海洋石油開(kāi)發(fā)是目前的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象，而如何才能夠評(píng)估產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)呢？下面小編就為大家?guī)��?lái)了產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，感興趣的朋友可以看一看哦！

摘要：目前海洋石油開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)整井?dāng)?shù)量多，海上油氣產(chǎn)出量大，井下風(fēng)險(xiǎn)難以評(píng)估，海洋石油開(kāi)采的安全問(wèn)題受到極大的挑戰(zhàn)。針對(duì)上述問(wèn)題，采用ＰＨＡＳＴ軟件計(jì)算油藏能量進(jìn)行油井自溢能力分析；在分析海上油田井下風(fēng)險(xiǎn)影響因素的基礎(chǔ)上，綜合油藏能量和自溢能力分析，提出一種適用于在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)定性定量評(píng)估方法。該方法可進(jìn)行井下風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，提出了對(duì)應(yīng)的控制措施。將該方法成功應(yīng)用于海上某油田，為該油田的安全開(kāi)發(fā)提供了保障。

隨著油氣資源的持續(xù)開(kāi)采，海上井網(wǎng)密集，井下油氣壓力海上石油開(kāi)采的安全形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻。國(guó)家關(guān)于海洋石油勘探開(kāi)發(fā)作業(yè)的法規(guī)不斷更新，對(duì)安全提出了更高更遠(yuǎn)的要求。海上油氣開(kāi)采主要風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自地層油藏特點(diǎn)、井下流體性質(zhì)。目前多采用一或兩個(gè)指標(biāo)簡(jiǎn)單判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，這樣往往會(huì)導(dǎo)致高估或低估事故風(fēng)險(xiǎn)。而采用風(fēng)險(xiǎn)定義的評(píng)價(jià)方法，利用事故發(fā)生頻率和事故嚴(yán)重程度的乘積來(lái)判斷風(fēng)險(xiǎn)的大小，同樣存在一定的局限性。針對(duì)這一問(wèn)題，筆者認(rèn)為需要從在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)最根本的因素考慮，研究最本質(zhì)的影響因素，更好的控制風(fēng)險(xiǎn)源頭。因此需要建立一種定量劃分井下風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)方法，對(duì)不同的生產(chǎn)井進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)合理配置井控設(shè)備和工具，避免浪費(fèi)巨大的人力和物力。

１在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)因素

對(duì)生產(chǎn)油氣井進(jìn)行井下風(fēng)險(xiǎn)影響調(diào)研和分析，按照類型分為油藏地質(zhì)條件、設(shè)備設(shè)施［１］、管理制度與體系、人員技術(shù)與操作［２～５］四方面。目前影響井下風(fēng)險(xiǎn)的主要因素有：油藏地層壓力系數(shù)、油氣比、井網(wǎng)開(kāi)發(fā)方式、油藏溫度、儲(chǔ)層深度等油藏地質(zhì)條件因素，以及井口裝置功能失效、套管環(huán)空封隔失效、安全儀表失效、井下安全閥、過(guò)電纜封隔器失效、井控系統(tǒng)失效等設(shè)備設(shè)施因素。從最根本的因素評(píng)估井下風(fēng)險(xiǎn)，要評(píng)估油藏自身的風(fēng)險(xiǎn)狀況，因此選取地層壓力、地層壓力系數(shù)、油氣比、產(chǎn)氣量、油藏溫度、井筒流體壓力系數(shù)等主要影響因素［６］，定量的評(píng)估井下風(fēng)險(xiǎn)。

２定量評(píng)估井下風(fēng)險(xiǎn)

油氣井能否發(fā)生自溢或自噴，本質(zhì)上主要是取決于油井的自溢能量［７］的大小。因此從油藏能量角度出發(fā)，研究井下風(fēng)險(xiǎn)。在流體上升過(guò)程中，由于壓力的降低，不可避免的會(huì)有油藏氣體的析出，氣竄是發(fā)生井噴事故的主要因素之一，因而在確定井下風(fēng)險(xiǎn)影響因素時(shí)，選定在產(chǎn)井自溢能量和油井油藏氣體能量為主要影響因素，綜合評(píng)定井下風(fēng)險(xiǎn)。

２．１自溢能力的確定

自溢能量主要是流體從井底運(yùn)移到井口過(guò)程中，井底流體克服自身重力和運(yùn)移過(guò)程中的阻力需要的最小能量。影響自溢能量的因素主要是油藏壓力系數(shù)和井筒流體的壓力系數(shù)。自溢能力反映了地層壓力系數(shù)與流體壓力系數(shù)的差值。地層壓力在相對(duì)一定時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，井筒流體壓力系數(shù)越低，自溢能力相對(duì)越強(qiáng)。因此計(jì)算井筒流體壓力系數(shù)是研究的關(guān)鍵。油藏開(kāi)采過(guò)程中，整個(gè)井筒的壓力系數(shù)根據(jù)流體的流動(dòng)狀態(tài)和組成不同而異，主要的影響因素為開(kāi)采過(guò)程中的含水率、氣油比、開(kāi)采類型、地層壓力［８～９］。隨著開(kāi)采的進(jìn)行，地層壓力下降，含水率升高，井筒中的壓力梯度值相應(yīng)增加。整個(gè)井筒的流體壓力隨著井深不同而變化，因此要收集和整理整個(gè)井筒流體壓力，尋找其變化規(guī)律。油井流體自溢能量的計(jì)算主要是根據(jù)靜壓測(cè)試報(bào)告、產(chǎn)能試井和壓力恢復(fù)測(cè)試成果報(bào)告，靜壓測(cè)試反映了井筒不同深度的靜壓梯度，通過(guò)靜壓梯度實(shí)質(zhì)反映了不同井深流體的靜壓系數(shù)。資料梳理和計(jì)算的步驟如圖１。通過(guò)不同區(qū)域的幾口井的自溢能量的計(jì)算，得出不同區(qū)域油井的流體壓力系數(shù)，結(jié)合地層壓力系數(shù)衡量自溢能力。下面通過(guò)一口井的例子，說(shuō)明如何計(jì)算自溢能力。以ＸＸ井為例，ＸＸ井Ⅰ油組靜壓測(cè)試數(shù)據(jù)如表１所示。＋表１反映了油層段靜壓流體的分布和特點(diǎn)，數(shù)據(jù)中只反映了油層段的靜壓力梯度值，并不能反映全井筒不同深度的壓力梯度值。為了了解全井井筒靜壓梯度變化趨勢(shì)，需要對(duì)測(cè)試的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，按照每１００ｍ梳理對(duì)應(yīng)的壓力值，結(jié)合測(cè)試的原始數(shù)據(jù)形成５０～１６５０ｍ井段的流體狀態(tài)的數(shù)據(jù)。將不同井深的壓力梯度值與對(duì)應(yīng)的井深進(jìn)行線性擬合，通過(guò)擬合曲線可以反映井筒流體壓力梯度的變化規(guī)律，如圖２所示。壓力梯度值與深度的擬合曲線公式為：ｙ＝－０．１２９ｘ３＋０．３１７ｘ２－０．０８２ｘ＋０．８２２Ｒ２＝０．９８４（１）根據(jù)公式計(jì)算井筒流體的相對(duì)均值壓力系數(shù)，由于特定的井深對(duì)應(yīng)相應(yīng)的壓力梯度值，通過(guò)對(duì)擬合曲線的積分，然后與垂深、清水的壓力進(jìn)行比值，得出了全井筒流體的權(quán)重壓力系數(shù)。（２）將Ｈ０＝５１．５×１０－３、Ｈ１＝１６５１．５×１０－３代入上面公式（２）得出井筒的流體壓力系數(shù)為０．８９３，而根據(jù)油藏測(cè)試的數(shù)據(jù)得出，目前的地層壓力系數(shù)在０．８～０．８４之間變化，地層壓力系數(shù)低于井筒的流體壓力系數(shù)。根據(jù)此方法對(duì)某油田１００余口井的的井筒流體壓力系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，從而尋找油田區(qū)塊的流體壓力系數(shù)分布狀態(tài)。通過(guò)對(duì)在產(chǎn)井井筒流體壓力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的井筒壓力系數(shù)在０．８５～０．９０之間，最低的壓力系數(shù)是０．８，如圖３所示。綜合油田區(qū)域油井自溢能量計(jì)算結(jié)果和統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)目前的地層壓力隨開(kāi)發(fā)的時(shí)間逐漸降低，開(kāi)發(fā)過(guò)程的含水量也在逐漸升高。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)“二八”定律原則分析得出：當(dāng)油井的地層壓力系數(shù)低于０．８０，油井幾乎沒(méi)有自溢能力；當(dāng)?shù)貙訅毫ο禂?shù)在０．８～０．９０５之間，油井自溢能力很��；當(dāng)?shù)貙訅毫ο禂?shù)高于０．９０５時(shí)，油井自溢能力較大。

２．２油藏氣體能量的確定

隨著流體減壓，在產(chǎn)井中的氣體逐漸脫離而出，氣體本身具有壓縮性，在開(kāi)采過(guò)程中蘊(yùn)含中巨大的破壞力，也是井控破壞的主要原因之一。因此我們也要計(jì)算油藏氣體能量。通過(guò)梳理生產(chǎn)資料，目前油井的產(chǎn)油量和產(chǎn)氣量在逐漸減少，油水比越來(lái)越高。因此只要利用近年來(lái)日常生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)氣量最大的數(shù)據(jù)，不但代表氣體的最大量，也代表了近年來(lái)氣體最大破壞風(fēng)險(xiǎn)。將油田的壓力、溫度、產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量、油層套管尺寸等參數(shù)輸入到ＰＨＡＳＴ軟件中，采用泄漏模型進(jìn)行氣體的能量計(jì)算，根據(jù)各個(gè)油井的參數(shù)計(jì)算油井氣體的噴發(fā)的動(dòng)力能，動(dòng)能的大小就反映了油井氣體本身的破壞能力。油井氣體的能量主要跟油井油藏壓力、產(chǎn)氣量、油井的溫度、泄漏的尺寸等參數(shù)相關(guān)，通過(guò)定量計(jì)算軟件（ＰＨＡＳＴ）算出氣體的做功能量。統(tǒng)計(jì)在產(chǎn)井的氣體做功能量變化區(qū)間為（７９５６．５５，２１５９５４．５７）ＭＪ，按照風(fēng)險(xiǎn)“二八”定律理論要求和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分要求，指定當(dāng)油井氣體能量小于２６０００ＭＪ時(shí)屬于低能量，２６０００～５００００ＭＪ屬于中等能量，大于５００００ＭＪ屬于高能量。

３井下風(fēng)險(xiǎn)判別

油井井下井控風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估從井控的本質(zhì)安全因素—油井地層能量著手研究，通過(guò)計(jì)算油井自溢能力和油井油藏氣體能量，綜合評(píng)定井下井控的風(fēng)險(xiǎn)。以自溢能量為主，結(jié)合油藏氣體做功能量形成風(fēng)險(xiǎn)矩陣，從而對(duì)在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級(jí)劃分。圖４為井下井控風(fēng)險(xiǎn)評(píng)判矩陣圖，紅色的區(qū)域代表高風(fēng)險(xiǎn)，黃色代表中風(fēng)險(xiǎn)，綠色的代表低風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖的要求，按照上述方法算出地層壓力系數(shù)和含氣油井的油藏氣體做功能量，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣原則綜合判定在產(chǎn)井井下井控風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。海上某油田有１００余口在產(chǎn)井，并進(jìn)行井下風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。按照高、中、低等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：油田井下風(fēng)險(xiǎn)高的井占２４％；井下風(fēng)險(xiǎn)中等的井占４７％；井下風(fēng)險(xiǎn)低的井占２９％。針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)井，企業(yè)要進(jìn)行高投入，列入日常生產(chǎn)重點(diǎn)關(guān)注井，定期監(jiān)測(cè)并記錄井底壓力、井口壓力、溫度等生產(chǎn)參數(shù)，參數(shù)波動(dòng)大時(shí)縮短監(jiān)測(cè)周期，掌握井底壓力、環(huán)空帶壓狀況和發(fā)展趨勢(shì)變化，確保井上井下井控設(shè)備完好。針對(duì)中、低風(fēng)險(xiǎn)井，了解井底壓力狀況和發(fā)展趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)并記錄井底壓力、井口壓力、溫度等生產(chǎn)參數(shù)，若井口裝置、安全儀表、井下安全閥等井控設(shè)施失效，適時(shí)維修或更換。

４結(jié)論及建議

①分析了影響在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)的多種因素，從基于本質(zhì)安全角度出發(fā)，建立在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估方法。②提出的評(píng)估方法綜合地層壓力系數(shù)、油藏汽油比、油氣生產(chǎn)量等因素，建立在產(chǎn)井井下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分級(jí)模型。從本質(zhì)安全出發(fā)，得出井下風(fēng)險(xiǎn)狀況，并劃分了風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，該評(píng)估方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)簡(jiǎn)單有效，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的井下風(fēng)險(xiǎn)管理工作有很好的指導(dǎo)意義。

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