本发明公开了一种欠平衡钻井适应性评估方法,涉及一种适应于不同区域构造的如何选择不同欠平衡钻井方式的评估方法,其包括如下步骤:a、数据准备;b、井壁稳定性预测;c、储层适应性量化评估;d、经济性评估。本发明彻底解决了依靠定性的方法判定欠平衡钻井方式的问题,不用采用大量的室内实验,能预测不同钻井方式取得的经济效果。
1.一种欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于包括如下步骤:a、数据准备,包括:xa01)xa0邻井测井数据;2)钻井设计资料;3)钻井参数;4)邻井地质资料;b、井壁稳定性预测通过邻井测井数据,采用井壁稳定数学模型,确定坍塌压力、地层压力和破裂压力,分析各种钻井方式的适应性;c、储层适应性量化评估根据地质特性的不同,采用液相毛细管自吸理论数学模型、固相侵入储层深度数学模型、应力敏感试井模型、岩面釉化模型和粘土矿物损害模型,分别对各种钻井方式进行量化评估,分析不同钻井方式对储层造成的影响;d、经济性评估根据不同钻井方式产生的钻井费用和不同钻井方式下的储层产能预测,确定最优的钻井方式;所述c步骤中,通过应力敏感试井模型分析,计算地面岩心实验获得的平均渗透率在地下发生的改变,具体计算方法如下:(1)岩心实验获取平均渗透率、孔隙度、裂缝开度和长度;(2)根据邻井测井资料,计算岩石参数;(3)计算最大、最小水平地应力、上覆层压力及井筒内压力;(4)计算钻开储层后,孔隙和裂缝的变化情况;通过应力敏感试井模型,得到储层岩石初始的平均渗透率和孔隙度值,所有钻井方式都分为三个过程,钻进、起下钻和测井、取心、完井阶段,再根据每个钻井过程的时间,分别计算各种类型的储层损害,如果是气体钻井,则仅计算岩面釉化损害:第一步,通过液相圈闭分析,计算钻井液侵入后的深度和含水饱和度的变化,同时通过相渗曲线,计算储层随着时间变化的平均渗透率;第二步,计算钻井液中固相颗粒群侵入储层,引起储层物性变化情况,如果是气体钻井和泡沫钻井,则不计算液相圈闭造成的储层损害;第三步,计算钻井液侵入后,与储层岩石内部发生粘土矿物敏感反应,包括速敏、盐敏、酸敏、碱敏和水敏,引起储层渗透率变化的情况,如果是气体钻井和泡沫钻井,则不计算液相圈闭造成的储层损害;第四步,对气体钻井进行岩面釉化损害计算;第五步,对所有发生的储层损害,进行叠加,计算储层岩石总渗透率;第六步,计算物性改变后的储层的产能,比较各种钻井方式获取的产能情况。
2.根据权利要求1所述的欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于:在所述b步骤之后,还有井下燃爆预测步骤,针对空气钻井和天然气钻井,应用井下燃爆预测数学模型,定量分析两种钻井方式的适应性。
3.根据权利要求1所述的欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于:所述各种钻井方式包括常规钻井、水基钻井液钻井、油基钻井液钻井、空气钻井、天然气钻井和泡沫钻井。
4.根据权利要求1所述的欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于:所述的邻井测井数据,包括井径、伽马、自然电位、声波时差和密度。
5.根据权利要求1所述的欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于:所述的钻井设计资料是指钻井液性能参数,包括密度、粘度、组分及含量、颗粒尺度及范围。
6.根据权利要求1所述的欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于:所述的钻井参数,包括立压、套压、排量、井深、井径、钻进时间、起钻时间、下钻时间和其它时间。
7.根据权利要求1所述的欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于:所述的邻井地质资料,包括裂缝的方位、大小和数量,孔、渗、饱沿井深的分布,矿化度分布,矿物成分和含量,地温梯度,和地层气体各组分的含量。技术领域
xa0xa0xa0xa0本发明涉及一种适应于不同区域构造的如何选择不同欠平衡钻井方式的评估方法。
背景技术
随着钻井技术的不断发展,目前已形成了三种钻井技术,包括常规钻井、欠平衡钻井和控压钻井。其中,欠平衡钻井技术根据循环介质类型,可分为气体钻井和液相欠平衡钻井。而液相欠平衡钻井中,又存在水基钻井液、油基钻井液、仿油基钻井液和玻璃微珠钻井液等钻井介质。欠平衡钻井技术具有及时发现、保护储层、提高机械钻速和解决钻井复杂的优点,已成为钻井设计的重点对象,因此,根据目的层的地质特性,如何选择最优的欠平衡钻井方式已成为钻井设计的关键。如何最大限度的发挥欠平衡钻井的优势,受到广泛的关注和重视,取得了很多理论和实际应用成果。但目前的研究大都集中于以下三个方面:(1)欠平衡钻井储层筛选技术。基于经验性选井选层,即专家诊断系统,通过将储层分为不同类型,选择钻井方式。这种分析方法,人为影响因素较严重,难于准确的描述最优欠平衡钻井技术取得的效果。(2)欠平衡钻井适应性评价技术。如作者为翟芳芳;xa0夏宏泉;xa0范翔宇;xa0凌忠;xa0期刊名称为:测井技术,发表日期为2008年第4期的,名称为《龙岗构造欠平衡钻井地层适应性测井分析》的期刊文献公开了“欠平衡钻井(UBD)钻进方式的特殊性对所钻地层有严格的要求,正常压实、井壁稳定的地层是进行UBD钻井的基本条件之一。在准确预测地层孔隙压力的前提下,首先对欠平衡状态的井壁受力情况进行分析,建立地层坍塌压力计算模型,然后利用测井资料提取模型所需的参数,并根据地层压力剖面,判断实际地层是否适合采用欠平衡钻井。将该方法应用到龙岗地区多口井的钻井设计与施工中,为该区顺利实施欠平衡钻井提供了可靠的工程地质依据”初次之外还有,基于室内实验的方法,如水锁实验、粘土矿物敏感实验和应力敏感实验等,评价钻井方式对储层的影响程度。但上述室内实验只能定性描述钻井方式与储层的适应性,难于量化欠平衡钻井对储层影响的程度;并且上述现有技术未能全面考虑不同钻井方式的适应性,所开展的研究主要针对液相欠平衡钻井技术与常规钻井。(3)欠平衡钻井储层损害的数值模拟技术。1目前所进行的数值模拟主要在单方面分析某类储层损害,如分别建立了液相圈闭模型、固相侵入模型等,未能进行系统全面分析;2部分数值模拟对储层损害进行了较为全面的分析,但考虑的因素较少,如气体钻井未能考虑岩面釉化,液相圈闭模型未能真实反映钻井液侵入裂缝网络后对储层的影响程度等;3目前建立的数学模型未能真实描述进行井下实际情况。在钻井过程中,钻井工况的变化对储层影响较大,尤其在欠平衡钻井过程中的起下钻作业,钻井液侵入后对储层物性参数影响较大。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种适应于不同区域构造的如何选择不同欠平衡钻井方式的评估方法。本发明彻底解决了依靠定性的方法判定欠平衡钻井方式的问题,不用采用大量的室内实验,能预测不同钻井方式取得的经济效果。本发明是通过采用下述技术方案实现的:一种欠平衡钻井适应性评估方法,其特征在于包括如下步骤:a、数据准备,包括:xa01)xa0邻井测井数据;2)钻井设计资料;3)钻井参数;4)邻井地质资料。b、井壁稳定性预测通过邻井测井数据,采用现有的井壁稳定数学模型,确定坍塌压力、地层压力和破裂压力,分析各种钻井方式的适应性;c、储层适应性量化评估根据地质特性的不同,采用现有的液相毛细管自吸理论数学模型、现有的固相侵入储层深度数学模型、现有的应力敏感试井模型、现有的岩面釉化模型和现有的粘土矿物损害模型,分别对各种钻井方式进行量化评估,分析不同钻井方式对储层造成的影响;d、经济性评估根据不同钻井方式产生的钻井费用和不同钻井方式下的储层产能预测,确定最优的钻井方式。xa0在所述b步骤之后,还有井下燃爆预测步骤,针对空气钻井和天然气钻井,应用现有的井下燃爆预测数学模型,定量分析两种钻井方式的适应性。所述各种钻井方式包括常规钻井、水基钻井液钻井、油基钻井液钻井、空气钻井、天然气钻井和泡沫钻井。所述c步骤中,通过应力敏感试井模型分析,计算地面岩心实验获得的平均渗透率在地下发生的改变,具体计算方法如下:(1)岩心实验获取平均渗透率、孔隙度、裂缝开度和长度;(2)根据邻井测井资料,计算岩石参数;(3)计算最大、最小水平地应力、上覆层压力及井筒内压力;(4)计算钻开储层后,孔隙和裂缝的变化情况;通过应力敏感试井模型,得到储层岩石初始的平均渗透率和孔隙度值,所有钻井方式都分为三个过程,钻进、起下钻和测井、取心、完井阶段,再根据每个钻井过程的时间,分别计算各种类型的储层损害,如果是气体钻井,则仅计算岩面釉化损害:第一步,通过液相圈闭分析,计算钻井液侵入后的深度和含水饱和度的变化,同时通过相渗曲线,计算储层随着时间变化的平均渗透率;第二步,计算钻井液中固相颗粒群侵入储层,引起储层物性变化情况,如果是气体钻井和泡沫钻井,则不计算液相圈闭造成的储层损害;第三步,计算钻井液侵入后,与储层岩石内部发生粘土矿物敏感反应,包括速敏、盐敏、酸敏、碱敏和水敏,引起储层渗透率变化的情况,如果是气体钻井和泡沫钻井,则不计算液相圈闭造成的储层损害;第四步,对气体钻井进行岩面釉化损害计算;第五步,对所有发生的储层损害,进行叠加,计算储层岩石总渗透率;第六步,计算物性改变后的储层的产能,比较各种钻井方式获取的产能情况。所述的邻井测井数据,包括井径、伽马、自然电位、声波时差和密度。所述的钻井设计资料是指钻井液性能参数,包括密度、粘度、组分及含量、颗粒尺度及范围。所述的钻井参数,包括立压、套压、排量、井深、井径、钻进时间、起钻时间、下钻时间和其它时间。所述的邻井地质资料,包括裂缝的方位、大小和数量,孔、渗、饱沿井深的分布,矿化度分布,矿物成分和含量,地温梯度,和地层气体各组分的含量。本发明的优点表现在:本发明采用a、b、c、d四个步骤进行成块计算,具有以下几方面的优点:1、突破经验性选井选层的缺点。与背景技术中第(1)条与第(2)条所代表的现有技术相比,采用量化评估技术,能真实的反映不同钻井方式取得的效果。2、具有全面性、和系统性。与背景技术中第(2)条所代表的现有技术相比,本发明不仅可分析常规钻井技术的适应性,还可分析空气钻井技术、天然气钻井技术、水基钻井液欠平衡、油基钻井液欠平衡等,可全面系统的分析各个钻井技术的适应性;与背景技术中第(3)条所代表的现有技术相比,本发明对各个钻井方式影响储层的因素分析得更全面,既包含了常用储层损害模块的分析,又包括了新的储层损害模块。3、能真实的反映钻井过程中的储层物性动态变化与背景技术中第(2)条所代表的现有技术相比,本发明能真实的反映钻井过程中的储层物性动态变化,可描述钻进、起下钻、测井、取心、完井等过程的储层物性参数的变化。4、理论意义和应用价值大。全面、系统的量化选择钻井方式是目前未完全解决的问题之一。本方法除了在理论上对钻井过程中的储层损害问题的解决有教大的参考价值,在钻井设计方面也有较大的应用价值。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,其中:图1为欠平衡钻井适应性评估流程示意图图2为井壁稳定性分析示意图图3为井下燃爆分析示意图图4为储层损害评估示意图
具体实施方式
实施例1本发明公开了一种欠平衡钻井适应性评估方法,其包括如下步骤:a、数据准备,包括:xa01)xa0邻井测井数据;2)钻井设计资料;3)钻井参数;4)邻井地质资料。b、井壁稳定性预测通过邻井测井数据,采用现有的井壁稳定数学模型,确定坍塌压力、地层压力和破裂压力,分析各种钻井方式的适应性;c、储层适应性量化评估根据地质特性的不同,采用现有的液相毛细管自吸理论数学模型、现有的固相侵入储层深度数学模型、现有的应力敏感试井模型、现有的岩面釉化模型和现有的粘土矿物损害模型,分别对各种钻井方式进行量化评估,分析不同钻井方式对储层造成的影响;d、经济性评估根据不同钻井方式产生的钻井费用和不同钻井方式下的储层产能预测,确定最优的钻井方式。实施例2作为本发明的最佳实施方式,整个分析流程如图1所示。1、数据准备1)xa0邻井测井数据,包括井径、伽马、自然电位、声波时差、密度等数据;2)钻井设计资料,包括钻井液性能参数,包括有密度、粘度、组分及含量、颗粒尺度及范围;3)钻井参数,包括立压、套压、排量、井深、井径、钻进时间、起钻时间、下钻时间、其它时间;4)邻井地质资料,包括裂缝的方位、大小和数量,孔、渗、饱沿井深的分布,矿化度分布,矿物成分和含量,地温梯度,地层气体各组分的含量。2、不同钻井方式的井壁稳定性评估初选钻井方式,如选择空气钻井或水基钻井液钻井等,后根据邻井测井资料,计算三压力剖面,即坍塌压力、破裂压力和地层压力。对于邻井有出水层段,要考虑出水对井壁稳定的影响。井壁稳定评估见示意图2。3、空气钻井与天然气钻井的井下燃爆评估如初选空气钻井或天然气钻井,根据钻井参数进行井下燃爆评估,量化评价其适应性。井下燃爆评估见示意图3。4、不同钻井方式的储层损害量化评估不同钻井方式包括常规钻井、水基钻井液欠平衡钻井、油基钻井液欠平衡钻井、气体钻井和泡沫钻井。不同钻井方式的储层损害量化评估见示意图4。当钻开地层后,井下岩石发生应力变化,通过应力敏感分析,计算地面岩心实验获得的平均渗透率在地下发生的改变,具体计算方法如下:(1)岩心实验获取平均渗透率、孔隙度、裂缝开度和长度;(2)根据邻井测井资料(井径、伽马、声波时差、自然电位、密度等),计算岩石参数;(3)计算最大、最小水平地应力、上覆层压力及井筒内压力;(4)计算钻开储层后,孔隙和裂缝的变化情况。通过应力敏感,可得到储层岩石初始的平均渗透率和孔隙度值。所有钻井方式都分为三个过程,钻进、起下钻和测井、取心、完井阶段。再根据每个钻井过程的时间,分别计算各种类型的储层损害,如果是气体钻井,则仅计算岩面釉化损害。第一步,通过液相圈闭分析,计算钻井液侵入后的深度和含水饱和度的变化,同时通过相渗曲线,计算储层随着时间变化的平均渗透率。第二步,计算钻井液中固相颗粒群侵入储层,引起储层物性变化情况。如果是气体钻井和泡沫钻井,则不计算液相圈闭造成的储层损害。第三步,计算钻井液侵入后,与储层岩石内部发生粘土矿物敏感反应,包括速敏、盐敏、酸敏、碱敏和水敏,引起储层渗透率变化的情况。如果是气体钻井和泡沫钻井,则不计算液相圈闭造成的储层损害。第四步,对气体钻井进行岩面釉化损害计算。第五步,对所有发生的储层损害,进行叠加,计算储层岩石总渗透率。第六步,计算物性改变后的储层的产能,比较各种钻井方式获取的产能情况。5)经济性评估通过不同钻井方式获取的产能转换成货币进行对比,除去不同钻井方式产生的费用,得到利润的对比,从而界定最优的钻井方式。