调整井地层压力预测方法研究

杨春和，韩德新

（大庆钻探工程公司钻井一公司，黑龙江大庆 163411）

地层压力预测准确程度是提高钻井液密度设计精度的根本保证，是确保钻井安全和加强油气层保护的关键地质技术。以往的预测方法是根据钻关注水井的井口压力来预测地层压力，但是目前部分注水井由于套损、套断等原因已用水泥封堵，无法采集井口压力，因此必须寻求新的地层压力预测方法，确定地层压力，合理设计钻井液密度，满足调整井钻井需要。

2021年上半年，钻井一公司所钻的调整井，主要分布于采油八厂州703区块、州401区块；海拉尔油田乌33断块、贝36-50补充井区等区块，涉及16口注水井水泥封井报废，无法采集井口压力，给地层压力预测带来难度，实际钻井过程之中，利用区块所计算的注采比，来预测区块地层压力情况，提高了钻井液密度设计准确率，确保钻井施工的安全。

1 注采比与地层压力关系

油田经过长期注水和采油，已改变了开采层位地层压力的原始状态，由于地层岩性和物性的不均衡，注入量和采出量难以达到平衡，因此形成局部欠压区、局部高压区和异常高压区等情况。注水开发是长期的、动态变化的过程，注采比是累积注入剂的体积与累积采出物的体积之比，其大小不仅可以衡量地层亏空弥补程度，还能反映地层能量补充程度，因而可以通过研究注采比对地层压力变化的影响程度，来预测待钻井处地层压力。

通过对州703区块、州401区块、乌33断块、贝36-50井区以往注采比、储层渗透率、使用钻井液密度、注水年限数据进行统计分析，来研究注采比与地层压力之间的关系，可以得出，注采比与钻井液密度具有很好的相关性，注采比低地层压力低，使用钻井液密度低；注采比高地层压力高，使用钻井液密度高，而注水年限是影响地层压力的次要因素。

州703区块注采比1.19，注采近于平衡，地层压力趋近于原始地层压力，钻井平均使用密度为1.29g/cm3；州401区块注采比2.2，属于高注采比区块，地层压力偏高，钻井平均使用密度为1.45g/cm3；贝36-50井区注采比高达4.16，由于渗透率极低，注水难度大，采用高压注水，注采极不平衡，形成异常高压，钻井平均使用密度为1.53g/cm3。

从各钻井区块储层物性差异入手，分别做中高渗透储层、低渗透储层和特低渗透储层，注采比与钻井液密度关系统计分析，中高渗透、低渗透和特低渗透储层区块注采比曲线与钻井液密度曲线拟合关系较好，尤其是特低渗透储层区块拟合关系最好，呈现正相关关系，随着注采比增大，整体地层压力随之上升，使用钻井液密度也相应增高。因此，可以利用注采比作为衡量地层压力变化的地质指标，预测调整井区地层压力变化情况。

2 区块网格划分和注采比计算方法研究

2.1 网格划分方法研究

注水开发多采用面积注水法的反九点法和五点法，反九点法和反五点法均为正方形井网，注水较为均匀，都可以达到径向驱油效果，因此适合采用正方形井网，作为计算注采比的网格形式，在注采井较多的断块内部适用正方形网格。

对于较小的断块和井区边部，油水井较少，没有形成完整的面积注水井网，适合以注水井为中心的单井圆形网格或三角形网格。

网格间距如果太大将导致不同网格内的注采比值相近，间距太小又导致网格内注采比值差异过大，网格间距过大和过小都无法总结出规律性认识。注水开发实践验证，注水井有效驱替距离为600m左右，因此选择600m作为网格间距。

2.2 网格内注采比计算方法研究

区块断层多，断层将区块切割成相对独立的各个断块，断层两侧不相连通，按断层的自然分割划分成各个断块，按以下三个原则计算网格内注采比。

（1）在注采关系完整的大断块内按600m划分正方形网格；

（2）在注采关系不完整的井区边部和封闭的小断块，采用以注水井为中心的圆形网格或是三角形网格计算；

（3）对于网格结点的注水井，要考虑与其连通的采油井采出量进行注水量的分配。

3 注采比临界值的确定

3.1 理论临界值

在理论上，注采保持平衡，地层压力保持在原始状态，注采比为1.0。注水量小于采出量，地层压力低于原始地层压力，注采比小于1.0，注水量大于采出量，地层压力高于原始地层压力，注采比大于1.0。

3.2 实际临界值的确定

（1）渗透率对注采比的影响。在油田实际生产中，注采比大于1.0，甚至远大于1.0才能保持地层压力稳定。注采是否能达到平衡状态不仅受到注入量和采出量的控制，还要受储层渗透率、砂体连通性、储层厚度等因素影响，其中受储层渗透率的高低影响最大。

中高渗透储层注采比接近于1，低渗透储层注采比在2左右，特低渗透储层区块注采比甚至达到4以上，这是由于储层渗透性差，地层导压能力差，注入流体推进速度缓慢，油层采出程度低，导致注采比高。

（2）确定注采比临界值。以往油田调整井实测地层压力系数在1.1～1.60，注采比为1.41～2.62之间。根据地层压力系数大小对钻井施工安全的影响程度，将压力系数小于1.30定为近原始地层压力，压力系数1.30～1.50定为高压，压力系数大于1.50定为异常高压，同时在断层附近的井区，由于断层的遮挡作用造成局部地层压力上升，形成断层型异常高压。

应用网格注采比的计算方法，对钻井区块的注采比进行计算，确定近原始压力区、高压区、异常高压区和断层型异常高压区相对应的注采比值范围。

4 应用效果

州703区块：目的层为扶余油层，属于低渗透的致密储层，设计待钻井74口，深度1782～1974m，涉及报废注水井6口，注水层位葡萄花层，完钻调整井31口，利用注采比预测地层压力，设计钻井液密度1.35～1.50g/cm3，平均钻井液密度1.46g/cm3，顺利完钻，没有油气水浸等复杂情况。

州401区块：目的层为扶余油层，油层为特低渗透的致密储层，该区块设计待钻井117口，埋深1768～2041m，涉及报废注水井5口，目前完钻21口，利用注采比预测地层压力，设计钻井液密度1.45～1.50g/cm3，平均钻井液密度1.48g/cm3，顺利完钻，没有油气水浸等复杂情况。

海拉尔油田乌33断块：目的层为南屯组，油层为特低渗透的致密储层，该区块设计待钻调整井21口，涉及报废注水井2口，油层埋深2042～2343m，该区块完钻15口，利用注采比预测地层压力，钻井液密度1.35～1.45g/cm3，平均1.42g/cm3，顺利完钻。

贝36-50补充区块：目的层为南屯二组，该区块设计调整井7口，油层埋深1090～1125m，涉及报废注水井3口，利用注采比预测地层压力，设计钻井液密度平均1.44g/cm3，目前，7口调整井全部顺利完钻。

5 结论

（1）注采比可以作为衡量注水开发区的地层压力变化的技术指标，注采比法预测调整井地层压力可以满足外围低渗透油田压力的预测。

（2）注采比值大小受储层渗透率的影响大，因而低渗、特低渗储层区块高注采比，存在低渗高压的特点。

（3）利用注采比预测地层压力在钻井过程中是行之有效的。

（4）该方法可以合理设计钻井液密度，减轻钻井过程中对油层的污染，加快钻井速度，降低钻井成本。