基于地層孔隙壓力的砂巖儲層污染分析

徐天燕，龍耀平，姜雨萌，吳　璇，況　晏

(1.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100；

2.北京吉奧特能源科技有限責(zé)任公司，北京 100000;

3.西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500)

基于地層孔隙壓力的砂巖儲層污染分析

徐天燕1，龍耀平2，姜雨萌1，吳璇1，況晏3

(1.長江大學(xué) 地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100；

2.北京吉奧特能源科技有限責(zé)任公司，北京 100000;

3.西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500)

摘要：以Q區(qū)塊的QS7井、B區(qū)塊的BB7井和BB8井為分析對象，根據(jù)對沉積環(huán)境、巖性、物性、含油性以及測井曲線的研究發(fā)現(xiàn)，上述3口井在東河塘下砂巖段的儲層特征很相似.通過對聲波測井曲線分析和鉆井過程中泥漿參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)了目的儲層附近的地層孔隙壓力變化狀況，得出了在鉆進(jìn)過程中BB7井東河塘下砂巖段儲層受到污染從而是導(dǎo)致試油結(jié)果不理想的原因.

關(guān)鍵詞：儲層特征；孔隙壓力；儲層污染；試油結(jié)論

收稿日期：2015-01-21

作者簡介:徐天燕，女，779202043@qq.com

文章編號：1672-6197(2016)01-0037-04

中圖分類號：P631.8+4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract:We took Q block, B block QS7 well BB7 well and BB8 well as analysis objects based on the research foundings on sedimentary environment, lithologic character, physical property, oil-bearing property and logging curves, found that 3 wells in the Donghe sandstone section of the Tangxia reservoir characteristics are very similar.Through the analysis of acoustic logging curves and drilling mud parameters, we found that the reservoir pollution during BB7 well under the Donghetang sandstone is the cause of unideal oil results.

Pollutionanalysisofsandstonereservoirbasedonformationporepressure

XUTian-yan1,LONGYao-ping2,JIANGYu-meng1,WUXuan1,KUANGYan3

(1.CollegeofGeophysicsandOilResources,YangtzeUniversity,Wuhan430000,China;

2.BeijingGiotEnergyScienceandTechnologyLimitedLiabilityCompany，Beijing100000,China;

3.SchoolofEarthScienceandTechnology，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China)

Keywords:reservoircharacteristics;porepressure;reservoirpollution;thetestoilconclusion

Q區(qū)塊和B區(qū)塊為某地區(qū)相鄰的兩個區(qū)塊.通過分析錄井資料和測井曲線可知，Q、B兩區(qū)塊泥盆系東和塘組儲層特征基本相同，東河塘組上砂巖段和下砂巖段地層壓力變化劇烈，而且目的層下砂巖段的地層壓力較低.在鉆井過程中，兩個區(qū)塊的東和塘組下砂巖段都有較好的油氣顯示.由于技術(shù)人員對Q區(qū)塊下砂巖段及地調(diào)整了鉆井泥漿密度，較好地保護(hù)了油藏，避免了儲層污染，試油效果較好；但是，未對B區(qū)塊及時調(diào)整泥漿密度，造成了儲層污染，導(dǎo)致試油效果不理想.以Q區(qū)塊的QS7井、B區(qū)塊的BB7井和BB8井為研究對象，在儲層特征對比的基礎(chǔ)上，結(jié)合試油結(jié)論，開展地層孔隙壓力分析和儲層污染分析.

1東河塘下砂巖段儲層特征對比

Q區(qū)塊和B區(qū)塊的東河塘組下砂巖段沉積主要是臨濱和前濱亞相，相帶分布穩(wěn)定.沉積構(gòu)造為臨濱帶常見的板狀交錯層理-低角度交錯層理及高角度斜層理-平行層理組合，局部發(fā)育逆粒級遞變層理.東河塘下砂巖段的孔隙類型為粒間孔[1-2]，而且物性較好，孔隙度在10%左右，滲透率在40mD左右.

表1為通過分析QS7井、BB8井和BB7井東河塘組下砂巖段的地質(zhì)資料和錄井資料得到的地層數(shù)據(jù).從表1中可以看出，BB8井和BB7井東河塘組下砂巖段的深度為4950.00m左右，厚度為118.00m.QS7井東河塘組下砂巖段的深度為5066.00m，厚度而為49.50m.三井段東河塘組下砂巖段的巖性相同，都是細(xì)粒石英砂巖.

表1東河塘組下砂巖段QS7井、BB8井和BB7井地層數(shù)據(jù)

井名下砂巖段頂深/m下砂巖段底深/m厚度/m巖性QS75066.005115.5049.50灰白色細(xì)粒石英砂巖BB84950.005068.00118.00灰色細(xì)粒石英砂巖BB74948.005067.00119.00灰白色細(xì)粒石英砂巖

圖1為QS7井、BB8井和BB7井東河塘組下砂巖段測井曲線對比圖.從圖中可以看出，QS7井、BB8井和BB7井在東河塘組下砂巖段的測井曲線的形態(tài)和大小基本相同，其中QS7井、BB8井和BB7井GR值在70API左右，AC值在65us/ft左右.QS7井的AC值比BB8井和BB7井的要偏高.QS7的電阻率值比BB8井和BB7井的要偏低.QS7井的油氣顯示比BB8井和BB7井的要好，其中QS7井在東河塘組下砂巖段的錄井顯示為油跡-油侵，BB8井和BB7井在東河塘組下砂巖段的錄井顯示為油斑-油跡.

QS7井、BB8井和BB7井在東河塘組下砂巖段的沉積環(huán)境、物性、巖性和測井曲線基本相同.因此，可以說明QS7井、BB8井和BB7井在東河塘組下砂巖段的儲層特征基本相同.

2試油情況分析

表2為QS7井、BB8井和BB7井在東河塘下砂巖段的試油結(jié)果統(tǒng)計.QS7井以東河塘下砂巖段為目的層試油，試油深度為5066.00~5115.50m，試油結(jié)果為日產(chǎn)油70~75m3，日產(chǎn)水1~2m3，含水率2%~4%，效果理想.BB8井在東河塘組下砂巖段進(jìn)行了4段試油，深度段分別為4950.50~4954.50m、4956.00~4960.50m，4981.50~4983.50m，4991.50~4999.50m.試油結(jié)果為日產(chǎn)油60.24~64.99m3，日產(chǎn)水1.05~2.83m3，含水率2.8%~5.8%，效果理想.BB7井在整個東和塘組進(jìn)行一段試油，深度段為4915.00~5030m.00，試油結(jié)果為日產(chǎn)油0~12.5m3，日產(chǎn)水2.2~22.3m3，含水率30%~100%，效果不好.

圖1　東河塘組下砂巖段QS7井、BB8井和BB7井測井曲線對比圖

表23口井在東河塘組下砂巖段的試油結(jié)果表

井名試油井段/m測試方式試油情況結(jié)論QS75066.00~5115.50套管射孔日產(chǎn)油70~75m3,日產(chǎn)水1~2m3,含水率2%~4%油層BB84950.50~4954.504956.00~4960.504981.50~4983.504991.50~4999.50套管射孔日產(chǎn)油60.24~64.99m3,日產(chǎn)水1.05~2.83m3,含水率2.8%~5.8%油層BB74915.00~5030.00篩管完井試油日產(chǎn)油0~12.5m3,日產(chǎn)水2.2~22.3m3,含水率30%~100%水層

3地層孔隙壓力分析

通過研究發(fā)現(xiàn)，聲波時差曲線能夠較好地反映該地區(qū)地層孔隙壓力[3-4]的變化情況.圖2為BB7井聲波時差測井曲線圖，從圖中可以看出，該井目的儲層上下附近明顯存在三個壓力變化段.第一段深度在4364.00~4917.00m為石炭系異常高壓段，壓力系數(shù)為2.0；第二段深度在4917.00~4948.00m為泥盆系東河塘組上砂巖段和中泥巖段，壓力系數(shù)為1.6；第三段深度在4948.00~5067.00m為泥盆系東河塘組下砂巖段，壓力系數(shù)為1.4.這說明BB7井上砂巖段和下砂巖段的地層孔隙壓力變化較大，下砂巖段的地層孔隙壓力較小.

圖2　BB7井聲波時差測井曲線圖

在鉆井過程中，當(dāng)鉆井液壓力大于地層孔隙壓力時，井中鉆井液將產(chǎn)生動失水或靜失水，其結(jié)果是鉆井液濾液侵入地層，同時鉆井液中直徑較大的固相顆粒在井壁沉積形成外泥餅，顆粒直徑小于孔隙直徑的顆粒隨濾液進(jìn)入井壁地層的孔隙中，形成內(nèi)泥餅.泥餅可以堵塞孔隙或裂縫，導(dǎo)致油氣無法溢出.當(dāng)泥漿濾液侵入到油氣層時，泥漿濾液會驅(qū)趕油氣，最終導(dǎo)致儲層受到鉆井泥漿的污染[5-6].

4BB7井目的層污染分析

通過對QS7井、BB8井和BB7井儲層特征對比分析，得到這三口井的儲層特征基本相同.但是，這3口井在目的層試油的結(jié)論相差較大，QS7井和BB8井的試油結(jié)論是油層，而且BB7井的試油結(jié)論為水層.為了弄清這一現(xiàn)象，通過資料收集查證，發(fā)現(xiàn)在BB7井上砂巖段和下砂巖段地層孔隙壓力變化較大，而且目的層下砂巖段的地層孔隙壓力較低.在鉆井過程中，而BB7井在鉆井過程中沒有調(diào)整泥漿密度，可能造成了儲層污染，導(dǎo)致試油結(jié)果不理想.

表3為QS7井、BB8井和BB7井在東河塘組附近實(shí)際采用的鉆井泥漿參數(shù).從表中可以看出，在石炭系鉆井泥漿密度為2.00g/cm3；在東河塘組上砂巖段和中泥巖段的鉆井泥漿密度為1.60g/cm3.但是當(dāng)鉆井到達(dá)東塘組下砂巖段時，對Q區(qū)塊做了泥漿密度的調(diào)整，將泥漿密度從1.60g/cm3調(diào)到1.40g/cm3；，但是未對BB7井的下砂巖段的泥漿密度進(jìn)行調(diào)整，在東河塘組下砂巖段仍然使用泥漿密度為1.6g/cm3.那么，1.60g/cm3的泥漿密度就可能會對BB7井的目的儲層造成污染.

表4是BB7井東河塘組下砂巖段地層的壓力對比情況.QS7井詳細(xì)記錄了鉆遇目的儲層的泥漿使用情況,當(dāng)日鉆至井深5066.00m，進(jìn)入東河塘組下段砂巖；鉆至5071.00m，發(fā)現(xiàn)良好油氣顯示，油氣顯示活躍.泥漿相對密度從1.30g/cm3逐步提至1.40g/cm3，油氣顯示從活躍到穩(wěn)定.試油結(jié)果出油較理想.據(jù)此，假設(shè)該地區(qū)東河塘組下砂巖段的地層孔隙壓力系數(shù)為1.4，可以推斷出BB7井努牘儲層的孔隙壓力大約為67.96MPa，而實(shí)際鉆井泥漿壓力為77.66MPa，二者相差9.70MPa，也就是說泥漿柱壓力大大地超過了地層孔隙壓力，形成過壓鉆孔.在這種情況下，泥漿中的固相顆粒就會隨流體一起進(jìn)入油氣層，在井眼周圍或井間的某些部位沉積下來，從而縮小油氣層流道尺寸，甚至完全堵死油氣層[7].這可能是導(dǎo)致BB7井東河塘組下砂巖段儲層試油結(jié)論不理想的重要原因，儲層受到了鉆井泥漿的嚴(yán)重污染.

表3東河塘組附近三口井的實(shí)際鉆井泥漿參數(shù)表

井名層位鉆井泥漿密度/g·cm-3泥漿性質(zhì)QS7石炭系2.00聚磺體系鉆井液泥盆系東河塘組上砂巖段和中泥巖段1.60聚磺體系鉆井液泥盆系東河塘組下砂巖段1.40聚磺體系鉆井液BB8石炭系2.00聚磺體系鉆井液泥盆系東河塘組上砂巖段和中泥巖段1.60聚磺體系鉆井液泥盆系東河塘組下砂巖段1.40聚磺體系鉆井液BB7石炭系2.00聚磺體系鉆井液泥盆系東河塘組上砂巖段和中泥巖段1.60聚磺體系鉆井液泥盆系東河塘組下砂巖段1.60聚磺體系鉆井液

表4BB7井東河塘組下砂巖段地層壓力對比表

井名下砂巖段頂深/m實(shí)際泥漿理論泥漿泥漿密度/g·cm-3地層壓力/MPa泥漿密度/g·cm-3地層壓力/MPaBB74948.001.6077.661.4067.96

5結(jié)論

(1)通過對東河塘組下砂巖段的儲層特征分析，發(fā)現(xiàn)東河塘組下砂巖以臨濱沉積為主，巖性為砂巖，物性較差，三口研究井在下砂巖段的儲層性質(zhì)相同.

(2)東河塘上砂巖段和下砂巖段地層壓力變化較大，而且目的層下砂巖段的地層孔隙壓力較低，建議在鉆井過程中使用泥漿密度為1.30~1.40g/cm3.

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(編輯：姚佳良)