點-面-點分析方法在機采動態(tài)一體化管理中的應用

尹莎莎

（中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術分公司，天津 300452）

精細化管理單井不僅要求管理者熟悉單井基礎信息，而且要掌握反映區(qū)塊油藏特征的地層壓力分布情況，反映動態(tài)特征的產能、壓差分布情況，及反映井筒特征的乳化規(guī)律等。精確了解地層壓力分布情況，需要根據(jù)單井前期壓力測試資料預測目前地層壓力或根據(jù)相關資料推算無壓力測試資料井地層壓力；掌握產能分布情況，需要根據(jù)動態(tài)資料或油層資料計算單井采液指數(shù)；掌握乳化規(guī)律，需要根據(jù)原油粘度、含水率、電泵揚程系數(shù)間的關聯(lián)關系獲得乳化區(qū)間。單井管理工作需要油藏工程師與機采工程師以“籃球隊”式的默契配合[1]，通過結合分析，掌握精細化管理單井所需信息。

基于機理認識及經驗總結，形成“點-面-點”分析方法。

1 “點-面-點”分析方法

油井生產系統(tǒng)是由油藏、井筒和地面3個依次銜接，相互影響而又具有不同流動規(guī)律的子系統(tǒng)組成[2]。點-面-點分析方法以單井分析為基礎，挖掘區(qū)塊整體規(guī)律，依照規(guī)律特征指導單井分析決策。單井分析通過結合已有測試資料、動態(tài)數(shù)據(jù)等，獲得單井地層壓力、井底流壓、采液指數(shù)、揚程系數(shù)等數(shù)據(jù)[3]；按井位坐標空間分布繪制等值線圖，挖掘基準面靜壓、生產壓差、采液指數(shù)、揚程系數(shù)規(guī)律；根據(jù)規(guī)律對單井生產的影響，制定單井措施[4]。

單井是點，整體規(guī)律是面?！包c-面-點”分析方法的主要特點是從單井分析出發(fā)，挖掘整體規(guī)律和特征，依照規(guī)律特征指導單井分析及措施制定，實現(xiàn)單井與區(qū)塊認識的結合統(tǒng)一。

2 “點-面-點”分析方法步驟

2.1 “點”的計算

油井穩(wěn)定生產時，整個流動系統(tǒng)遵循混合物的質量和能量守恒原理，井筒中的流動和油層中的流動過程既相互銜接，又相互協(xié)調。對于“點”的計算，應用節(jié)點分析軟件，將井筒、油藏、動態(tài)相結合，通過建模分析計算，獲得單井較為準確的地層靜壓、采液指數(shù)、井底流壓、揚程系數(shù)4個參數(shù)，完成單點分析計算。對于不同類型的井，按照不同的計算流程，如圖1～圖3。

圖1 有壓力監(jiān)測系統(tǒng)井計算流程Fig.1 Calculation flow of well with pressure monitoring system

圖3 無壓力監(jiān)測系統(tǒng)井計算流程Fig.3 Calculation flow of well without pressure monitoring system

通過上述計算流程可以看出：有產液剖面測試、壓力恢復測試資料井和無壓力監(jiān)測系統(tǒng)井計算過程中，需要參照有壓力監(jiān)測系統(tǒng)井數(shù)據(jù)。因此，建議選取有壓力監(jiān)測系統(tǒng)井為單點向多點擴散計算的起點。通過井井之間相互驗證，最終獲得較為準確的單點計算結果。用單井計算所得地層靜壓減去井底流壓，獲得單井生產壓差后將地層靜壓折算為基準面靜壓[5]。

2.2 “面”的整合

根據(jù)所得參數(shù)，利用PEOffice軟件的Wellmap模塊，通過加載自定義數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基準面靜壓、采液指數(shù)、生產壓差、揚程系數(shù)等參數(shù)按照井位坐標實現(xiàn)空間分布，以等值線圖的形式集中顯示。這并非是“面”整合的全部，“面”的整合關鍵在于從“面”的展示中挖掘整體規(guī)律及特征。

根據(jù)靜壓等值線圖了解區(qū)塊整體地層壓力概況。對于邊底水不發(fā)育的油井，地層壓力的變化主要受注水影響，利用井間連通圖、油層砂體圖以及井組累產累注情況，分析區(qū)塊地層低、高壓原因，掌握區(qū)塊壓力分布特征；結合采液指數(shù)和生產壓差等值線圖，了解區(qū)塊油井供液能力與生產壓差的空間分布，掌握產能、壓差特征；根據(jù)原油粘度、含水率、電泵揚程系數(shù)間的關聯(lián)關系[6]，以區(qū)塊平均揚程系數(shù)值為衡量標準值，確定平臺乳化區(qū)間，掌握乳化規(guī)律。

圖2 有產液剖面測試、壓力恢復測試資料井計算流程Fig.2 Calculation flow of well with data of liquid production profile test and pressure build-up test

2.3 “點”的分析

通過挖掘掌握特征及規(guī)律是此方法的亮點，根據(jù)掌握的特征和規(guī)律指導單井分析決策是方法的重點。

根據(jù)整體地層壓力分布概況及低高壓原因，指導注水井措施和后期選泵設計[7]。如通過增加注水井配注量，向油層注水補充能量，保持油層壓力；通過降低注水井配注量，減緩注入水突破速度，減緩含水上升率；通過采用酸化措施，解除近井地帶堵塞，恢復欠注層注水能力。針對注水措施的可實施性和實施效果，指導后期選泵設計。如對于與水井連通性差、井網欠完善的油井，地層能量無法得到正常補充，后期選泵設計需要加深泵掛，保證滿足平均檢泵周期內的沉沒度要求；對于與水井連通較好的油井，若地層壓力保持較好，則設計泵掛深度滿足常規(guī)沉沒度要求即可。

根據(jù)區(qū)塊產液能力、生產壓差分布情況并結合油井完井方式，指導油田挖潛[8]和單井合理化生產，避免出砂[9]。單井采液指數(shù)高并不是油井挖潛的充分條件，油井的生產壓差大小才是決定油井能否挖潛的決定性因素，必須根據(jù)合理生產壓差指導單井生產和挖潛措施的制定[10]。

根據(jù)區(qū)塊乳化區(qū)間合理優(yōu)化電泵設計參數(shù)[11]，根據(jù)產層一致、含水相近井的揚程系數(shù)差異篩選隱藏異常井。機采工程師依照“乳化區(qū)間”準確選擇潛油電泵的排量、揚程與電機功率，延長潛油電泵運行壽命，高效開發(fā)油田。具體措施如下：當含水率低于乳化區(qū)間下限時，電泵選型注意增大排量與揚程；當含水率位于乳化區(qū)間時，若油井油壓低于2MPa，電泵選型時維持現(xiàn)狀即可；若油壓高于2MPa，電泵選型時可適當降低揚程，避免破乳化后，油壓過高；當含水率高于乳化區(qū)間時，結合油藏認識，若后期進行大泵提液，則可在油壓安全可控范圍內適當增加揚程。對于產層一致、含水相近、排量一致的井，其揚程系數(shù)相對接近，通過對比，識別揚程系數(shù)偏低的隱藏異常井。

針對掌握的規(guī)律和特征，為實現(xiàn)油井生產壓差與產能最大化的平衡，保持油井穩(wěn)定生產，提出適應的措施建議，最終完成“點-面-點”分析。

3 應用實例展示

以“點-面-點”分析方法在渤海某油田F平臺的應用為例，展示方法應用效果。

3.1 單井計算分析

根據(jù)方法建議，選取有壓力監(jiān)測系統(tǒng)的井為計算起點，按照有壓力監(jiān)測系統(tǒng)井計算流程，利用Wellflo軟件進行計算分析。井井相互驗證，最終獲得所有單井計算結果，見表1。

表1 單井計算結果匯總表Table 1 Summary of single well calculation results

3.2 發(fā)現(xiàn)特征并挖掘規(guī)律

應用PEoffice軟件的Wellmap模塊，繪制參數(shù)等值線圖。

由圖4中基準面靜壓等值線圖可以看出，F(xiàn)平臺地層壓力兩翼高，中間低；將地層壓力從小到大排序，結合其生產層位發(fā)現(xiàn)，壓力高的井多為投產初期即見水井，如等值線圖右側部分的F30、F31、F25、F22m受明化鎮(zhèn)Ⅳ油組8小層邊水影響，而左側的F10、F34h受明化鎮(zhèn)Ⅴ油組3小層邊水影響；壓力低的井，除F35h以外，其余井均主產明化鎮(zhèn)Ⅳ油組4.2小層，結合井間連通圖、油層砂體圖及井組累產累注信息發(fā)現(xiàn)，主產明化鎮(zhèn)Ⅳ油組4.2層井低壓的主要原因是注采欠平衡。而F35h所在位置，井網欠完善，使其地層能量無法得以補充。由此歸納得出F平臺的特征一：地層壓力兩翼較高，中間低；邊水、注入水影響造就高壓區(qū)；井網完善程度、注采欠平衡造就低壓區(qū)[11]。

結合圖4中采液指數(shù)等值線圖與生產壓差等值線圖發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)11m、F01h、F22m是F平臺采液指數(shù)大、生產壓差小的最優(yōu)潛力井，但它們均采用優(yōu)質篩管防砂，不利于挖潛。F17m、F10、F12、F14、F18、F35h井是采液指數(shù)較大，生產壓差較小的二級潛力井，除F10、F17m采用優(yōu)質篩管防砂外，其余井均采用礫石充填防砂，有一定的潛能。F29、F24m、F21、F15、F09m生產壓差較大，需要密切觀察。由此歸納得出F平臺的特征二：采液指數(shù)大且生產壓差小的最優(yōu)潛力井由于均為篩管防砂，挖潛受限；采液指數(shù)較大、生產壓差較小的二級潛力井能夠挖潛。

圖4 參數(shù)等值線圖Fig.4 Parameter contour map

將特征一、二結合起來，清楚掌握平臺的低、高壓區(qū)、潛能區(qū)以及需密切關注的生產壓差較大區(qū)。

將電泵井揚程系數(shù)值結合其生產層位不難發(fā)現(xiàn)，主產明化鎮(zhèn)Ⅳ油組的井揚程系數(shù)值普遍高于主產明化鎮(zhèn)Ⅴ油組的井。根據(jù)單井揚程系數(shù)值及其含水率繪制得出揚程系數(shù)與含水關系曲線，并結合油田平均揚程系數(shù)值70%發(fā)現(xiàn)，含水在15%～45%區(qū)間的井，其揚程系數(shù)普遍低于70%。由此歸納得出F平臺的規(guī)律：含水15%～45%是F平臺電泵井的乳化區(qū)間。

3.3 提出措施建議

根據(jù)由上面所得的整體規(guī)律和特征，結合研究所得合理生產壓差值，針對單井所在區(qū)域類型分別制定措施建議，見表2。

表2 F平臺單井措施建議Table 2 Suggestions for single well measures of F platform

表2所列措施建議部分已實施，如：潛力區(qū)F12井建議提液，通過換大泵后，初期實現(xiàn)日增油26m3。結合當前情況分析，該井尚有潛力，預計日增油可達46m3；F18實施擴油嘴提液后，實現(xiàn)日增油12m3；F15井建議增加注水井F04a與F20a注水量或檢泵加深泵掛，增加揚程。采取增加F04a注入量30m3后，實現(xiàn)日增油6m3；F27根據(jù)含水15%～45%是F平臺乳化區(qū)間這一規(guī)律在選型設計時優(yōu)化機組參數(shù)，將機組排量50m3/d、揚程1700m優(yōu)化為排量80m3/d、揚程2000m，保證了該井在乳化期的正常運行和破乳化后井口壓力的安全可控。另外，根據(jù)規(guī)律篩選出隱藏異常井F16井。該井含水處于乳化區(qū)間，根據(jù)該井與含水相近、主產層一致井對比發(fā)現(xiàn)，該井揚程系數(shù)值偏低，經驗證確實存在異常。F平臺應用“點—面—點”方法建議措施后，共實現(xiàn)日增油75m3，尚未實施井預計可實現(xiàn)日增油62m3。

4 方法評價

針對該方法單井分析計算所得參數(shù)的準確性，對區(qū)塊認知以及建議措施實施后效果等方面進行對比評價發(fā)現(xiàn)，這種將油藏、井筒、動態(tài)相結合的方法不僅大大提升了分析計算參數(shù)的準確性、建議措施的有效性和工作的高效性，而且有利于增強員工對區(qū)塊的認知程度。

1）應用文中所述方法推算地層壓力與實測地層壓力的一致性大于85%，單井措施的有效性達92%，實現(xiàn)日增油75m3，方法準確性高，輔助制定措施可靠。

2）區(qū)塊主要參數(shù)實現(xiàn)空間展布，使區(qū)塊認知得到形象展示的同時，有利于根據(jù)參數(shù)分布情況挖掘相關特征和規(guī)律。

3）應用該方法后，能夠掌握全局采液指數(shù)、生產壓差分布，縮短潛力井篩選時間，提高工作效率。