产井井下风险评估方法行业资料石油天然气工业行业资料石油、天然气工业.pdf

摘要：目前海洋石油开发时间长，调整井数量多，海上油气产出 量大，井下风险难以评估，海洋石油开采的安全问题受到极大的挑战。针对上述问题，采用PHAST软件计算油藏能量进行油井自溢能力分 析；在分析海上油田井下风险影响因素的基础上，综合油藏能量和自 溢能力分析，提出一种适用于在产井井下风险定性定量评估方法。该 方法可进行井下风险等级划分，提出了对应的控制措施。将该方法成 功应用于海上某油田，为该油田的安全开发提供了保障。随着油气资源的持续开采，海上井网密集，井下油气压力海上石 油开采的安全形势越发严峻。国家尖于海洋石油勘探开发作业的法规 不断更新，对安全提出了更高更远的要求。海上油气开采主要风险主 要来自地层油藏特点=井下流体性质。目前多采用一或两个指标简单 判断风险等级，这样往往会导致高估或低估事故风险。而采用风险定 义的评价方法，利用事故发生频率和事故严重程度的乘积来判断风险 的大小，同样存在一定的局限性。针对这一问题，笔者认为需要从在 产井井下风险最根本的因素考虑，研究最本质的影响因素，更好的控 制风险源头。因此需要建立一种定量划分井下风险等级方法，对不同 的生产井进行风险等级划分，根据风险等级合理配置井控设备和工具，避免浪费巨大的人力和物力。1在产井井下风险因素 对生产油气井进行井下风险影响调研和分析，按照类型分为 油 藏地质条件 7 殳备设施1、管理制度与体系、人员技术与操作2 5四方面。目前影响井下风险的主要因素有：油藏地层压力系数、油气比、井网开发方式、油藏温度=储层深度等油 藏地质条件因素，以及井口装置功能失效、套管环空封隔失效、安全仪表失效、井下安 全阀过电缆封隔器失效、井控系统失效等设备设施因素。从最根本 的因素评估井下风险，要评估油藏自身的风险状况，因此选取地层压 力、地层压力系数=油气比、产气量、油藏温度=井筒流体压力系数 等主要影响因素6，定量的评估井下风险。2定量评估井下风险 油气井能否发生自溢或自喷，本质上主要是取决于油井的自 溢 能量7的大小。因此从油藏能量角度出发，研究井下风险。在流 体上升过程中，由于压力的降低，不可避免的会有油藏气体的析出，气窜是发生井喷事故的主要因素么一，因而在确定井下风险影响因素 时，选定在产井自溢能量和油井油藏气体能量为主要影响因素，综合 评定井下风险。21自溢能力的确定 自溢能量主要是流体从井底运移到井口过程屮，井底流体克月艮 自身重力和运移过程中的阻力需要的最小能量。影响自溢能量的因素 主要是油藏压力系数和井筒流体的压力系数。自溢能力反映了地层压 力系数与流体压力系数的差值。地层压力在相对一定时间内保持稳定5 井筒流体压力系数越低，自溢能力相对越强。因此计算井筒流体压力 系数是研究的尖键。油藏开采过程屮，整个井筒的压力系数根据流体 的流动状态和组成不同而异，主要的影响因素为开采过程中的含水率、气油比、开采类型地层压力89。随着幵采的进行，地层压力下 降，含水率升高，井筒中的压力梯度值相应增加。整个井筒的流体压 力随着井深不同而变化，因此要收集和整理整个井筒流体压力，寻找 其变化规律。油井流体自溢能量的计算主要是根据静压测试报告、产 能试井和压力恢复测试成果报告，静压测试反映了井筒不同深度的静 压梯度，通过静压梯度实质反映了不同井深流体的静压系数。资料梳 理和计算的步骤如图1。通过不同区域的几口井的自溢能量的计 算，得岀不同区域油井的流体压力系数，结合地层压力系数衡量自溢能力。下面通过一口井的例子，说明如何计算自溢能力。以XX井为例，XX 井I油组静压测试数据如表1所示。+表1反 映了油层段静压流体的 分布和特点，数据中只反映了油层段的静压力梯度值，并不能反映全 井筒不同深度的压力梯度值。为了了解全井井筒静压梯度变化趋势，需要对测试的原始数据进行整理，按照每1 0 Om梳理对应的压力值，结合测试的原始数据形成5 0-1 6 5 0 m井段的流体状态的数据。将 不同井深的压力梯度值与对应的井深进行线性拟合，通过拟合曲线可 以反映井筒流体压力梯度的变化规律，如图2所示。压力梯度值与深 度的拟合曲 线公式为：y=0129x3+0.3 1 7 x 2-0.08 2x+0 8 22R2=0.984(1)根据公式计算井筒流 体的相对均值压力系数，由于特定的井深对应相应的压力梯度值，通过对拟合曲线的积分，然 后与垂深J青水的压力进行比值，得出了全井筒流体的权重压力系数。(2)将日 0=51.5X10 3、H 1二1 6 5 1.5X10 3代入上面公式(2)得出井筒的流体 压力系数为0 8 9 3,而根据油藏测试的数据得出，目前的地层压力系 数在0808 4之间变化，地层压力系 数低于井筒的流体压力系 数。根据此方法对某油田10 0余口井 的的井筒流体压力系数进行统 计、计算，从而寻找油田区块的流体压力系数分布状态。通过对在产 井井筒流体压力系数进行计算，经统计后发现大多数的井筒压力系数 在08 50.9 0之间，最低的压力系数是0.&如图3所示。综合油 田区域油井自溢能量计大的挑战针对上述问题采用软件计算油藏能量进行油井自溢能力分析在分析海上油田井下风险影响因素的基础上综合油藏能量和自溢能力分析提出一种适用于在产井井下风险定性定量评估方法该方法可进行井下风险等级划分提出了网密集井下油气压力海上石油开采的安全形势越发严峻国家尖于海洋石油勘探开发作业的法规不断新对安全提出了高远的要求海上油气开采主要风险主要来自地层油藏特点井下流体性质目前多采用一或两个指标简单判断风险等级这险的大小同样存在一定的局限性针对这一问题笔者认为需要从在产井井下风险最根本的因素考虑研究最本质的影响因素好的控制风险源头因此需要建立一种定量划分井下风险等级方法对不同的生产井进行风险等级划分根据风险等级算结果和统计的结果，发现目前的地层压力随 开发的时间 逐渐降低，开发过程的含水量也在逐渐升高。根据风险“二八定律原则分析得出：当油井的地层压力系数低于0 8 0,油 井 几乎没有自溢能力；当地层压力系数在0.80.9 0 5之间，油井 自溢能力很小；当地层压力系数高于0.9 05时，油井自溢能力较大。2.2油藏气侏:能量的确定 随着流体减压，在产井中的气体逐渐脱离而出，气体本身具 有 压缩性，在开采过程中蕴含中巨大的破坏力，也是井控破坏的主要原 因之一。因此我们也要计算油藏气体能量。通过梳理生产资料，目前 油井的产油量和产气量在逐渐减少，油水比越来越高。因此只要利用 近年来日常生产时产气量最大的数据，不但代表气体的最大量，也代 表了近年来气体最大破坏风险。将油田的压力温度产油量、产气 量、油层套管尺寸等参数输入到PHAS T软件中，采用泄漏模型进行 气体的能量计算，根据各个油井的参数计算油井气体的喷发的动力能，动能的大小就反映了油井气体本身的破坏能力。油井气体的能量主要 跟油井油藏压力=产气量油井的温度泄漏的尺寸等参数相尖，通 过定量计算软件(PH AST)算出气体的做功能量。统计在产井的气体 做功能量变化 区间为(7956.5 5,2 1 5 9 5 4.5 7)MJ，按照风 险“二八定律理论要求和风险等级划分要求，指定当油井气体能量小 于26000M J时属于彳氐能量，2600050000MJ属于中等能量，大于50000MJ属于高能量。3井下风险判别 油井井下井控风险评估从井控的本质安全因素一油井地层能量 着手研究，通过计算油井自溢能力和油井油藏气体能量，综合评定井 下井控的风险。以自溢能量为主，结合油藏气体做功能量 大的挑战针对上述问题采用软件计算油藏能量进行油井自溢能力分析在分析海上油田井下风险影响因素的基础上综合油藏能量和自溢能力分析提出一种适用于在产井井下风险定性定量评估方法该方法可进行井下风险等级划分提出了网密集井下油气压力海上石油开采的安全形势越发严峻国家尖于海洋石油勘探开发作业的法规不断新对安全提出了高远的要求海上油气开采主要风险主要来自地层油藏特点井下流体性质目前多采用一或两个指标简单判断风险等级这险的大小同样存在一定的局限性针对这一问题笔者认为需要从在产井井下风险最根本的因素考虑研究最本质的影响因素好的控制风险源头因此需要建立一种定量划分井下风险等级方法对不同的生产井进行风险等级划分根据风险等级