優(yōu)化注采管柱設計，提高周期產量-王瑞英.doc

薀螁羆芄蒆螀聿肆莂蝿螈節(jié)羋蒅袁肅膄蒄羃芀蒂蒄蚃肅蒈蒃裊莈莄蒂羇膁芀蒁聿羄蕿蒀蝿腿蒅葿袁羂莁薈羄膈芇薈蚃羈膃薇螆膆薂薆羈罿蒈薅肀芄莄薄螀肇芀薃袂芃膆薂羅肅蒄螞蚄芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿節(jié)蠆肁肂薁蚈螁羅蕆蚇袃膀莃蚆羅羃艿蚆蚅腿膅螅螇羈蒃螄袀膇荿螃羂羀蒞螂螂芅芁螁襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肆莂蝿螈節(jié)羋蒅袁肅膄蒄羃芀蒂蒄蚃肅蒈蒃裊莈莄蒂羇膁芀蒁聿羄蕿蒀蝿腿蒅葿袁羂莁薈羄膈芇薈蚃羈膃薇螆膆薂薆羈罿蒈薅肀芄莄薄螀肇芀薃袂芃膆薂羅肅蒄螞蚄芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿節(jié)蠆肁肂薁蚈螁羅蕆蚇袃膀莃蚆羅羃艿蚆蚅腿膅螅螇羈蒃螄袀膇荿螃羂羀蒞螂螂芅芁螁襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肆莂蝿螈節(jié)羋蒅袁肅膄蒄羃芀蒂蒄蚃肅蒈蒃裊莈莄蒂羇膁芀蒁聿羄蕿蒀蝿腿蒅葿袁羂莁薈羄膈芇薈蚃羈膃薇螆膆薂薆羈罿蒈薅肀芄莄薄螀肇芀薃袂芃膆薂羅肅蒄螞蚄芁莀蟻螇肄芆蝕衿艿節(jié)蠆肁肂薁蚈螁羅蕆蚇袃膀莃蚆羅羃艿蚆蚅腿膅螅螇羈蒃螄袀膇荿螃羂羀蒞螂螂芅芁螁襖肈薀螁羆芄蒆螀聿肆莂蝿螈節(jié)羋蒅袁肅膄蒄羃芀蒂蒄蚃肅蒈蒃裊莈莄蒂羇膁芀蒁聿 優(yōu)化注采管柱設計，提高周期產量（中油遼河油田公司曙光采油廠，遼寧 盤錦 124109）摘要：曙光采油廠采油作業(yè)五區(qū)，生產區(qū)塊主是要稠油與超稠油區(qū)塊構成，以蒸汽吞吐方式進行降壓開采，由于注汽技術本身存在的固有缺陷，注入蒸汽在油藏中“超覆”流動，注采管柱的合理設計直接影響到周期生產效果，通過優(yōu)化注采管柱設計，在提高周期產量上獲得較好的生產效果。關鍵詞：注汽管柱設計；吸汽狀況；周期產量；小組；超稠油1選題理由及目標1.1 選題理由由于稠油、超稠油區(qū)塊是以蒸汽吞吐方式進行降壓開采，則蒸汽熱利用率高低、注采管柱的合理設計直接影響到周期生產效果。近年來隨薄互超稠油開采規(guī)模不斷加大，此類問題更加突出。集中表現(xiàn)在低周期井壓裂汽竄、高周期井排水期長、地層壓力低、供液不足，周期產量大幅下降。蒸汽吞吐是主要開發(fā)方式，針對油藏經營中長期存在的產量、成本不能統(tǒng)一，而周期產量低，直接導致生產成本上升，提高周期措施產量是油藏經營中制約成本的主要因素，因此提出本課題。1.2活動目標（1）根據(jù)實際生產情況，將采油作業(yè)五區(qū)吞吐井的周期產量50t（由650t/周期提高到700t/周期）。（2）增加措施產量0.5104t1.3 可行性分析（1）在2007年對所油井的吸汽剖面四參數(shù)資料進行了調查，通過四參數(shù)資料分析表明，從喇叭口到最后吸汽層可動深度只有25md左右，采取管柱加深油層頂以下25-30m辦法切實可行，因此注汽管柱加深對提高油層縱向動用程度有一定作用。（2）根據(jù)熱采普通稠油老區(qū)進行測壓論證后，泵掛深度在油層中部時只能支持40m左右沉沒度，只要控制好下泵初期產液強度，小泵深抽是可行的。（3）采取新的管柱設計機制，即采用，現(xiàn)場與地質研究相結合的選井機制，每月地質、工藝與采油區(qū)共同選定措施井號，每旬度再次確定現(xiàn)場實施井號，保證提高措施成功率。2 現(xiàn)狀調查、分析并確定主要因素2.1 現(xiàn)狀分析和調查課題確定后，對2007年無效的措施井措施配產量的油井，進行原因統(tǒng)計調查，因吞吐措施效果差影響64井次，注汽管柱設計不合理影響48井次，注汽質量差6井次，油層厚度因影響4井次，其中因注汽管柱設計不合理影響75%，統(tǒng)計結果如下： 影響斷塊產量完成率的原因調查表 (表1)序號項目頻數(shù)(井次)累計(井次)累計%1注汽管柱設計不合理484875 %2注汽質量差85687.5 %3施工質量差66296.8 %4其它264100 %調查者:王瑞英2008年1月15日地點:曙光采油廠采油作業(yè)五區(qū) 根據(jù)調查表,本小組制定出了影響普通稠油產量完成率的因素排列圖(圖1)吞吐措施理果差老井遞減大其它注汽管柱設計不合理施工質量差其它頻頻數(shù)數(shù)百百分分比比80%75%90%87.5%97.5%96.8%100%100%注汽質量差圖1 制圖：王瑞英 時間：2008年1月25日 2.2原因分析從排列圖中看出, 注汽管柱設計不合理是導致周期產量低的關鍵因素，只要提高注汽管柱設計的成功率，保證周期產量完成，就可以完成措施產量，達到老井完成全年配產。2008年2月8日，2月10日，2月20日，針對這個問題，QC小組成員深入現(xiàn)場進行調查，通過召開小組活動會，分別從人員、設備、原料、方法及管理等個方面作了全面分析，并畫出了因果分析圖本小組采油頭腦風暴法對造成措施效果差的原因進行分析，并列舉在因果圖上，經整理后圖2。2.3 確定要因2008年2月22日-3月1日，本小組通過現(xiàn)場驗證、現(xiàn)場調查、調查分析、統(tǒng)計分析等方法分別對15個影響油井周期產量的原因進行分析，逐個排查，確定影響周期產量的主要原因。末端因素一：缺乏調查分析。王瑞英檢查了64口井，40口井資料不全。周期產量低的油井18口，16口資料不全，造成措施分析時不透徹，直接影響周期產量。要因。末端因素二：現(xiàn)場經驗少。因為站內人員近幾年不變，非要因。，末端因素三：生產環(huán)境差。油井所鉆位置基本在一個區(qū)域，非要因。末端因素四：作業(yè)環(huán)節(jié)多。在現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)任一口井作業(yè)程序較多：起油桿、起油管，下隔熱管、起隔熱管，下油管、下油桿，實施重點措施等，任一環(huán)節(jié)出錯都將導致關井，措施失敗。統(tǒng)計措施差40口井中有3口屬作業(yè)影響，占的比率較小，非要因。末端因素五：管理不規(guī)范。制度只能要求人來完善，非要因。末端因素六：供液能力差。全體小組成員統(tǒng)計了周期產量低的油井122口井，占總井數(shù)20%,有5口措施后供液能力差，占措施差井數(shù)的3%。分析非要因。末端因素七：井況高損壞。共有套管損壞井144口，占投產井數(shù)的22.5%。有6口措施后效果差，占措施差井數(shù)的9%。非要因。末端因素八：油層縱向動用不均。統(tǒng)計作業(yè)區(qū)測試資料、四參數(shù)測試等吸汽剖面98口，主要吸汽層位集中在油層上部1/3位置,影響注汽熱擴散,使周期產量降低.要因。末端因素九：油層發(fā)育差。我區(qū)油層發(fā)育差，油層滲透率在230-4200mpa.s，有效厚度在0.5-15.0 m，孔隙度平均26%，含油飽和度平均56%，橫向、縱向非均質性嚴重，差異系數(shù)可達18。油層發(fā)育差部位單一措施效果差幾率84%，要因。末端因素十：網(wǎng)管長。已形成固定注汽管網(wǎng)，非要因。末端因素十一：設備老化。引進新技術需要較長過程，非要因。末端因素十二：熱損失大?，F(xiàn)場對正在注汽的7口井進行調查，有2口井5處漏汽，占總井數(shù)的28.6%，且管線接頭地方未保溫，這是影響措施效果差的直接因素，可修復。非要因。末端因素十三：注汽管柱設計不合理。王瑞英統(tǒng)計作業(yè)區(qū)油井164口井，注汽管柱設計在油層頂部20m處，周期產量低的油井21口井，占效果差井數(shù)的33%。要因。末端因素十四：下泵深度不合理。楊秀玲統(tǒng)計處于開發(fā)后期的油井124口井，設計下泵深度，主要考慮防砂要求，下泵深度在油層的頂部，因供液能力差，下泵初期需要恢復液面后，才能正常開井的油井22口井，占總井數(shù)的34%。要因。綜合以上的分析論證，我們最后確定人缺乏調查分析、油層縱向不均勻、注汽管柱設計不合理和下泵深度不合理是影響吞吐措施效果差的主要因素。3研究制訂對策 2008年3月7日，針對各項要因，小組成員制定了相應的對策表（見表2）QC小組活動對策表 (表2)序號要因現(xiàn)狀對策目標措施地 點負責人完成時間1人缺乏調查分析油井資料使用狀況差深化資料分析資料準確齊全率100%1.繪制單井管柱圖2.資料錄入數(shù)據(jù)庫3.錄入資料由技術員檢查地質隊王瑞英2008032油層縱向不均形成汽竄精細油藏描述研究精細油藏描述研究1.精細區(qū)域研究2.精細油層小層吸汽研究3.進一步制定相對措施4.輔助工藝措施地質隊常文霞2008043注汽管柱設計不合理下部油層未得到動用精細研究吸汽影響因素根據(jù)吸汽圖版確定管柱下深1.管柱下深與周期產量圖版2.儲層厚度與吸汽關系圖版地質人王瑞英2008044下泵管柱不合理效果差井中有25口井有12口井供液不足選擇合理的泵徑合理設計下泵深度，提高周期產量1、按周期進行不同的分類2、計算出不同的井的不同的泵徑。3、 將不同周期油井作注汽強度與采油強度圖版。4、泵掛與初期產液量圖版地質隊王影200804 表3 制表 ：王瑞英 時間：2008年3月7日4 對策實施小組成員根據(jù)分工，按照所制訂的對策措施分頭組織實施。4.1加強作業(yè)資料分析論證，使數(shù)據(jù)得到應用：小組人員將所有油井基礎數(shù)據(jù)、井下作業(yè)數(shù)據(jù)、井況、連通圖、周期產量進行整理，補全資料、進行分類進行分析，優(yōu)選井號進行措施，同時針對措施完的油井也及時分析，防止注汽后吸汽狀況差，影響措施效果，資料及時更新，逐漸形成一種保證油井均衡生產的PDCA循環(huán)模式。(圖3)措施成功注汽下泵整理資料單井完井資料分類統(tǒng)計整理措施成功數(shù)據(jù)論證優(yōu)選合理方案PDCA循環(huán)措施失敗圖34.2改變注汽速度與井茼熱損失關系，最大限度改善吸汽剖面依據(jù)注采關系、周期產量、油汽比優(yōu)化單井最佳注汽強度設計為：一周期注汽強度55-60t/m，2-9周期以5-10遞增，10周期以后控制在100 t/m以內。見圖4）研究注汽速度與注汽干度的關系，并對其進行優(yōu)化，使蒸汽熱利用率得以提高，油井周期吞吐效果得到改善。注汽速度的高低影響地面和井筒熱損失、井底注汽流壓、蒸汽推進狀況，依據(jù)井筒熱傳學計算，注汽速度越高，井筒熱損失、蒸汽干度損失越小。但較高的注汽速度在油層吸汽壓力高時注不進去。優(yōu)化注汽管網(wǎng)設計，近距離注汽實施10口井，平均吞吐4輪，平均單井注汽排量由6.5t/h14.5t/h，注汽壓力由13.2MPa15.2 MPa，周期產油量542t863t，周期增油321t，除去正常遞增因素，單井周期增油180t，累增油1832t。4.3優(yōu)化注汽管柱設計，改善油層縱向吸汽狀況四參數(shù)資料分析表明，見圖5,從喇叭口到最后吸汽層可動深度只有25md左右，因此新井在使用一體管情況下提高油層縱向動用程度，采取管柱加深油層頂以下25-30m辦法切實可行。2008年實施注汽管柱加深共53井次，周期結束可對比29井次，平均生產5輪，超過正常周期增油幅度24井次，有效率82.8%，平均單井加深27m，加深到井段1/2處，加深后平均單井注汽量16951760t，階段生產90天，周期產油520741t，周期增幅143%，較正常規(guī)律平均單井增油171t，階段油汽比0.310.42，上升0.11，效果較好，累積增產0.3208t。從實施區(qū)塊看，曙127454興隆臺因儲層縱向非均質性強，占到75.8%。從周期增幅與加深位置關系看，加深位置在井段的3/5效果最好，之前隨加深深度增加周期增幅增加，之后因可動層減少，效果變差。因此確定最佳加深位置為井段的3/5處。4.4小泵深抽工作以保護油層結構不受破壞，油層不激動出砂為前提。根據(jù)熱采老區(qū)曙1-026-369關井15天測目前地層壓力為0.44MPa，說明老區(qū)地層嚴重虧空，泵掛深度在油層中部時只能支持40m左右沉沒度，只要控制好下泵初期產液強度，小泵深抽是可行的。2007.5月開展加深泵掛實驗，即在套管正常或套變較小情況下采取44普泵下帶1-2根篩管加深到油層中部進行小泵深抽，增加生產壓差提高油井產能，同時抽油機工作次數(shù)由6次/分下調到4次/分。今年以來共實施16井次，均有效，平均單井泵深由原來的1004m加深到目前的1033m，增加泵掛30m，措施后初期日產液由2.922.7 t/d，上升19.8 t/d，日產油0.10.8 t/d，上升0.7t/d，平均單井階段生產145天，增液1810t，增油229t。累增液28966t，累增油2498t?？傮w分析有以下幾方面認識：（1）、加深泵掛與檢泵后沉沒度增加正相關，但與初期產液量相關性較差，說明增加泵掛增加了油井泵效及穩(wěn)產時間，油井初期日產液量受油層續(xù)流能力控制，只要泵有一定充滿度即可出液。（2）加深后油井產液能力、泵效得到提高，有利于區(qū)域冷凝水排出，增產效益明顯圖6加深前基本不出或低產的油井，加深后初期日產液10t/d井2口，占總井數(shù)的12%，10-20 t/d井3口，占總井數(shù)的19%，20 t/d井11口，占總井數(shù)的69%。階段增油在53 t（以作業(yè)區(qū)噸油成本計算回收檢泵費所需增油量）以上井13口，占總井數(shù)的81.3%，加深井階段投入產出比達到1：4.3。以曙1-20-363C井為例，見圖6,加深前因供液不足間開生產，直接加深52m至油層中部，初期日產液19.5t/d，日產油2.9t/d，含水85%，排水期后日產油上升到10t/d，生產200天，增油484t，單井投入產出比達到1：9。圖6（3）檢泵加深取得成型經驗給熱采下泵管柱優(yōu)化設計打下基礎，老井自然、綜合產量在5月份實施以后明顯抬升，截止10月份老井綜合遞減11.6%，與去年同期對比下降7.3%。老井措施成功率由加深前的56.3%上升到目前的70.5%，這項技術的實施為老井產量的穩(wěn)定做出較大貢獻。5實施效果5.1目標完成情況周期產量：3-10月份共實施措施79井次，有效70井次，措施成功率88.6%，平均周期產油745t/口，單井增加周期產量95t/口?；顒雍笥途芷诋a量增加了95t/口。與目標值對比增加了45t。措施增油量：0.7506104t，為全作業(yè)區(qū)2008年老井超產1.75萬噸產量完成奠定了基礎。(圖7)措施實施前后效果對比柱狀圖 (圖7)5.2 經濟效益計算活動后，我們對本次活動效益進行了計算：(截止2008年10月份)E =（ 1 - 30% ） F Q （ P - T - C ）- I =（ 1 - 30% ） 0.77506（ 2559 - 61.1 - 474.27 ）- 5800000 = 164.28（萬元）式中：E 取得的凈效益，萬元 F 分成系數(shù) Q 增加的產量，t P 原油的價格，超稠油價格為2559元/噸 T 稅金，原油稅金為61.1元/噸 C 生產成本474.27元/噸 I 投資，萬元注：各種價格按局下發(fā)文件價格。6 鞏固措施為了使活動成果能有效保持，2008年11月05日，本小組針對各項對策實施后的效果，制定了一系列的鞏固措施：（1）超稠油熱采管柱優(yōu)化設計有效提高蒸汽熱利用率，改善油層縱向吸汽狀況，加深最佳位置在生產井段3/5處；老區(qū)下泵管柱加深到油層中部配合小泵