钻井最高日产油当量超一千吨，显著提高了超深断控缝洞型气藏井的储层钻遇率、钻井成功率以及单井产能。
附图说明
图1为本发明的地质模型。
图2为钻井井轨迹与断裂走向夹角和钻井漏失量、单井单位压降产能的柱状图。
图3为储集体长度与单井产油量的关系图。
图4为不同井斜角下井筒横截面应力状态示意图，其中井轨迹A表示垂直于断裂带的钻井轨迹，井轨迹B表示平行于断裂带的钻井轨迹。
图5为其他井斜角下井筒横截面应力状态示意图。
图6为井斜角与机械钻速的关系图。
具体实施方式
下面将结合附图说明对本发明的技术方案进行清楚的描述，显然，所描述的实施例并不是本发明的全部实施例，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，都属于本发明的保护范围。
本发明提供一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，包括如下步骤：
S1、确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角；
S2、确定气藏目的层的井斜角大小；
S3、结合步骤S1和步骤S2，指导超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹的设计。
步骤S1的具体方法为：
S101、建立超深断控缝洞型储集体的地质模型；
S102、根据钻井平面井轨迹与断裂走向夹角与放空长度、漏失量、产能的关系，确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角大小；
S103、根据已钻井钻揭储集体的长度与产能情况，确定穿断裂带的长度与产能的关系；
S104、根据钻井夹角以及穿断裂带的长度与产能的关系，指导钻井平面井轨迹设计。
步骤S101中，超深断控缝洞型储集体的地质模型为“栅状”储层模型。如图1所示为超深断控缝洞型储集体的地质模型，其中上下叠加的层状基体为基岩，中部呈竖向层状的基体为破裂变形带和断控缝洞型储层带，破裂变形带和断控缝洞型储层带间隔分布，形成“栅状结构”模型。本实施例中的“栅状”模型是根据钻井、测井、地震、试井资料建立的。
步骤S102中，钻井平面井轨迹与断裂带走向的夹角为45°-90°时，单井的储层钻遇率高、产能大。根据历史经验统计的钻井轨迹与断裂走向夹角与漏失量、单井单位压降产能的数据，形成超深断控缝洞型钻井轨迹与断裂走向夹角与漏失量、单井单位压降产能柱状图，如图2所示，在钻井平面井轨迹与断裂带走向的夹角为45°-90°时，钻井时漏失的泥浆数量多，表明钻揭的储集体规模大，投产后单位压降采油量高。
步骤S103中，已钻井储集体的长度与产能之间为线性正相关的关系。其中产能包括初期日产油量和平均日产油量，根据历史经验统计的储集体长度与产能的数据，形成储集体长度与初期日产油量、平均日产油量的关系图，如图3所示，储集体长度与初期日产油量和平均日产油量的关系均采用线性模型表示，表达式为：
L＝a1S1+b1
L＝a2S2+b2
其中，L表示储集体长度，a1、a2、b1、b2为常数，S1表示初期日产油量，S2表示平均日产油量。根据图3的关系图，a1、a2为正数，可以确定断裂带储集体的长度越大，钻井产能越高。
步骤S2的具体方法为：
S201、根据井斜角与井壁稳定性的关系，确定井斜角的大小；
S202、根据井斜角与机械钻速的关系，确定井斜角的大小；
S203、结合步骤S201和步骤S202的结果，指导气藏目的层的井斜角大小的设计。
步骤S201中，井斜角大于45°时，井壁平面应力差小，井壁稳定性好。如图4-5所示为不同井斜角情况下的井壁平面应力状态，其中，SV表示挤压应力，SH表示拉张应力，对于井壁来说，应力差(SV-SH)越小，井壁越稳定，越不容易发生井壁垮塌等工程事故。
步骤S202中，井斜角与机械钻速为线性正相关的关系。根据历史经验统计的井斜角与机械钻速的对应数据，形成井斜角与机械钻速的关系如图6所示，井斜角与机械钻速的关系采用线性模型表示，表达式为：
γ＝a31V+b3
其中，γ表示井斜角，a3、b3为常数，并且a3为正数，V表示机械钻速。因此，井斜角越大，机械钻速越高，进而能够实现更快的钻井。
通过步骤S1，确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角为大夹角，即在45°～90°范围内，优选90°；目的层穿断裂带的井斜角为大井斜角，即大于45°，优选90°；由此设计的横穿断裂带的气藏井，其储层钻遇率高，产能高。本发明在塔里木盆地顺托果勒地区顺北4号、8号断裂带21口井得以应用，储层钻遇率100％，高产率100％，且15口井试用后达到日产超千吨的高产油气流。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、确定钻井平面井轨迹与断裂带的夹角；
S2、确定气藏目的层的井斜角大小；
S3、结合步骤S1和步骤S2，指导超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹的设计。
2.根据权利要求1所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S1的具体方法为：
S101、建立超深断控缝洞型储集体的地质模型；
S102、根据钻井夹角与放空长度、漏失量、产能的关系，确定钻井轨迹与断裂带的夹角大小；
S103、根据已钻井钻揭储集体的长度和产能情况，确定穿断裂带的长度与产能的关系；
S104、根据钻井夹角以及穿断裂带的长度与产能的关系，指导钻井平面井轨迹设计。
3.根据权利要求2所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S101中，超深断控缝洞型储集体的地质模型为“栅状”储层模型。
4.根据权利要求2所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S102中，钻井平面井轨迹与断裂带的夹角为45°-90°时，单井的储层钻遇率高、产能大。
5.根据权利要求2所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S103中，钻井钻揭储集体的长度与产能之间为线性正相关的关系。
6.根据权利要求1所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S2的具体方法为：
S201、根据井斜角与井壁稳定性的关系，确定井斜角的大小；
S202、根据井斜角与机械钻速的关系，确定井斜角的大小；
S203、结合步骤S201和步骤202的结果，指导气藏目的层的井斜角大小的设计。
7.根据权利要求6所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S201中，井斜角大于45°时，井壁平面应力差小，井壁稳定性好。
8.根据权利要求6所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，步骤S202中，井斜角与机械钻速为线性正相关的关系。
9.根据权利要求6所述的超深断控缝洞型凝析气藏高产井井轨迹设计方法，其特征在于，气藏目的层为奥陶系断控缝洞型碳酸盐岩储层。
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