碳酸盐岩井壁坍塌原因分析与认识1

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1、碳酸盐岩井壁坍塌原因分析与认识摘要塔河油田以奥陶系一间房组和鹰山组为主要开采层段，但是奥陶系上统桑塔木组和石炭系巴楚组交界处存在一小段泥岩段或者高含泥质的灰岩，泥岩中的主要矿物成分为蒙脱石、伊利石和伊蒙石混层，结构较疏松。在钻井、固井及后期的求产的过程中，诸多因素导致井壁坍塌。本文就这一现象，重点分析碳酸盐岩井壁坍塌的影响因素以及后期的防治措施。关键词碳酸盐岩井壁坍塌处理管柱防治措施1.前言目前的大多数的井完钻后采用裸眼射孔和裸眼酸压方式求产，后期的措施处理过程均发现井壁有不同程度的坍塌，2011年全年共计发现106口井壁坍塌，其中十二区块共有70口，占总数的66.04%，平均砂埋70.53

2、m，高于四个区块（六区、七区、十区、十二区）的平均值58.74m，具体见表1。表12011年井壁坍塌的数量分布表区块井数所占比列平均砂埋m六区98.4969.54七区87.5548.61十区1917.9246.27十二区7066.0470.53合计/平均10610058.74本文将从油藏、工程、后期生产所可能产生的因素进行全面的分析，并提出相对应的治理与防治措施。2.原因分析2.1地应力影响任何一口油气井开钻前原地应力就已存在于地层岩石中，地应力是决定岩石原始应力状态及其变形破坏的主要因素，钻开油层后，井壁附近的岩石的原始应力平衡状态被破坏，造成近井岩石应力集中。在其它条件相同的情况下，油层

3、埋藏越深，岩石的垂向应力就越大，井壁的水平应力相应增大，近井岩石就容易变形和破坏，同时钻井液柱压力取代了被钻岩层提供的支撑，无疑会引起井眼周围的岩石应力的重新分布。这些重新分布的应力可称为沿井眼环向应力、径向应力、轴向应力。如果这些重新分布的应力超过岩石强度(不管是抗拉强度还是抗压强度)和平衡不了原地应力时，将会导致井壁失稳。改变了井周的应力分布，造成井壁坍塌。2.2岩石物性影响塔河油田奥陶系油藏圈闭类型为地层不整合圈闭，储集层类型为碳酸盐岩岩溶缝洞型，储层的非均质性很强，储层缝洞发育，局部受致密岩性控制具有局部封闭现象。由于裸眼井段地层复杂，奥陶系顶部井壁稳定性差，奥陶系上统桑塔木组和石炭

4、系巴楚组交界处存在一小段泥岩段或者高含泥质的灰岩，泥岩中的主要矿物成分为蒙脱石、伊利石和伊蒙石混层，这些矿物具有两个主要的物理化学特性，即带电性和亲水性(化学性)，容易水化膨胀剥脱掉块并由此引起泥页岩体积膨胀、粘土颗粒分散和岩石强度下降，容易造成地层垮塌。2.3压裂作业影响目前塔河油田碳酸盐岩油藏的油井完井方式采用裸眼、裸眼射孔、裸眼酸压等完井方式，主要影响有以下三点：①射孔的冲击力和酸压的破裂压力均对井壁造成伤害，地应力发生重新分布，当地应力不平衡时，井壁容易发生坍塌。②射孔、压裂降低了油层岩石胶结强度，使得油层变得疏松，增加了井壁垮塌的可能性。③排酸的过程中，由于抽汲作用，进一步加速了井

5、壁垮塌的可能性。2.4其他因素的影响①生产压差变化流体渗流而产生的对油层岩石的冲刷力和对其的拖拽力是导致其井壁坍塌的重要原因。在其他条件相同时，生产压差越大，流体渗流速度就会越高，则井壁附近流体对岩石的冲刷力就越大以致井壁坍塌。②油藏能量影响随着开采年限增加，地层压力下降,裂缝内流体压力降低,使得裂缝间的压应力增大,岩石骨架产生剪切破坏作用,使岩石颗粒受到剪切破坏,骨架容易垮塌。③固井质量影响固井质量差，使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起，在生产中形成高低压层的串通，使井壁岩石不断受到冲刷，粘土夹层膨胀，岩石胶结遭到破坏，从而导致井壁坍塌。1.防治措施3.1压裂曲线提前预判前面原因分析中

6、介绍，对于超深井酸压，改变了地层应力的重新分布，后期的排酸抽吸作用加速了坍塌的可能性，通过统计分析，发现酸压井再次上修时均有不同程度的砂埋，具体见表2。表2酸压井再次上修发现井壁坍塌统计表区块井号埋深完井方式最高泵压停泵压降酸压过程中最高压降塔河12区TH1243247.98酸压81.35.315塔河12区TH1250540.61酸压87.60.330塔河12区TH1211653.14酸压87.21.515塔河12区TH1250372.62酸压85.10.420塔河12区TH1233357.1酸压83.9415塔河12区TH1214324.91酸压78.70.230塔河10区TH103472

7、4.2酸压89.310.8617塔河12区TH1232649.27酸压88.6215塔河12区TH1232412.29酸压77.73.130塔河12区TH1212125.55酸压751.229塔河12区AD2449.7酸压91.51.310塔河10区TH1031862酸压900.830塔河12区TH1234357.3酸压91.30.1517塔河7区TK71536.24酸压95.62.0211塔河12区TH12