大慶油田嫩二段底部成片套損地質(zhì)因素研究.pdf

1、套損問題已經(jīng)成為制約大慶油田生產(chǎn)的一個主要因素，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在整個油田范圍內(nèi)，約有50％的套損點發(fā)生在嫩二段底部。大慶油田嫩二底套損作為套損的重災(zāi)層位一直受到比較多的關(guān)注。在前期的研究工作中，總體認(rèn)為嫩二標(biāo)志層成片套損主要是由于標(biāo)志層進(jìn)水后，導(dǎo)致標(biāo)志層泥巖吸水膨脹、蠕變，從而導(dǎo)致套管被擠壓、擠扁乃至錯斷。這種觀點多年來一直作為標(biāo)志層成片套損的機(jī)理被大慶油田的研究人員所接受。但嫩二段底部成片套損部位經(jīng)過準(zhǔn)確定位，90％以上都分布在2～5

2、米的范圍內(nèi)，對應(yīng)于2.5米視電阻率的第三個峰值處，套損點的如此集中分布，揭示套損與該段地層之間有著必然的聯(lián)系。而該段地層以化石層的密集分布為最明顯特點，每公分可見3～4個化石層，化石層的存在導(dǎo)致該段巖石極易沿化石層面啟開，使得化石層面構(gòu)成了一種薄弱面。鑒于套損點與化石層的高度吻合，針對二者之間的關(guān)系開展了深入研究，以找出嫩二底成片套損發(fā)生的機(jī)理，其對套損機(jī)理的研究與認(rèn)識有著重要的意義。 本文首先通過具有代表性井的巖心觀察，對套損

3、層位的巖性、化石分布與含量、化石種屬等方面與非套損層進(jìn)行對比研究，總結(jié)出套損層在這些方面的特點；通過不同地區(qū)多口井的測井資料從電性、井徑、自然電位幾方面對套損層位的測井響應(yīng)特征進(jìn)行分析總結(jié)；再通過取樣分析測試，確定套損層位的力學(xué)性質(zhì)；通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定套損的基本層位和套損點(頻次)，認(rèn)真分析對比套損點在測井橫向圖的特征，總結(jié)并統(tǒng)計套損的分布規(guī)律；利用鉛模打印套損深度資料，結(jié)合多臂井徑測井矯正，對套損形態(tài)和套損層位進(jìn)行準(zhǔn)確描述和準(zhǔn)確定位；在

4、確定了套損形態(tài)和套損層位的基礎(chǔ)上，通過綜合研究確立影響套損的主控因素并建立發(fā)生套損的有效地質(zhì)模型及力學(xué)模型。 嫩二底套損層位地質(zhì)特征表明，在套損層位發(fā)育多層古生物化石，巖心觀察發(fā)現(xiàn)，密集的片狀古生物化石沿泥巖層理面分布，構(gòu)成了典型的泥巖薄弱面。再由于泥巖富含化石導(dǎo)致鈣含量的增加，使得嫩二底標(biāo)志層整體上呈現(xiàn)一硬巖性、薄弱面的特征。薄弱面的存在必然導(dǎo)致地層地應(yīng)力沿薄弱面的釋放，引起地層錯動并導(dǎo)致套管錯斷。 由巖石抗張試驗結(jié)果

5、可以知道，無論是化石層位還是非化石層位，垂直于巖石層理方向的抗張強(qiáng)度均明顯高于平行于巖石層理方向的抗張強(qiáng)度，這就說明，在受力均衡的情況下，巖石往往是沿水平方向發(fā)生破裂。由巖石抗張、抗剪強(qiáng)度試驗結(jié)果還可知道，化石層位巖石抗張和抗剪切破壞能力遠(yuǎn)低于其它層位巖石，這樣在地層進(jìn)水導(dǎo)致壓力不均衡的情況下，地應(yīng)力必然沿化石層薄弱面釋放從而發(fā)生力學(xué)剪切作用，導(dǎo)致套損集中在化石層中發(fā)生。 從沉積演化歷史結(jié)合區(qū)域地層特征知道，化石層在全盆地范圍內(nèi)