您的位置:主页 > 成功案例 > 斯伦贝谢软件使用技巧 > Petrel操作技巧 >

成功案例

Petrel操作技巧>>

184.三维泥浆窗口预测

导言

钻井过程中的复杂工程问题大多和地质力学相关,包括井壁崩落、卡钻遇阻、泥浆漏失、井涌和井喷等。目前预钻井的井壁稳定分析方法是基于邻井一维地质力学模型和地层均质的假设,把邻井的井壁分析成果映射到预钻井。在区域地层非均质性较大的情况下,这样的分析方法可能使得预钻井的钻井风险被错误评估。而这正是目前非常规油气藏钻井时面临的一大挑战。

建立三维地质力学模型能够刻画原场应力的平面变化和垂向变化。基于三维地应力模型,Petrel地质力学模块中的三维泥浆窗口预测功能 (Mud Weight Predictor, 简称MWP)可以对三维地质力学模型内任意的设计井轨迹开展井壁稳定分析、井眼轨迹调整及泥浆比重选择。这样的分析方法完全克服了一维井壁稳定分析方法必须基于均质地层假设的局限性,显著提高了预钻井的井壁稳定分析的可靠性。MWP能够计算全区钻井品质参数,使得判定钻井风险区、井位优选及井眼轨迹优化成为可能。


导入VISAGE模拟成果

MWP是基于三维地应力场和岩石强度参数对三维空间中任意井轨迹进行泥浆窗口预测。因此,VISAGE模拟出的三维地应力是必要的输入参数。进行三维地质力学建模,并使用地质力学模拟器VISAGE运算。如下图所示,在CASE窗口,右键点击计算完成的Case名称,选择Load simulation results,计算结果就会进入Result窗口。然后在Result窗口,右键点击Dynamic文件夹下的任意一个属性名,选择Convert simulation results to gird properties。

在弹出的窗口中,选择VISAGE计算完成的Case名称(左边栏),选择全部的计算结果(中间栏),选择所有时间步(右边栏)。点击OK,计算结果就会转换成Model栏下的属性体,可以被MWP读取和运算。


沿设计井轨迹计算泥浆窗口

点击下拉菜单中的Predict,在弹出窗口中,指定计算结果文件夹(Input Folder)和相应的时步(Timestep)。在Prediction settings中,选择第二个功能,Mud weight for wells。用蓝色箭头,将需要分析的井从左侧的Input窗口里拖进来。可以选择某一口井,也可选择包含若干井的一个文件夹。

计算后,在Input窗口的井名目录下,打开Well logs下拉菜单,新建了5条泥浆密度曲线;这5条曲线是在当前三维应力场条件下的4类钻井事件对应泥浆密度和安全的泥浆密度窗口宽度。

如上图所示,MWP的主要计算成果包括孔隙压力梯度(Pressure Gradient),坍塌压力梯度(Breakout Gradient),破裂压力梯度(Fracture Gradient)和起裂压力梯度(Breakdown Gradient)。这四条压力梯度曲线构成了泥浆密度的上下限值,共同形成了安全泥浆密度窗口。


计算三维钻井品质参数

钻井品质参数是一系列与钻井工程相关的岩石力学参数属性体,包括破裂压力梯度、坍塌压力梯度、泥浆窗口宽度。

如下图,在弹出窗口中,选择Mud weight cube计算选项,并通过设置Inclination 和 Azimuth指定钻井的方向: Inclination=0 对应直井,Azimuth 按照正北方向顺时针计算。点击Apply或OK。计算结果存在属性栏的对应CASE名称文件夹内,名字为 MWC[时间步]) ,包含以下属性体: Pore Pressure Gradient,Breakout,Fracture Gradient,Breakdown,Mud Weight Window。这些就是三维钻井品质参数:孔隙压力梯度、坍塌压力梯度、漏失压力梯度、破裂压力梯度和泥浆窗口宽度。

下图分别展示了全区破裂压力梯度和坍塌压力梯度的分布情况。通过将井位部署在破裂压裂梯度较高和坍塌压力梯度较低的位置,能够有效降低漏失和井壁崩落风险,增大泥浆密度选择范围。此外,也可以选择分析泥浆窗口宽度。泥浆窗口越宽,意味着泥浆密度的调整空间越大。


实时泥浆窗口,交互井眼轨迹优化

MWP具有实时更新泥浆窗口的功能。用户可以在Petrel交互更新井眼轨迹,软件自动计算对应井眼轨迹的泥浆窗口。下图从左到右依次是三维井眼轨迹、泥浆窗口和完井方案。井轨迹设计方案可以在三维窗口修改和展示,泥浆窗口的各项梯度参数也能在井轨迹上显示。随着井轨迹变化,右侧的泥浆窗口实时更新,便于用户评价钻井风险,优化井轨迹方案。另外,用户可以根据泥浆窗口设计下套管方案,节省下入套管数。

具体操作过程为:在MWP功能栏,打开Optimize,选择计算Case和时步;然后在Calculate as trajectory changes选择处选择On,点击Apply,此时下方的Interactive WBS is currently on选项会变成绿色,表明实时更新泥浆密度曲线功能已打开。点击OK。之后对井轨迹做任意调整,在Well section window中的泥浆窗口都会实时更新。


结语

MWP基于三维地质力学模型来预测钻井窗口,能够帮助选择适当的钻井液密度,实现井壁稳定,避免井壁崩落及泥浆漏失。软件的价值在于分析潜在钻井问题,降低钻井风险,回避问题区域,节省下入套管数,优化井眼轨迹来实现更安全钻井。MWP无缝集成在Petrel平台中,其快速友好的界面和实时交互功能可以帮助用户迅速获得泥浆窗口运算成果,进行实时井轨迹调整。Petrel 2016及后续版本的用户可以在地质力学模块(Reservoir Geomechanics)中找到该功能。

地址:北京市朝阳区酒仙桥路14号兆维华灯大厦

邮编:100015 传真:010-64309502

Copyright © 2002-2019 斯伦贝谢科技服务(北京)有限公司  京ICP备 06043577 号

技术支持:北京天润飞华科技有限公司