專利名稱：密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
世界各油田不同程度地都發(fā)生了套管損壞，包括北美、俄羅斯、北海、南美、東南亞，以及中國(guó)。截止到2009年底，大慶油田共發(fā)現(xiàn)套損井約12000 口，其中淺層套損井占30%左右。套管在長(zhǎng)期開采、注水過程中，在各項(xiàng)作用力下易發(fā)生淺層套損。套損后， 由于長(zhǎng)期往淺層井段注水、下部地層高壓油氣通過淺層套損點(diǎn)外漏和套管外環(huán)空未封固或封固質(zhì)量差，深部地層油氣運(yùn)移到淺層形成次生氣藏等原因，淺層壓力也逐漸增大，形成淺層危害體。淺層危害體是指在嫩二段以上非開發(fā)儲(chǔ)層在油田開發(fā)期間逐漸形成的異常高壓砂體或浸水泥頁巖體。由于淺層套損危害體的發(fā)生區(qū)域、發(fā)育范圍和危害形式具有不確定性，因此在淺層套損高壓區(qū)鉆井施工過程中易出現(xiàn)水浸、井塌、卡鉆、井噴、報(bào)廢進(jìn)尺等復(fù)雜事故。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法，該方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出危害體范圍、深度及淺層壓力系數(shù)，為淺層套損區(qū)鉆井提供準(zhǔn)確、翔實(shí)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)，制定該區(qū)塊安全鉆井方案。為老油區(qū)安全快速鉆井提供有力保證。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法包括下列步驟 密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法通過淺層鉆井危害體形成機(jī)理分析、地應(yīng)力預(yù)測(cè)與計(jì)
算和巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、砂體分布狀況、測(cè)井和錄井資料，建立研究區(qū)域地質(zhì)模型，并確定相應(yīng)邊界條件，運(yùn)用數(shù)值模擬方法，預(yù)測(cè)地層壓力異常情況和地層應(yīng)力分布情況，識(shí)別目標(biāo)區(qū)域鉆井危害體，并確定危害體影響范圍，以此為依據(jù)制定鉆井對(duì)策
(1)確定淺層套損高壓區(qū)壓力源，由此確定可能存在危害體
A、淺層套損后，注水井長(zhǎng)期往淺層井段注水；
B、下部油層高壓油氣通過套管內(nèi)環(huán)空，在淺層套損點(diǎn)外漏進(jìn)入上部地層；
C、下部地層高壓油氣通過套管外空間向上部運(yùn)移；
(2)結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、砂體分布狀況，確定出是否存在儲(chǔ)集體，由此確定存在危害體；
(3)淺層鉆井危害體形成機(jī)理分析
通過以往取心、密度測(cè)井等資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。A、泥頁巖層淺層鉆井危害體
垂直于地層層理的浸水試驗(yàn)利用X-Ray檢測(cè)巖心中含水飽和度的變化是目前比較成熟的技術(shù)，根據(jù)巖樣浸水前后的X-Ray值可以判斷水的位置，再由測(cè)量的時(shí)間，就可以計(jì)算出泥巖的浸水速度，從試驗(yàn)結(jié)果可知泥巖的浸水參數(shù)泥巖浸水強(qiáng)度、浸水深度和浸水速度，主要受蓋層孔隙壓力之差的影響。沿泥頁巖層理界面浸水試驗(yàn)沿垂直于泥巖層理界面方向和沿泥巖層理界面方向的浸水試驗(yàn)，說明了泥巖的浸水速度隨浸水時(shí)間的增加而減慢，直至浸水速度為零，浸水速度和浸水深度均為注水壓差的函數(shù)，壓差越大，浸水速度和浸水深度也越大；
泥巖含水量對(duì)其力學(xué)特性的影響不同類型的泥頁巖其內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角的大小有很大差別，但浸水后其內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角都有很大程度的降低，曲線的斜率大小說明巖樣對(duì)浸水的敏感程度；
泥頁巖鉆井危害體形成機(jī)理注入壓力超過泥頁巖層的破裂壓力，水侵范圍為裂縫長(zhǎng)度與浸水長(zhǎng)度之和；
起裂模型Terzaghi模式、史蒂芬模式、黃榮樽模式；
水平縫起裂模式當(dāng)注水壓力超過水平縫起裂壓力時(shí)，泥頁巖層首先起裂，形成水平裂縫，并儲(chǔ)集流體，形成淺層鉆井危害體； B、獨(dú)立砂體淺層鉆井危害體
地應(yīng)力來源于殘存的古構(gòu)造應(yīng)力、地層的上覆重力、大陸板塊的運(yùn)動(dòng)碰撞、地層中的水壓力梯度等。因此地應(yīng)力是地下巖體中客觀存在的內(nèi)應(yīng)力。在地下的巖體中存在著三個(gè)在方向上相互垂直的主地應(yīng)力，即由巖體自重引起的垂向地應(yīng)力σν和兩個(gè)水平方向的主地應(yīng)力0!1和oh。一般情況下，三個(gè)主應(yīng)力是不相等的。地應(yīng)力計(jì)算模型 垂向地應(yīng)力計(jì)算模型
瑞士地質(zhì)學(xué)家Heim認(rèn)為垂向地應(yīng)力ο ν是由上覆地層重力引起的，它是隨著地層密度和深度而變化的，因此可用密度測(cè)井資料來求出垂向地應(yīng)力
權(quán)利要求
1. 一種密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法，該方法包括下列步驟密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法通過淺層鉆井危害體形成機(jī)理分析、地應(yīng)力預(yù)測(cè)與計(jì)算和巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、砂體分布狀況、測(cè)井和錄井資料，建立研究區(qū)域地質(zhì)模型，并確定相應(yīng)邊界條件，運(yùn)用數(shù)值模擬方法，預(yù)測(cè)地層壓力異常情況和地層應(yīng)力分布情況，識(shí)別目標(biāo)區(qū)域鉆井危害體，并確定危害體影響范圍，以此為依據(jù)制定鉆井對(duì)策(1)確定淺層套損高壓區(qū)壓力源，由此確定可能存在危害體A、淺層套損后，注水井長(zhǎng)期往淺層井段注水；B、下部油層高壓油氣通過套管內(nèi)環(huán)空，在淺層套損點(diǎn)外漏進(jìn)入上部地層；C、下部地層高壓油氣通過套管外空間向上部運(yùn)移；(2)結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、砂體分布狀況，確定出是否存在儲(chǔ)集體，由此確定存在危害體；(3)淺層鉆井危害體形成機(jī)理分析通過以往取心、密度測(cè)井等資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和測(cè)試；A、泥頁巖層淺層鉆井危害體垂直于地層層理的浸水試驗(yàn)利用X-Ray檢測(cè)巖心中含水飽和度的變化是目前比較成熟的技術(shù)，根據(jù)巖樣浸水前后的X-Ray值可以判斷水的位置，再由測(cè)量的時(shí)間，就可以計(jì)算出泥巖的浸水速度，從試驗(yàn)結(jié)果可知泥巖的浸水參數(shù)泥巖浸水強(qiáng)度、浸水深度和浸水速度，主要受蓋層孔隙壓力之差的影響；沿泥頁巖層理界面浸水試驗(yàn)沿垂直于泥巖層理界面方向和沿泥巖層理界面方向的浸水試驗(yàn)，說明了泥巖的浸水速度隨浸水時(shí)間的增加而減慢，直至浸水速度為零，浸水速度和浸水深度均為注水壓差的函數(shù)，壓差越大，浸水速度和浸水深度也越大；泥巖含水量對(duì)其力學(xué)特性的影響不同類型的泥頁巖其內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角的大小有很大差別，但浸水后其內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角都有很大程度的降低，曲線的斜率大小說明巖樣對(duì)浸水的敏感程度；泥頁巖鉆井危害體形成機(jī)理注入壓力超過泥頁巖層的破裂壓力，水侵范圍為裂縫長(zhǎng)度與浸水長(zhǎng)度之和；起裂模型Terzaghi模式、史蒂芬模式、黃榮樽模式；水平縫起裂模式當(dāng)注水壓力超過水平縫起裂壓力時(shí)，泥頁巖層首先起裂，形成水平裂縫，并儲(chǔ)集流體，形成淺層鉆井危害體；B、獨(dú)立砂體淺層鉆井危害體地應(yīng)力來源于殘存的古構(gòu)造應(yīng)力、地層的上覆重力、大陸板塊的運(yùn)動(dòng)碰撞、地層中的水壓力梯度等；因此地應(yīng)力是地下巖體中客觀存在的內(nèi)應(yīng)力；在地下的巖體中存在著三個(gè)在方向上相互垂直的主地應(yīng)力，即由巖體自重引起的垂向地應(yīng)力σν和兩個(gè)水平方向的主地應(yīng)力σ H禾口 oh;一般情況下，三個(gè)主應(yīng)力是不相等的；地應(yīng)力計(jì)算模型垂向地應(yīng)力計(jì)算模型瑞士地質(zhì)學(xué)家Heim認(rèn)為垂向地應(yīng)力ο ν是由上覆地層重力引起的，它是隨著地層密度和深度而變化的，因此可用密度測(cè)井資料來求出垂向地應(yīng)力
全文摘要
一種密井網(wǎng)淺層套損危害體識(shí)別方法。該方法包括下列步驟(1)確定淺層套損高壓區(qū)壓力源，由此確定可能存在危害體；(2)結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、砂體分布狀況，確定出是否存在儲(chǔ)集體，由此確定存在危害體；(3)淺層鉆井危害體形成機(jī)理分析；(4)地應(yīng)力預(yù)測(cè)與計(jì)算；(5)巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試；(6)淺層鉆井危害體識(shí)別與地層壓力預(yù)測(cè)工程應(yīng)用。該方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出危害體范圍、深度及淺層壓力系數(shù)，為淺層套損區(qū)鉆井提供準(zhǔn)確、翔實(shí)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)，制定該區(qū)塊安全鉆井方案，為老油區(qū)安全快速鉆井提供有力保證。
文檔編號(hào)E21B49/00GK102562052SQ20121004394
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月26日
發(fā)明者李國(guó)慶, 王廣仁, 袁國(guó)強(qiáng), 韓昌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 大慶石油管理局