分层注水井测调精细质量管理体系研究与应用

2021-12-10夏明皇甫慧宇

石油工业技术监督 2021年11期

夏明，皇甫慧宇

中国石油大庆油田有限责任公司第二采油厂（黑龙江大庆163414）

分层测试工作是提升注水质量的重要手段，能够保证调整方案的执行质量及时效性，减缓自然递减，提升区块整体开发效果，实现注够水、注好水的目标，是油田可持续稳产的保证[1]。试验区水驱注水井共601口，分层井577口，分注率为96%，正常开井513口，平均单井层段数4.42个。统计2015—2017年的分层测试工作，年平均水驱测试1 652井次，水驱平均测调3.56井次，测调合格率为95.2%，注水合格率为86.2%，复测率为12.1%。测试质量的瓶颈严重制约注水质量的提高，开展测试周期、测试标准、预测调方法研究，能够有效地指导测调工作，合理均衡测试力量，提高方案符合率，有效降低复测率。

1 测试质量存在的问题

1.1 测试周期的不适应性

目前油田分层注水井测调工作执行年3次测调统一标准[2]，实施过程中没有考虑到注水层段的地质条件、注入量、层段数等因素，统计发现32.7%分层井未到测试周期已超测试误差，21.2%分层井尚在资料使用周期，浪费测试力量，统一的测试周期不利于精细化测试工作管理，影响注水质量。

1.2 测试标准及测试方法的不适应性

目前油田执行层段配注水量±30%的调配及验收标准[3]，测试方法根据员工工作经验进行调配，没有统一规定，造成超误差井数偏高，2015—2017年平均复测率达到12.1%（表1）。

表1 试验区2015—2017年复测情况统计

1.3 测试质量的不适应性

对试验区2015—2017年注水质量进行统计，调配合格率保持在92%左右，注水合格率保持在88%左右，进入到质量管理瓶颈阶段（表2）。

表2 试验区2015—2017年注水质量情况统计

2 分层注水井测调精细质量管理体系研究

开展分层注水井测调精细质量体系研究[4]，主要做好顶层设计，从测试周期、测试标准、测试方法3个方面进行优化，形成完整的测调精细质量管理体系，更好地提升测试质量。

2.1 分层注水井测调精细质量管理体系顶层设计

针对测试质量现状分析及主要原因，开展分层注水井测调精细质量管理体系研究的顶层设计，从优化测调周期，建立个性化测调周期图版；优化测试标准，建立层段测调及验收标准；优化预测调方法，形成不同水量级别的预测调方法，在试验区内进行实施以验证效果，在油田范围内进行推广（图1）。

图1 测调精细质量管理体系研究顶层设计流程

2.2 优化测调周期方法

2.2.1确定不同井网的测试周期

通过历年的测试资料统计分析，确定出不同井网条件下，分层测试资料的平均使用时间[5]。根据统计分析457口注水井测试资料，平均射开砂岩厚度30.5 m，有效厚度10.4 m，平均注入量为89 m3，测试周期平均为116天。分析得出测调周期由长到短依次为：基础井网、一次加密井网、高台子基础井网、二次加密井网、高台子一次加密井网。其中基础井网测调周期为145天，高台子一次加密井网测调周期95天（表3）。

表3 试验区注水井测试资料基础数据

2.2.2确定不同注入量的测试周期

通过测试资料统计分析，确定出不同注入量区间的测试周期。依据注水井最后一次分层测试成果，将457口注水井的实际注入量划分为4个注水量区间（表4）。由表4可以看出，随注入量的增加，测试周期同时延长，直到120 m3左右为最高点。

表4 试验区注水井不同注入量区间的测试资料基础数据

2.2.3确定不同层段数的测试周期

通过测试资料统计分析，确定出不同层段数测试周期。分析表明随着层段数的增加，测试周期逐步变短[6]，数据见表5。

表5 试验区注水井不同层段数的测试资料基础数据

2.2.4确定不同影响因素的测试周期

通过资料分析，可以看出不同井网在不同注入量下，测试周期差异较大，确定出在不同注入量区间内不同井网的平均测试周期[7]。在不同注入量区间内，基础井网的测试周期在129～160天，一次加密井网的测试周期在120～144天，二次加密井网的测试周期在100～112天，高台子基础井网测试周期在129～138天，高台子一次加密井网的测试周期在92～99天。数据分析显示不同井网间相同注入量区间的测试周期存在差异（表6）。

表6 试验区不同井网注水井不同注入区间的测试周期统计

通过资料分析，可以看出不同井网在不同层段下，测试周期差异较大，确定出不同井网在不同层段数的平均测试周期[8]。在不同层段下，基础井网测试周期在130～161天，一次加密井网的测试周期在79～143天，二次加密井网的测试周期在87～122天，高台子基础井网在不同层段下，测试周期在123～154天，高台子一次加密井网的测试周期在87～110天（表7）。通过数据分析，得出不同井网之间相同层段数的测试周期存在差异。

表7 不同井网注水井不同层段数的测试资料基础数据

2.2.5确定测调周期关系图版

根据横向上不同井网下的相同层段数的测试周期时间对比图和纵向上不同井网的不同层段数的测调周期对比图，确定出适合试验区分层注水井的优化测试周期关系图版。根据层段数和不同注入量，依次构建各套井网的测试周期关系图，通过三维建模，确定出试验区分层注水井的各套井网的单井测试周期范围（图2）。

图2 测调周期关系图版

2.3 优化测调标准方法

统计试验区分层注水井测试资料使用时间未达到测试周期与超过测试周期的测试资料对比（表8）。资料使用时间超过测试周期的1 216井次得出总层段4 637个，其中可调层段有3 406个，不可调层段1 231个。

表8 试验区测试资料超误差统计

除去非影响因素的停注层段与最大水嘴层段[9]，对3 406个可调层段进行配注与调整注入量对比分析，可以看出调整范围在-10%～10%的层段数1 571个，占可调层段数的46.12%；误差范围在±（10%～20%）的层段数1 225个，占可调层段数的35.97%；误差在＞±20%的层段数610个，占可调层段数的17.9%。

通过分析得出，资料使用时间能完成120天的可调层段主要集中在调整误差范围±20%以内，占总可调层段数的82.1%，调整误差绝对值范围＞20%的仅占总可调层段数的17.9%。从而确定出测调层段标准为层段配注量的±20%以内。

2.4 优化测调方法

2.4.1建立预测调理论标准

对比可调层段不同注入量、不同调整范围层数，从而形成理论上预测调标准。把可调层段实际注入量划分为3个注入量区间[10]，分析每个注入区间在不同调整范围内层段数以及每个区间的平均层段数。统计符合资料使用时间的层段数所占比例，从而形成理论上的预测调标准：单层注入量＜10 m3的层段，调整范围在±（10%～20%）；单层注入量10～20 m3的层段，调整范围在±（5%～15%）；单层注入量＞20 m3的层段，调整范围在-10%～10%（图3）。

图3 不同注入量、不同调整范围比例图

2.4.2现场验证预测调标准

在预测调理论标准的基础上，选取不同井网、注入量、层段数的50口井进行现场验证，平均层段数4.8个，平均配注94 m3，平均实注102 m3（表9）。

表9 试验井数据平均统计

试验井采用月度的打检卡同步调整的工作方法，及时跟踪单井层段变化情况进行对比分析。由于试验井周期不一致，试验完成两个测试周期。

统计试验井第一周期数据，随着时间延长，试验井在不同时间段内，出现超测试误差层段数增加，出现超正、负误差的层段数也不相同，按照理论预测调标准进行重新调配（表10）。

表10 试验井第一周期统计

统计试验井第二周期数据，超误差层段多出现在90～150天，数量少于第一周期，正、负误差层段数比例大致相同（表11）。

表11 试验井第二周期统计

试验井第一、第二周期资料对比，预测调方法调配的测调周期对比正常调配测调周期延长16天，周期Ⅰ共调整层段数101个，周期Ⅱ调整层段数79个，累计减少22个层段（表12）。

表12 试验井第一、二周期对比

3 分层注水井测调精细质量管理体系实施效果

3.1 测试质量稳步提升

通过优化测调周期、测调标准以及预测调方法，区块注水质量得到稳步提升，其中调配合格率由92.4%提高到93.5%，提高1.1%；注水合格率由87.8%提高到91.4%，提高3.6%（表13）。

表13 试验区注水质量情况

3.2 地层压力持续稳定

通过优化测调周期，应用测调标准以及预测调方法，试验区取得较好的开发效果，统计2015—2020年，区块平均地层压力8.06 MPa，不同层系井网间存在压力差异，基础井网地层压力较高，达到9.59 MPa；一次加密井网压力较低，为7.49 MPa；全区地层压力保持稳定，变化幅度在0.35 MPa以内，提供了较充足的地下能量，为井区取得较好的开发效果奠定基础（表14）。