胡154区块分注井合理投捞调配周期探索

2017-08-08郑礼鹏刘文龙刘继梓

石油化工应用 2017年7期

关键词：水器同心调配

郑礼鹏，刘文龙，刘继梓，刘涛，李艳

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西榆林 719000）

胡154区块分注井合理投捞调配周期探索

郑礼鹏，刘文龙，刘继梓，刘涛，李艳

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西榆林 719000）

投捞调配是精细分层注水的常态化重点工作。由于井下情况复杂，分层注水量经常发生变化，因此需定期投捞调配。而大部分井投捞调配周期不一。通过总结安五作业区胡154区块不同类型分注井在2016年历次投捞调配期间的注水情况，统计相邻两次投捞调配时间间隔，分析影响调配周期的若干因素，挖掘背后规律，探索出合理投捞调配周期。

精细注水；投捞调配；合理周期；分注工艺；流量测试

1 研究背景

随着油田开发的逐渐深入，层间、层内吸水差异增大，油层剖面矛盾越来越突显。对于注水井而言，主要体现在吸水剖面不均，非均质性增强。这就要求根据不同层位的吸水能力设定相应注水量，“区别对待”。而传统的笼统注水不能满足这一要求。因为笼统注水无法控制小层注水量，会导致高渗透层注水多、低渗透层注水少，从而产生单层、单向水驱突进，进而引起油井含水上升，造成部分区块水驱动用程度低、产量下降。为提高注入水的波及系数，改善水驱效果，降低油井含水率，进一步提高油田开发最终采收率，精细注水开发应运而生。

精细注水利用井下分注管柱的配水器水嘴的节流原理来实现。由嘴流公式Q=K×A×ΔP可知每层的注水量Q取决于该层配水器前后压差ΔP、水嘴的横截面积A以及地层吸水指数K。通过人为改变该层配水器水嘴的横截面积A就可以控制相应注水量Q，使其满足地质上对该层注水量的要求，从而实现分层精细注水。

由于受井筒污染、地层吸水性及动态调整等影响，注水量会发生改变，因此需定期对分注井进行投捞调配作业。即通过调配各层段的水嘴大小来改变各个单层的注入量，以保证分层注水效果，满足油藏开发对各个单层配注的要求，达到油藏合理有效开发[1]。

目前分注井的投捞调配原则上每季度至少进行一次，但实际注水过程中受分注工艺、各注水层段地层压力变化不均及水质等的影响，合理投捞调配周期并不一致。这就导致一部分井多次测调，超出合理调配次数，产生额外工作量；而大部分井实际调配周期长于合理调配周期，导致调配次数不足。由于“控水稳油”是老油田尤其是长庆油田“三低”油藏稳产的基础和前提，因此，确定合理调配周期，避免周期内调配产生无效工作量，以及未及时调配的情况出现，对于减少投捞调配次数、节省测试成本，确保分层注水效果，达到油层有效开发，实现油层“注够水、注好水、有效注水、精细注水”有着积极的意义。

下面以安五作业区胡154区块分注井为例，探讨投捞调配合理周期的初步确定方法。

2 现状

安五作业区目前共有分注井98口，其中胡154区块有分注井92口。该区块总井数126口，分注率73%。2016年胡154区块分注井共投捞调配386井次，平均每口井调配4.2井次，平均调配周期87 d。

作业区精细注水经历了5个发展阶段，相应的产生了5种分注方式：油套分注（10口）→常规偏心分注（9口）→桥式偏心分注（29口）→桥式同心分注（41口）→数字式分注（3口）。这也是油田公司精细注水发展的一个缩影（见表1）。

表1 胡154区块分注井情况统计表

下面就从分注工艺、井别、停注等方面简要论述如何确定胡154区块投捞调配合理周期。

3 投捞调配合理周期的影响因素及确定

3.1 油套分注

目前作业区胡154区块共有油套分注井10口，其中清水井8口，采出水井2口。2014年油套分注6口，2016年油套分注4口。

油套分注工艺通过地面阀组间的油管、套管2块流量计来直接调控下层及上层的注水量，让油管注下层，套管注上层，从而实现油套分注。可直接在地面通过油、套流量计实现对下层和上层注水量的实时精确调控，因而不需投捞调配，也就不存在调配周期，大大节省了动态监测成本，提高了注水时率。

同时，传统油套分注井为确保油、套分开注水，防止油套互窜影响注水，因此使用Y211-114型封隔器以确保座封。但该种封隔器无法反洗，就不能及时清洗井筒，给正常注水带来一定影响。随着技术的不断进步，目前已有专门用于油套分注的Y341-114型封隔器，有效解决了这一问题。该封隔器可在油、套压差5 MPa左右打开反洗通道，从而实现反洗。2016年对4口频繁遇阻井（安144-53、安158-45、安176-21及胡199）实施油套分注，并全部使用油套分注专用封隔器。经过验封，4口井封隔器均座封良好。说明该工艺成熟可靠（见表2、图1）。

3.2 偏心分注

偏心分注工艺主要是通过偏心配水器、Y341-114可洗井封隔器、预置工作筒、双作用凡尔、筛管及母堵等井下工具实现分层注水及投捞调配等动态监测的工艺技术。

偏心分注分为两种：常规偏心分注和桥式偏心分注。两者的差别主要体现在配水器上：常规偏心分注使用常规偏心配水器，桥式偏心分注使用桥式偏心配水器。桥式偏心配水器相比常规偏心配水器的优点是本层段在进行流量或压力测试时，其他层段通过桥式通道正常注水，最大限度地减少各层之间的干扰，可有效提高分层流量调配效率及分层测压效率。除此之外，两种分注工艺对于投捞调配周期来说并无影响。因此下面将这两种工艺放到一起加以分析。

表2 胡154区块油套分注井统计表

图1 Y341-114型油套分注可洗井封隔器

表3 胡154区块清水偏心分注井投捞调配情况统计表

截止2017年2月，安五作业区胡154区块共有偏心分注井38口。其中清水井37口（常规偏心分注9口、桥式偏心分注28口），采出水井1口（为桥式偏心分注）。下面分别叙述。

3.2.1 偏心分注-37口清水井 2016年作业区对37口清水偏心分注井共成功实施136次投捞调配（其中9口常规偏心34井次、28口桥式偏心分注102井次），统计每口井投捞调配时间、调前测试的分层注水量是否达到规定的小层配注，若实测水量满足配注要求，则通过计算相邻两次投捞调配时间间隔，取其中的最大天数作为投捞调配周期，并将其当作合理投捞调配周期，得到投捞调配周期统计表（见表3）。

以安160-39为例，5月1日第一次测调；6月30日第二次测调合格，间隔60 d；9月3日第三次测调合格，间隔65 d；11月18日第四次测调不合格，就取65 d为合理调配周期。

对上表37口井的合理投捞调配周期取平均值，得到胡154区块清水偏心分注井平均合理调配周期约为50 d（49.7 d）。

3.2.2 偏心分注-1口采出水井胡154区块注采出水偏心分注井只有1口安166-27。同样运用上述方法，得到该井合理投捞调配周期为45 d，与清水偏心分注井相比其调配周期短5 d（见表4）。

3.2.3 偏心分注-流量测试为进一步确定偏心分注井的合理投捞调配周期，2016年厂地质所安排对8口井实施流量监测。每5天对这8口井小层注水量测试一次，总共测试96井次；同时每5天计算8口流量监测井的测试合格率（见表5）。利用表5得到的数据，绘制调配周期与投捞调配合格率之间的关系曲线（见图2）。

图2 8口流量测试井调配周期与投捞调配合格率关系曲线

从图2可以看出，当调配周期超过50 d时，分注合格率的下降幅度明显增大。说明偏心分注井平均合理调配周期为50 d，与上面通过对37口清水偏心分注井投捞调配统计数据分析得到的合理调配周期（49.7 d）相符。两者结果相同，肯定了合理调配周期的正确性。

3.3 同心分注

桥式同心分注工艺与偏心分注工艺不同之处在于配水器使用桥式同心，采用中心通道作业，配水工作筒和可调水嘴一体化设计，不再需要进行水嘴投捞工作；同心对接，无级调节，测调一体化，测试效率与精度高。真正实现了“一次组装、电脑直读、边测边调、一次完井”。

表4 胡154区块采出水偏心分注井投捞调配情况表

表5 8口偏心分注井流量测试情况统计表

表6 胡154区块清水同心分注井投捞调配情况统计表

截止2017年，作业区胡154区块共有同心分注井41口。其中清水井38口，采出水井3口。下面分别叙述。

3.3.1 同心分注-38口清水井 2016年作业区对38口清水同心分注井总共成功实施155次投捞调配，同样统计每口井投捞调配时间、调前测试的分层注水量是否达到规定的小层配注，若实测水量满足配注要求，则通过计算相邻两次投捞调配时间间隔，取其中的最大天数作为投捞调配周期，并将其作为合理投捞调配周期。最后取这38口井合理投捞调配周期的平均值，结果为74.6 d（见表6）。说明胡154区块清水同心分注井平均合理调配周期约为两个半月（75 d）。

3.3.2 同心分注-3口采出水井胡154区块注采出水同心分注井有3口安166-31、安162-37、安162-39。2016年作业区对3口井共实施11次投捞调配。同理，通过运用上述方法，得到合理投捞调配周期平均值为62 d（见表7），取两个月（60 d）作为采出水同心分注井合理投捞调配周期。与清水同心分注井相比其合理调配周期短15 d。

3.3.3 同心分注-流量监测同偏心分注一样，为进一步确定同心分注井的合理投捞调配周期，从2016年9月1日至2016年11月20日分17次对10口井实施流量监测。每口井5天测试分层注水量一次，总共测试170井次。统计每次测得的结果，计算测试合格率（见表 8）。

利用表8数据，绘制调配周期与投捞调配合格率之间的关系曲线（见图3）。

表7 胡154区块采出水同心分注井投捞调配情况统计表

表8 10口同心分注井流量测试情况统计表

从图3可以看出，当调配周期超过70 d时，测试合格率的下降较快；当调配周期超过75 d时，测试合格率的下降幅度明显增大。说明同心分注井平均合理调配周期为70 d～75 d，取下降幅度明显增大时的75 d作为合理调配周期，与上文通过对38口清水同心分注井投捞调配统计数据分析得到的合理调配周期（74.6 d）相符。两者结果相当，进一步确定了合理调配周期的合理性。

3.4 数字分注

数字式分注是近年发展起来的一项全新的分注工艺。为验证进而推广这一工艺技术，2016年厂工艺所在安五作业区共试验3口数字式分注井：安170-21、安160-43及安164-21。目前除安160-43井油管注不进倒成反注外（该井经厂家现场排查，疑是配水器自身原因所致），其余2口井注水正常。

数字式分注工艺与其他分注工艺相比，最大的优点在于采用数字式配水器，无需机械对接水嘴，通过测调仪感应即可完成水嘴的开闭；同时配水器可按照设定的时间周期和配注像智能流量计一样自动调节注水量，大大提高投捞调配成功率及分层注水合格率，具有广阔的应用前景。

由于数字式配水器可自动调节注水量以满足配注要求，无需投捞调配，也不存在投捞调配周期一说；且与油套分注相比，油套环空内的水一直处于静止状态，不会对套管壁产生腐蚀损害，有益于油田后期开发，优势明显。但与此同时，该工艺还处于试验阶段，目前还不成熟，数字配水器性能还不完善，现场使用过程中存在不过水问题，应尽快解决相关问题，尽早推广应用（见图 4）。

3.5 停注影响

由嘴流公式Q=K×A×ΔP可知注水量Q也与地层吸水指数K有关。当注水井因钻井等原因停注后，会导致注入层段地层裂缝会在上覆岩石压力的作用下发生闭合；同时近井地带地层在压差作用下会返吐出污油，淤积在井底。两者共同作用，影响地层的渗透性，进而使地层吸水指数发生改变，影响注水。若停注时间越长，则地层吸水指数变化越大，开注后分层注水量就与配注相差越多。2016年9月作业区对安160-25、安162-37、安170-23三口井因钻井影响停注1个月开注后实施投捞调配，均发现注水量与配注相比变化30%～50%，开注5 d后再次实施测调，则注水量正常。说明停注时间也会影响调配周期。停注井待开注5 d注水正常后再实施调配，可确保小层注水量达到配注。

4 结论

（1）投捞调配周期与分注工艺、水质有关。分注工艺越新、水质越好，投捞调配周期就越长。具体来说，就是同心分注井的调配周期长于偏心分注井20 d左右，清水井的调配周期比采出水井的多10 d左右。

（2）清水井：偏心分注井的合理投捞调配周期约为50 d，意味着平均每50 d需安排投捞调配一次，每口井全年调配7次，胡154区块37口偏心分注井共需投捞调配259井次；同心分注井的合理投捞调配周期约为75 d，意味着平均每两个半月需安排投捞调配一次，每口井全年测调5次，全区38口同心分注井共需投捞调配190井次。

（3）采出水井：偏心分注井的合理投捞调配周期约为45 d，意味着平均每一个半月需安排投捞调配一次，全年需调配8次；3口同心分注井的合理投捞调配周期约为60 d，意味着平均每两个月需安排投捞调配一次，全年需测调6×3=18井次。

（4）按照合理调配周期计算，胡154区块全年共需调配475井次，平均单井调配频次6次，平均调配周期60 d。而2016年平均调配周期87 d，相对较长，测调次数较少，今后应增加测调次数，缩短调配周期，与合理调配周期接轨。

（5）应大力推广数字式分注工艺。数字式分注与传