注采条件下加密调整井压力预测与调控技术研究及应用*

赵少伟 范白涛 钟立国 余 涵

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300452；2.海洋石油高效开发国家重点实验室 天津 300452； 3.中国石油大学(北京) 北京 102249)

注采条件下加密调整井压力预测与调控技术研究及应用*

赵少伟1,2范白涛1,2钟立国3余 涵1

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300452；2.海洋石油高效开发国家重点实验室 天津 300452； 3.中国石油大学(北京) 北京 102249)

受周边注采井的影响，加密调整井钻完井作业期间易发生漏失、溢流等复杂情况与事故。为了准确预测注采条件下加密调整井的地层压力，采用物理模拟实验与数值模拟相结合的方法，研究了地层压力的分布规律及主要影响因素，提出了估算加密调整井最大地层压力的预测方法，制定了加密调整井钻完井作业期间周边注水井关调制度。渤海绥中36-1油田4口加密调整井应用表明，本文所提出的注采条件下压力预测方法和加密调整井周边注水井关调制度可以有效保证钻完井作业安全和储层保护效果，具有较好的应用推广价值。

注采条件；加密调整井；压力预测；压力调控；绥中36-1油田

丛式井网整体加密是提高海上油田最终采收率的一种新模式[1-2]，我国渤海绥中36-1、秦皇岛32-6等大型油田均实施了整体加密调整。在钻加密调整井时，受周边注水井和采油井的影响，易造成近井地带的压力激动与抽吸，从而引发复杂情况与事故，因此，注采条件下加密调整井的压力评价与调控是保证钻完井作业安全的关键因素。常明沏 等[3]利用测井资料估算注水油田地层压力，结果与单层试油资料相近，但欠压层误差较大。张允真 等[4]在给定井点产量或注水量和井底压力条件下对压力场进行拟合，求取加密井位或调整井位的层中压力。肖国益 等[5]针对中原油田调整井钻井过程中存在井涌、井漏、井塌、卡钻等复杂情况及事故，建立了沿井眼剖面连续预测调整井地层压力的新方法。赵宁[6]提出利用油藏工程与油藏数值模拟方法进行拟钻调整井的剩余油富集区的压力分布与压力预测。高志华 等[7]提出了适合大庆长垣南部各油田调整井钻井的地层孔隙压力动态预测方法。张兰江 等[8]利用文东油田文 13块已钻井的测井资料和采油注水井的地质资料预测了4口调整井的压力。但上述调整井地层压力预测方法均较为复杂，不利于现场应用，且目前利用预测结果进行压力调控的研究较少。本文主要研究注采条件下的压力分布规律及影响因素，在此基础上提出了估算加密调整井最大地层压力的简便方法，制定了加密调整井钻完井期间周边注水井关调制度表，并在现场应用中取得了良好效果，可为类似调整井钻完井作业提供借鉴。

1 注采条件下地层压力分布规律模拟分析

1.1 地层压力分布规律物理模拟

为了研究注采动态下压力分布规律，采用具有压力采集和饱和度监测功能的均质、非均质二维平面模型进行物理模拟实验(图1)，定性分析了均质、非均质油藏的注采井间压力分布规律及影响因素，结果表明：

1) 对于非均质油藏，河道沉积高渗区压力下降快、水窜严重、采收率低，河道沉积低渗区压力较高、采收率较高(图2)。

2) 均质油藏的压力分布较均匀，但不等厚油藏薄层处动用较差(图3)。

图1 物理实验模型实物图Fig.1 Model of physical experiment

图2 非均质油藏压力分布规律Fig.2 Pressure variation of heterogeneous reservoirs

图3 均质不等厚油藏压力分布规律Fig.3 Pressure variation of homogeneous reservoir

3) 油藏渗透率非均质性和井网井型是影响压力的主要因素，油藏厚度、渗透率的非均质性及井网井型是影响流体分布的主要因素。

1.2 地层压力分布规律数值模拟

为了研究纵向层间压力分布规律，开展了流线模拟和黑油数值模拟(表1)，研究了纵向地层压力分布规律及影响因素，结果表明：

1) 对于无隔层的相邻层位，高低渗透层层间压力差异不大(图4)，但吸水量差异却非常大，层间渗透率级差为5，而注水PV数却接近10倍，高渗透层吸水量达到90%以上。

表1 流线模拟和黑油模拟的建模参数Table 1 Main parameters of streamline simulation and black oil simulation

图4 无隔层双层油藏地层压力变化规律Fig.4 Pressure variation of non-barrier reservoirs

2) 对于有隔层的相邻层位，层间距越大，低渗层地层压力越大，动用程度逐渐降低，而高渗层地层压力则进一步降低，采出程度有所提高(图5)。

3) 影响平面均质纵向非均质的多层油藏加密调整井层间压差的因素依次为分注、层间距、注采关系、渗透率级差、原油黏度、井型、注采比和井距。由于海上油田层间距较大，最大可达50m，各层段内高渗层和低渗层呈互层状分布，会降低层间距对地层压力的影响，因此对于平面较均质油藏影响加密调整井层间压差的主要因素是注采关系、渗透率级差和原油黏度，次要因素有层间距、井型、注采比和井距(图6)。

图5 有隔层加密调整井层间压差变化Fig.5 Pressure variation of reservoirs with barrier

图6 不同渗透率级差油藏加密调整井层间压差变化Fig.6 Pressure variation of reservoirs with different permeability

2 注采条件下加密调整井压力预测与调控

2.1 压力预测

根据上述物理模拟实验及数值模拟结果可知，加密调整井地层压力与周边注入井和采出井的压力相关，同一套层系井网系统中调整井所在位置各层压力是油藏系统在注入井(包括分注)和采出井压力共同作用下的结果。鉴于分层计算调整井压力时注水量和产水量劈分困难，本文提出根据调整井与周边注入井和采出井的连通关系及注入井和采出井的压力直接估算调整井最大地层压力的简便方法。

根据注水井注水速度、压力及地层厚度和渗透率等，可以估算调整井最大地层压力，即加密调整井地层压力=注水井压力-注水井至加密调整井渗流压力损失(图7)，其中注水井压力=注入压力+井筒液注压力-井筒压力损失。因此，加密调整井地层压力计算方法如下：

图7 加密调整井地层压力计算示意图Fig.7 Pore pressure computing schematic of infill adjustment wells

pmax=max(pij+phj-pfj-Δpj)

(1)

其中

phj=10-6×ρgH

(2)

(3)

(4)

2.2 压力调控

由物理模拟实验和数值模拟结果可知，注水井与加密调整井间压差影响因素依次为分注、层间距、注采关系、渗透率级差、原油黏度、井型、注采比和井距，即各小层压力取决于注采平衡，因此对注水井的关调是调控加密调整井压力、保证钻完井作业安全的重要手段。

根据式(1)可预测出调整井最大地层压力，并确定贡献最大的注水井，对于超压层及对应的注水井就应采取关调措施，保证钻完井作业安全。根据前面所得的注采井间压力变化规律，结合现场试关井压力下降情况，制定了不同注水压力及不同井距的加密调整井钻完井作业期间周边注水关调制度表，如表2所示。

3 现场应用

本文提出的加密调整井钻完井作业期间周边注水调控技术在渤海绥中36-1油田C、M平台C60H、C59、M5、C58等4口加密调整井进行了应用(表3)。通过对周边注水井进行合理的关调，这4口井在钻完井作业期间均未发生溢流、漏失等复杂情况，而且储层保护效果良好，投产后日产量均超过设计配产量(表3)。

表2 加密调整井周边注水调控表Table 2 Injection shutting-in system table of infill adjustment wells

表3 绥中36-1油田加密调整井周边注水关调技术应用统计Table 3 Field application of injection shutting-in technology on water injection wells while drilling infill adjustment wells in SZ36-1 oilfield

4 结论

1) 物理模拟实验和数值模拟分析表明，油藏渗透率非均质性和井网井型是影响调整井压力的主要因素，影响调整井层间压差的主要因素是注采关系、渗透率级差和原油黏度，次要因素有层间距、井型、注采比和井距。

2) 建立了一种根据调整井与周边注水井和采油井的连通关系及压力直接估算加密调整井最大地层压力的方法，根据注采条件下储层压力分布规律并结合井网井型特点，制定了加密调整井周边注水关调制度，并在渤海绥中36-1油田4口加密调整井进行了成功应用，对钻完井作业安全和提高储层保护效果均有较大意义。

[1] 张凤久，罗宪波，刘英宪，等.海上油田丛式井网整体加密调整技术研究[J].中国工程科学，2011，13(5)：34-40.ZHANG Fengjiu,LUO Xianbo,LIU Yingxian,et al.Research on overall encryption adjustment technology of offshore oil field[J].Engineering Sciences,2011,13(5):34-40.

[2] 姜伟.海上密集丛式井组再加密调整井网钻井技术探索与实践[J].天然气工业，2011，31(1)：69-72.JIANG Wei.Research and practices of re-infill drilling technology for offshore close-spaced cluster-well pads[J].Natural Gas Industry,2011，31(1)：69-72.

[3] 常明沏.利用测井资料估算调整井的地层压力[J].测井技术,1981(6):35-46.

[4] 张允真,赵达壮,张兆银,等.加密井、调整井地层压力的参数识别与拟合[J].石油学报,1994,15(3):76-83.ZHANG Yunzhen,ZHAO Dazhuang,ZHANG Zhaoyin,et al.Parameter identification and matching in the prediction of reservoir pressure in infill wells and adjusting wells[J].ACTA Petrolei Sinica 1994,15(3):76-83.

[5] 肖国益,王秀东,李连坤,等.调整井复杂地层压力预测的新方法[J].石油钻探技术,2002,30(2):7-9.XIAO Guoji,WANG Xiudong,LI Liankun,et al.A new method of predicting formation pressure in adjustment wells[J].Petroleum Drilling Techniques,2002,30(2):7-9.

[6] 赵宁.调整井钻井地层压力预测新方法[J].石油钻探技术,2004,32(3):36-37.ZHAO Ning.A novel method for predicting formation pressure in adjustment wells[J].Petroleum Drilling Techniques,2004,32(3):36-37.

[7] 高志华,侯德艳,唐莉.调整井地层压力预测方法研究[J].大庆石油地质与开发,2005,24(3):57-58.GAO Zhihua,HOU Deyan,TANG Li.Formation pressure prediction method for adjustment wells[J].Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing,2005,24(3):57-58.

[8] 张兰江,夏竹君,李志勇,等.复杂压力系统地层压力预测方法在文东油田的应用[J].石油钻探技术,2002,30(2):16-18.ZHANG Lanjiang,XIA Zhujun,LI Zhiyong,et al.Applications of complex formation pressure prediction in Wendong oilfield[J].Petroleum Drilling Techniques,2002,30(2):16-18.

(编辑：孙丰成)

Research and application of pressure prediction and control technology for infill adjustment wells during injection-production operations

ZHAO Shaowei1,2FAN Baitao1,2ZHONG Liguo3YU Han1

(1.TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China; 2.StateKeyLaboratoryofOffshoreOilExploitation,Tianjin300452,China; 3.ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China)

Influenced by surrounding injection and production wells, infill adjustment wells are more likely to encounter downhole complexes and accidents, such as lost circulation, fluid kick，etc.To precisely predict the pore pressure in infill adjustment wells, the distribution pattern and influencing factors of formation pressure are investigated by using physical and numerical simulation in combination.A new method to predict max pore pressure was proposed, and further on a injection-suspending policy during infill drilling and completion was established.The practices in 4 wells in SZ36-1 oilfield in Bohai sea demonstrated that the new method and policy can guarantee the safety of operations and reservoir protection, enjoying a good application potential.

injection-production operation; infill adjustment wells; pressure prediction; pressure control; SZ36-1 oilfield

赵少伟，男，工程师，2010年毕业于中国石油大学(北京)石油工程学院，获硕士学位，现主要从事海洋石油钻完井技术研究及现场作业工作。地址：天津市塘沽区渤海石油路688号海洋石油大厦A座1105(邮编：300452)。E-mail：zhaoshw@cnooc.com.cn。

1673-1506(2017)01-0099-06

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.01.015

赵少伟,范白涛,钟立国，等.注采条件下加密调整井压力预测与调控技术研究及应用[J].中国海上油气，2017,29(1)：99-104.

ZHAO Shaowei,FAN Baitao,ZHONG Liguo,et al.Research and application of pressure prediction and control technology for infill adjustment wells during injection-production operations[J].China Offshore Oil and Gas,2017,29(1):99-104.

TE357.6

A

2016-03-05 改回日期：2016-05-22

*“十二五”国家科技重大专项“海上稠油油田高效开发示范工程(编号：2011ZX05057)”部分研究成果。