调整井完井压力系统及固井工艺优化控制研究

陈明

摘 要：油田调整井固井工艺质量优质率较低，提高质量较难，针对此类问题，有机结合了石油地质、矿井、油藏等方面，进行了系统优化和控制，使用油藏数值模拟方法对压力系统进行优化，估算压力情况，并对钻井点层间的最小压力差进行控制。

关键词：调整井；完井；压力系统；固井工艺；优化；控制

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）19022501

本文笔者从整个石油工程的系统着手进行优化，对调整井分层井区间的压力进行了预测、测量和调控，使钻前分层间压力差达到最小，给固井施工提供油藏条件。同时，应用水泥浆的失重、胶凝强度和地层间压力的匹配等特点，来讨论调整井固井质量的方法。

1 压力系统的优化和控制

1.1 对压力进行测试和预测

1.1.1 测试分层压力

桥式偏心分层测压，就是在原来的分层注水器基础上增添桥式通路，这样井下就可以瞬时关闭，对任何一层压力都可以测量，不会影响测试层和非测试层，满足了固井质量压力测试的需求。

1.1.2 建立二维单相渗流模型

参照渗流知识建立底层压力场模型，对分层压力测试技术和动态数据加以应用，应用分层油藏数值模拟预测待钻井每层的压力变化。

建立的模型是：

x和y方向用kx，ky来表示渗透率，粘度用μ表示，油层厚度用H表示，注水量用q表示，注水井q为+，生产井q为-，小层压力用p表示。

1.1.3 预测小层压力

在调整区内以X井作为试验井，验证数值的模拟结果。以此井为中心选取周围26口井的静、动态数据资料，之后进行模拟计算，得出待钻井各层压力与时间的关系曲线，如图1。

图1 各层压力与时间的关系曲线

根据图1，可以明确看出，在底层压力超出10兆帕斯卡时，产生的最大误差为0.66兆帕斯卡，这说明应用数值模拟预测底层压力较为准确，可以用其进行钻前压力预测。

1.2 层间最小化压力差和控制策略

1.2.1 优化压力系统

优化压力系统主要就是尽可能在注水和采油影响较小的基础上降低层间压力。以往的办法就是在钻井前关闭油、水井来控制底层压力，这种方法中存在两个问题，其一，对油田注水与采油量会造成影响，其二，层间依旧存在很大的压力差。如图2所示，最先控制的應为G1层，之后为S2层，P1层可以不进行调整，在固井的过程中要控制3层间的压力差最小。

图2 控制层间压力差原理图

1.2.2 对压力系统进行控制和实施

利用压力预测技术来预测钻前调整井点的小层压力。可以变动采、注井的工作程序，对钻井点每层压力与时间的变化关系进行预测，对井层的注水情况和开关进行控制，使地层压得到控制，使待钻井点每层压力都趋向平衡。选取北A为试验区块，在压力钻井前进行预测分析，此区块PA组的油层为低压状态，SB、SC组的差油层高压异常。

2 固井工艺的优化和控制

2.1 固井压力系统的优化

以提高固井质量为目的，从油藏、钻井、采油三个工程考虑，对压力系统进行优化控制。据图3可知，想要使固井质量得到提高，一定要缩小出现油、水、气的危险范围。解决方法如下：其一，改变地下情况，减小层间差，下移图3中的压力曲线；其二，水泥浆失重产生的影响，尽可能上移液柱压力曲线。

图3 固井压力系统和水泥凝固特点间的关系图

2.2 固井工艺的应用

在固井候凝时，水泥浆抗窜能力会随着胶凝强度的增加而增加，这时水泥浆压力已将减慢了降落速度。所以，在K点之后，水泥浆的抗窜能力增加速度比水泥浆压力下降速度高。因此可以利用水泥浆凝固的特点来判断固井侯凝时有无出现油、气水窜。

3 分析应用效果

本文对北二、三次试验区的分层压力实施了调控，对该区的9口井的压力资料进行了统计，高低地层压力分别为21.2兆帕斯卡和6.9兆帕斯卡，压力系数分别为2.2和0.74。调整实验区地层压力的剖面与二次加密井进行对比。具体如表1。

由表1可以看出，三次钻井和固井洗井的平均液密度均有降低，在钻井密度降低的基础上提高固井质量。其中应用三次加密调整井的固井质量优质率可到84.3%，并且全部合格，比二次合格率提高了4%。

4 结语

本文主要的结合了地质、钻井、油藏、固井等一系列技术，优化和控制了固井压力系统，提高了固井的质量，本文对此工艺做了现场试验，结果证明此理论正确，工艺可以实行，同区块进行比较，固井质量的合格率可以提高4%。

参考文献

[1]耿敏，梁华庆，尹洪东等.固井工艺对过套管电阻率测井影响的数值模拟[J].计算机测量与控制，2012，20（6）：14671469.

[2]孙红伟，柳世杰，聂世均等.阿姆河右岸气田油层套管防气窜固井技术[J].天然气工业，2013，33（6）：7175.

[3]曾夏茂.浅析小井眼开窗侧钻井中固井工艺的控制要点[J].化工管理，2015，（9）：185185.

[4]郭文猛，宋元洪，刘振通等.正、反注水泥固井工艺在塔中油田的应用[J].内蒙古石油化工，2013，（4）：1012.

[5]毛连义，王悦琪，王磊等.柴达木盆地某钾盐勘探孔高压卤水层固井工艺[J].地质装备，2013，14（2）：2629.