克拉美丽气田裂缝性气藏水平井钻井方位优化设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年4月第32卷第2期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Apr．2010Vo1．32No．2克拉美丽气田裂缝性气藏水平井钻井方位优化设计张文波(套川成都。如。)周鹏高(新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000)康毅力(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四JII成都61O5OO)杨明合(长江大学石油工程学院，湖北荆州434023)[摘要]裂缝性气藏水平井钻井方位设计主要从地质和工程角度出发，根据储层裂

2、缝产状、分布和井眼稳定规律设计钻井方位，提高裂缝的钻遇率，优选井眼最稳定的方位钻进。通过裂缝预测、成像测井解释和岩心观测，对新疆油田克拉美丽气田滴西地区石炭系气藏裂缝发育特征进行了分析，并对不同钻井方位水平井井眼稳定规律进行了模拟研究，提出了水平井钻井方位，给出了一套适合克拉美丽气田石炭系裂缝性气藏水平井钻井方位优化设计方法。[关键词]克拉美丽气田；裂缝；水平井；钻井方位；优化设计[中图分类号]TE243[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2010)02—0296—03克拉美丽气田位于准噶尔盆地腹部陆东地区，是新疆油田最早勘

3、探地区之一。克拉美丽气田的滴西14、17和18井区位于准噶尔盆地陆梁隆起东南部的滴南凸起，受滴水泉西断裂和北断裂控制，其石炭系火山岩气藏储量丰富。气藏储集层岩性主要是玄武岩、流纹岩及火山碎屑岩，储层裂缝发育程度高，属于中孔低渗储集层。1裂缝性气藏水平井钻井方位设计存在的问题裂缝作为油气储集空间和渗流通道，其产状和分布规律对于井网布局、水平井方位设计起着决定作用]。气藏裂缝的产状和分布规律是决定水平井钻井方位的重要因素。在非均匀地应力场中，不同的钻井方位井眼的稳定性具有较大差别。水平井钻井方位设计，首先要从地质角度出发，根据裂缝的产状、分

4、布规律设计最优钻井方位，提高裂缝的钻遇率。其次必须考虑地应力场分布和特点，优选井眼最稳定的方位钻进。但在实际设计中，这两者设计给出的钻井方位往往差异甚大，甚至完全相反，出现地质与工程上的矛盾。为了给出最优的水平井钻井方位，需要进行综合分析论证。2裂缝性气藏水平井钻井方位优化设计方法2．1以地质设计为目标的优化设计克拉美丽气田石炭系火山岩裂缝发育程度受地应力、构造形态和岩性等因素的综合影响。靠近滴水泉西断裂及其次级断裂最为发育，相对高部位裂缝发育程度高，相对低部位且远离断裂处裂缝发育程度低。裂缝具有多方向性，平行于最大主应力方向为裂缝发育

5、主，体方向，且该方向上裂缝开启度最大E2,3]。天然裂缝和钻井诱导缝走向与最大主应力方向基本一致。过裂缝预测、FMI成像测井解释和岩心观测发现，该区裂缝主要有斜交缝、直劈缝、网状缝、充填一半充填缝，其中天然缝占84，诱导缝[收稿日期]2010一O3—01[作者简介]张文波(1968一)，男，1989年大学毕业，高级工程师，博士生，现从事勘探开发钻井工程科研和设计工作。学兔兔www.xuetutu.com第32卷第2期张文波等：克拉美丽气田裂缝性气藏水平井钻井方位优化设计—■■I曩湮翟■El--，l}占169／5；产状以斜交缝为主，网状缝

6、次之。开启缝约占91．5，充填、半充填缝只占8．5，明显微细裂缝比例小。因此，石炭系火山岩裂缝是有效缝，裂缝主要特征如图1所示。通过对该区石炭系火山岩气藏裂缝延伸方向综合分析，图2给出了从地质角度出发该地区水平井最优钻井方位：滴西14、17井区为6O～100。，滴西18井区为50～90。。(a)斜交裂缝(b)诱导裂缝(c)气孔网状、斜交裂缝(e)填充一半填充裂缝图1石炭系火山岩裂缝特征蓉歪毽孽㈤皤曩器蠹蟹■簟蛆Ⅶ髓器噩翼■噩皤(a)滴西14井石炭系裂缝散点图(b)滴西18井石炭系裂缝敖点图图2克拉美丽气田石炭系水平井最优钻井方向2．2以

7、工程设计为目标的优化设计井壁稳定是保证正常施工的重要条件。一般造成井壁坍塌的原因主要是由于井内液柱压力较低，使得井壁周围岩石所受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏所造成的。根据莫尔一库仑强度准则，可求得保持井眼稳定所需的最小液柱压力为j：Pc__[r／(3o"1一)一2CK+aPP(K一1)](K+叩)_1(1)式中，K=ctg(45。一／2)、。分别为最大和最小主应力，MPa；C为内聚力，MPa；≯为岩石内摩擦角，o)；n为有效应力系数，无因次；卵为应力非线性修正系数，取0．9～0．95。利用测井资料反演地层孔隙压力、地应力和岩石力

8、学参数，对克拉美丽气田滴西14、17、18井区多口重点探井进行了井眼稳定性分析，获得直井坍塌压力分布规律(如表1所示)。对比实际钻井资料，不稳定地层主要集中在克拉玛依组、百口泉组和梧桐沟组，其岩石强度低、坍