油田開發(fā)誘發(fā)地表變形

1、引言引言研究方法研究方法大地三維形變測量大地三維形變測量地表形變與注采壓力的關系地表形變與注采壓力的關系地表形變計算數(shù)學模型的建立地表形變計算數(shù)學模型的建立南二區(qū)地表變形數(shù)值模擬南二區(qū)地表變形數(shù)值模擬模擬結果與測量結果對比模擬結果與測量結果對比結論及建議結論及建議大地三維形變測量大地三維形變測量測點布置及結果測點布置及結果 高壓注水時，如果油層物性差，連通性不好，就會在高壓注水過程高壓注水時，如果油層物性差，連通性不好，就會在高壓注水過程中形成高壓區(qū)塊，或者注水在井間、層間串產(chǎn)生異常高壓帶。區(qū)塊內(nèi)壓力中形成高壓區(qū)塊，或者注水在井間、層間串產(chǎn)生異常高壓帶。區(qū)塊內(nèi)壓力上升，巖石骨架膨脹，導致地層抬

2、升。為了監(jiān)測地表形變，反映地層活動上升，巖石骨架膨脹，導致地層抬升。為了監(jiān)測地表形變，反映地層活動情況，情況，19911991年采油二廠在南二區(qū)建立了年采油二廠在南二區(qū)建立了1414kmkm2 2面積的大地三維形變監(jiān)測網(wǎng)面積的大地三維形變監(jiān)測網(wǎng)。在注水井附近地面埋設標志樁。在注水井附近地面埋設標志樁1515座，每個標樁埋深座，每個標樁埋深5m5m左右，每年測量其左右，每年測量其垂向及水平位移量。垂向及水平位移量。測量結果表明：測量結果表明：4 大地三維形變測量的地表形變與地層壓力變化具有很好的相關性。地大地三維形變測量的地表形變與地層壓力變化具有很好的相關性。地 面垂向形變是地下低壓層孔隙收縮

3、及高壓層孔隙膨脹的疊加。面垂向形變是地下低壓層孔隙收縮及高壓層孔隙膨脹的疊加。4 注采過程中的地層變形基本上是彈性變形，注水導致高壓層抬升，停注采過程中的地層變形基本上是彈性變形，注水導致高壓層抬升，停 注后地表將停止繼續(xù)升高，如果采取降壓措施，地表會下沉。注后地表將停止繼續(xù)升高，如果采取降壓措施，地表會下沉。 4 地層壓力的變化量與地面垂向形變量可用線性關系表示。地層壓力的變化量與地面垂向形變量可用線性關系表示。測量結果及分析測量結果及分析南二區(qū)大地三維形變測量南二區(qū)大地三維形變測量地面高程與地層壓力變化地面高程與地層壓力變化 地下流體滲流遵從達西定律；骨架變形為彈性小變形，且遵守廣義虎克定

4、律；地下流體滲流遵從達西定律；骨架變形為彈性小變形，且遵守廣義虎克定律； 儲層飽和流體，多孔介質(zhì)的體積變形等于孔隙的變形；巖土體在孔隙流體作用儲層飽和流體，多孔介質(zhì)的體積變形等于孔隙的變形；巖土體在孔隙流體作用 下遵循修正的太沙基有效應力原理。下遵循修正的太沙基有效應力原理。0)()(,iijjijijHHpFGuuGtqpp)exp()(0cpbakePcp模擬區(qū)域三維網(wǎng)格剖分 199519961997壓差(MPa)+0.78+1.02+0.51計算形變+6.11+8.22+3.61實測形變+7.63+14.71+5.32檢29井區(qū)壓差與垂向變形 * 通過大地測量和數(shù)值模擬，研究了地面形變與

5、地層壓力變化的關通過大地測量和數(shù)值模擬，研究了地面形變與地層壓力變化的關系，由此表明通過調(diào)整地層壓力，防止地層大幅度升降從而防止系，由此表明通過調(diào)整地層壓力，防止地層大幅度升降從而防止地層發(fā)生較大形變。地層發(fā)生較大形變。* 穩(wěn)油控水可減少地面形變。穩(wěn)油控水的目的在于保證油田開采過穩(wěn)油控水可減少地面形變。穩(wěn)油控水的目的在于保證油田開采過程中保持合理的注采比，控制油井含水量的上升，不致于造成地程中保持合理的注采比，控制油井含水量的上升，不致于造成地應力變化相差過大而導致部分地層蠕動滑移，或由于地層產(chǎn)生垂應力變化相差過大而導致部分地層蠕動滑移，或由于地層產(chǎn)生垂直升降運動，造成大面積地表隆起或下沉。穩(wěn)

6、油控水不僅能保證直升降運動，造成大面積地表隆起或下沉。穩(wěn)油控水不僅能保證原油持續(xù)穩(wěn)，也可以將地面形變量控制到最小。原油持續(xù)穩(wěn)，也可以將地面形變量控制到最小。 * 油田地面沉降和隆起的防治必須在關井前進行，以防為主，防治油田地面沉降和隆起的防治必須在關井前進行，以防為主，防治結合。如果等到關井或油田枯竭后再治理，幾乎是不可能的事情，結合。如果等到關井或油田枯竭后再治理，幾乎是不可能的事情，因為人們不可能再去投入大量的資金注入或采出地下流體。因此，因為人們不可能再去投入大量的資金注入或采出地下流體。因此，在油田生產(chǎn)的過程中，在客觀條件允許的情況下，應進一步加強在油田生產(chǎn)的過程中，在客觀條件允許的情況下，應進一步加強可能引起地面形變地區(qū)的監(jiān)測工作，這樣一方面可以防治拉伸型可能引起