孤东油田注采结构一体化调整节能示范区实施效果与评价

朱益飞（胜利油田孤东采油厂）

孤东油田注采结构一体化调整节能示范区实施效果与评价

朱益飞（胜利油田孤东采油厂）

针对老油田后续水驱阶段开发单元面临着高含水井比例大、平面注采不均衡、生产参数不合理及地面电动机配套设备能耗高和单元产量自然递减率大等问题，提出了采取限提并举调整单元产液结构、限制无效产液提升有效产液的注采一体化调整，以及配套更新地面拖动设备的优化方案，介绍了孤东四区3—4开发单元注采结构一体化调整节能示范区项目的主要内容、实施情况，并对项目实施效果和综合效益作了分析评价。实践证明，该方案实施后注采比保持在0.9～1.0之间，保证了开发单元平面注采均衡，开发单元年自然递减率下降了13.6%，单元油井系统效率达标率提高了24.7%，百米吨液单耗降低了0.1 k Wh，区域年节电能力达245.34×104kWh，它的实施对于高孔、高渗油藏注聚单元后续水驱开发调整具有典型示范作用和推广价值。

孤东油田；注采结构；一体化；优化调整；实施效果

引言

孤东油田是在中生界潜山背景上发育起来的近南北走向的第三系披覆背斜构造[1]。四区位于孤东油田西南部，为一由断层切割形成的自然区块，自开发以来分Ng3-4和Ng5-6两套层系开发，其中四区Ng3-4含油面积4.1 km2，平均有效厚度8.7 m，石油地质储量726×104t。孤东油田四区Ng3-4开发单元自1984年11月投入开采以来，已开发30多年，先后经历产能建设、防砂转注和注水见效、井网调整、综合治理、二元复合驱、后续水驱等6个开发阶段[2]。2013年1月进入后续水驱阶段以来，单元面临着高含水井比例大、平面注采不均衡、生产参数不合理及地面电动机配套设备能耗高的问题，单元递减达28.1%等问题，严重影响了该区块开发收益。面对低油价新常态以及油田节能减排工作的需要，孤东采油厂从系统优化调整高度出发，以注采结构一体化调整为原则，提出实施孤东油田四区Ng3-4开发单元注采结构一体化调整节能示范区项目，通过限提并举调整单元产液结构，限制无效产液、提升有效产液，达到控水稳油，减缓递减的目的，配套更新地面拖动电动机设备，以达到节能降耗和提质增效的目的。项目实施后，可为油田其它后续水驱开发单元提供开发优化调整经验，对老油田开发单元整体稳油、控液、提质、增效工作具有十分重要的借鉴和指导意义。

1 孤东油田四区3-4单元能耗现状

孤东油田四区3-4单元现有63口油井，单井平均日耗电量为247 k Wh，平均含水97.1%，单井日耗电量247 k Wh，油井系统效率达标率为65.1%。经分析，其中13口高含水率油井存在严重的生产参数过高和无效产液问题，约占区块油井总数的20.6%；6口油井因油井防砂工艺因素存在产液量过低、油井效率低和产能能力不足的问题，约占区块油井总数的9.52%。水井20口，其中15口水井注水量存在不合理问题，10口水井注水量过大，造成对应油井含水上升过快，存在无效注水问题，约占区块水井总数的50%；5口水井因管柱结构不合理（4口井）和防砂效果不佳（1口井）存在严重的欠注问题，约占区块水井总数的25%。地面配电电动机全部为高能耗Y系列电动机，其中3台55 k W电动机存在明显的载荷过低现象，其中22口油井系统效率不达标需要进行优化治理。

表1 四区3-4单元油井产液结构调整效果对比

表2 四区3-4单元水井产液结构调整效果对比

2 注采结构一体化调整的主要内容

针对单元目前转后续水驱存在的问题，多措并举分类治理，调整措施结合能耗优化，提高系统效率，地面配套更新，降低耗电。其中针对高含水井，根据液量高低实施分级限液，控制含水上升；针对低液低含水井，根据储层发育、出砂及能量状况，合理控制产液量；利用能耗潜力评价分析系统对四区3-4生产参数进行优化设计；实施均衡注水，注采比在0.9～1.0之间，保证平面注采均衡；采用高效电动机，淘汰落后、高能耗的Y系列电动机。

2.1 油水井一体化优化调整措施

设计油井措施工作量19口井，每日共减少液量430 t，增加油量3.3 t。其中高含水无效益油井限液13口井，日减少液量530 t，影响油量5.2 t；低液低含水油井防砂提液6口，日增加液量100 t，增油8.5 t。设计水井措施工作量15口井，每日共减少注水430 m3。其中水井防砂1口井，换管柱4口井，日增加注水370 m3；调配10口井，日减少注水800 m3。

2.2 优化配套地面设备措施

孤东四区3-4油井在用Y系列电动机63台，全部更新为YE3系列高效三相异步电动机，其中功率22 k W电动机13台，30 kW电动机33台，37 k W电动机17台。油井生产参数调整后原功率55 k W电动机3台，更新为YE3系列电动机后降低功率至37 kW。

3 项目实施情况

示范区方案按照先易后难、油水并进的原则，对产液结构调整设计的油水井工作量进行实施，共实施油井措施工作量19口井，水井措施工作量15口井。同时配套油井调参限液13口井，水井调配10口井，单元的开发效果得到了明显改善。

3.1 高含水井区采取限液及注采调配工作，减少无效液量和注水量的能耗

单元转水驱以来，含水快速上升，含水上升率高达2%，单元平均含水97.1%，部分井区油井高液高含水生产，无效液量能耗高问题突出。考虑到上述问题，方案设计对高含水井区实施油井限液及对应注水井调配，减少无效液量和注水量的能量，控制单元含水上升速度。方案共实施油井降参限液13口井，日减液525 t，影响油量5.0 t；对应水井调配10口井，日降低注水量800 m3，从而实现单元平面及层间注采比的调整，减少提液和注水能耗。油井产液结构调整前后对比效果见表1。

3.2 低含水井区采取防砂提液提注措施，提高油井产能

针对低含水井区局部出砂堵塞问题，开展油水井联动、一体化治理。对于受地层出砂及泵管漏影响的低液油井，实施检换绕、改变防砂方式等方法进行治理，产液结构调整方案共计实施油井防砂6口井，单井日增液18.6 t，日增油1.1 t，累积增油1800 t，减缓了单元转水驱以来产量递减速度。水井产液结构调整前后对比效果见表2。

3.3 推广应用YE3系列高效电动机

将Y系列异步油井电动机更换为YE3系列高效电动机，共更新电动机63台，并根据油井抽油机负荷优化生产参数。更换前油井电动机平均日耗电247 kWh，更换后平均日耗电215 k Wh，下降32 k Wh。示范区整体日耗电下降3749 k Wh。

表3 孤东四区3-4单元产液结构调整方案前后指标对比

4 实施效果

4.1 合理调整注采结构，有效减缓单元自然递减

通过限提并举，合理调整注采结构，可实现控水稳油，有效限制无效产液、提升有效产液，提高单元开发水平。年自然递减由28.1%下降到14.5%，下降13.6%。比同类后续水驱单元同期自然递减低5.5%。

表3为孤东四区3-4单元产液结构调整方案前后指标对比表。从表3中可以看出，目前单元日产油91.8 t，完成方案设计日产油88.0 t，含水保持稳定，含水上升率下降4.3%，单元自然递减率下降13.6%，比方案设计低1.5%，保证了单元转水驱以来产量的稳定运行。

4.2 优化油井生产参数，提高系统效率降低提液能耗

示范区措施前孤东四区3-4单元抽油机井中有22口油井系统效率不达标，达标率65.1%。通过综合治理，以单井工况分析为基础，以PE office工况控制图为依据，对工况供液不足区按照“稳油、控液、提效”三原则，以能耗最低潜力评价优化设计为方法优化油井生产参数，在基本保持液量稳定前提下，减少了无效排量，降低耗电。有16口井转入系统效率达标区，达标率达到89.8%，提高达标率24.7%，有效提高能源利用率，降低提液能耗。同时，做好日常维护，密切跟踪油井工况变化，及时优化调整配套电动机等设备。

表4为示范区调整方案前后能效指标对比表。从表4中可以看出示范区措施实施后，四区3-4单元机采系统平均百米吨液耗电由0.77 k Wh降低至0.68 k Wh；平均系统效率由33.8%提高至37.18%；注水单耗由5.30 k Wh/m3降低至5.14 kWh/m3。

表4 示范区调整方案前后能效指标对比

4.3 注采一体优化调整保持油井高效运行

根据注采对应变化，供液能力、开发动态变化及时调整运行参数，跟踪管理指标的变化。对分析为地层供液不足导致泵效低的油井，坚持“合理参数”生产的原则，优化降低参数，保持注采平衡，供排协调，有效的减轻设备负荷，降低用电成本，提高泵效，优化工况，能有效保持油井高效运行。

5 综合效益评价

1）项目投入。6口油井防砂作业费用152.9万元，水井防砂1口井费用17.4万元，换管柱4口井作业费用33.3万元，更新63台电动机费用60.7万元，合计总投入费用291.3万元。

2）产出效益。据统计，该项目年累增油量达到990 t，按每吨油价格2100元计算，则全年增油效益为207.9万元。年节约注水量10.57×104t，实现年注水节电76.89×104k Wh；年限液量达15.25 ×104t，实现提液节电168.45×104k Wh。若电价按0.632元/k Wh计算，则产生年节电效益为155.05万元。

3）项目投资回收期为0.8年。

[1]朱益飞.稠油开采节能技术的降稠方式分析[J].石油工业技术监督.2010，26（7）：56-58.

[2]朱益飞，石晓明，马冬梅.提高孤东油田机采系统效率的途径[J].电力需求侧管理，2009，11（4）：44-46.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.05.012

2017-02-10

（编辑 巩亚清）

朱益飞，高级工程师，1989年毕业于华东石油学院（生产过程自动化专业），从事油田计量与节能新技术新工艺的研究开发与推广应用工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山东省东营市河口区仙河镇胜利油田孤东采油厂技术质量监督中心，257237。