分層注水井測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系研究與應(yīng)用

夏明，皇甫慧宇

中國石油大慶油田有限責(zé)任公司 第二采油廠（黑龍江 大慶163414）

分層測試工作是提升注水質(zhì)量的重要手段，能夠保證調(diào)整方案的執(zhí)行質(zhì)量及時效性，減緩自然遞減，提升區(qū)塊整體開發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)注夠水、注好水的目標(biāo)，是油田可持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的保證[1]。試驗區(qū)水驅(qū)注水井共601口，分層井577口，分注率為96%，正常開井513口，平均單井層段數(shù)4.42個。統(tǒng)計2015—2017年的分層測試工作，年平均水驅(qū)測試1 652井次，水驅(qū)平均測調(diào)3.56井次，測調(diào)合格率為95.2%，注水合格率為86.2%，復(fù)測率為12.1%。測試質(zhì)量的瓶頸嚴(yán)重制約注水質(zhì)量的提高，開展測試周期、測試標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)測調(diào)方法研究，能夠有效地指導(dǎo)測調(diào)工作，合理均衡測試力量，提高方案符合率，有效降低復(fù)測率。

1 測試質(zhì)量存在的問題

1.1 測試周期的不適應(yīng)性

目前油田分層注水井測調(diào)工作執(zhí)行年3次測調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[2]，實(shí)施過程中沒有考慮到注水層段的地質(zhì)條件、注入量、層段數(shù)等因素，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)32.7%分層井未到測試周期已超測試誤差，21.2%分層井尚在資料使用周期，浪費(fèi)測試力量，統(tǒng)一的測試周期不利于精細(xì)化測試工作管理，影響注水質(zhì)量。

1.2 測試標(biāo)準(zhǔn)及測試方法的不適應(yīng)性

目前油田執(zhí)行層段配注水量±30%的調(diào)配及驗收標(biāo)準(zhǔn)[3]，測試方法根據(jù)員工工作經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)配，沒有統(tǒng)一規(guī)定，造成超誤差井?dāng)?shù)偏高，2015—2017年平均復(fù)測率達(dá)到12.1%（表1）。

表1 試驗區(qū)2015—2017年復(fù)測情況統(tǒng)計

1.3 測試質(zhì)量的不適應(yīng)性

對試驗區(qū)2015—2017年注水質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計，調(diào)配合格率保持在92%左右，注水合格率保持在88%左右，進(jìn)入到質(zhì)量管理瓶頸階段（表2）。

表2 試驗區(qū)2015—2017年注水質(zhì)量情況統(tǒng)計

2 分層注水井測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系研究

開展分層注水井測調(diào)精細(xì)質(zhì)量體系研究[4]，主要做好頂層設(shè)計，從測試周期、測試標(biāo)準(zhǔn)、測試方法3個方面進(jìn)行優(yōu)化，形成完整的測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系，更好地提升測試質(zhì)量。

2.1 分層注水井測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系頂層設(shè)計

針對測試質(zhì)量現(xiàn)狀分析及主要原因，開展分層注水井測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系研究的頂層設(shè)計，從優(yōu)化測調(diào)周期，建立個性化測調(diào)周期圖版；優(yōu)化測試標(biāo)準(zhǔn)，建立層段測調(diào)及驗收標(biāo)準(zhǔn)；優(yōu)化預(yù)測調(diào)方法，形成不同水量級別的預(yù)測調(diào)方法，在試驗區(qū)內(nèi)進(jìn)行實(shí)施以驗證效果，在油田范圍內(nèi)進(jìn)行推廣（圖1）。

圖1 測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系研究頂層設(shè)計流程

2.2 優(yōu)化測調(diào)周期方法

2.2.1確定不同井網(wǎng)的測試周期

通過歷年的測試資料統(tǒng)計分析，確定出不同井網(wǎng)條件下，分層測試資料的平均使用時間[5]。根據(jù)統(tǒng)計分析457口注水井測試資料，平均射開砂巖厚度30.5 m，有效厚度10.4 m，平均注入量為89 m3，測試周期平均為116天。分析得出測調(diào)周期由長到短依次為：基礎(chǔ)井網(wǎng)、一次加密井網(wǎng)、高臺子基礎(chǔ)井網(wǎng)、二次加密井網(wǎng)、高臺子一次加密井網(wǎng)。其中基礎(chǔ)井網(wǎng)測調(diào)周期為145天，高臺子一次加密井網(wǎng)測調(diào)周期95天（表3）。

表3 試驗區(qū)注水井測試資料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.2.2確定不同注入量的測試周期

通過測試資料統(tǒng)計分析，確定出不同注入量區(qū)間的測試周期。依據(jù)注水井最后一次分層測試成果，將457口注水井的實(shí)際注入量劃分為4個注水量區(qū)間（表4）。由表4可以看出，隨注入量的增加，測試周期同時延長，直到120 m3左右為最高點(diǎn)。

表4 試驗區(qū)注水井不同注入量區(qū)間的測試資料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.2.3確定不同層段數(shù)的測試周期

通過測試資料統(tǒng)計分析，確定出不同層段數(shù)測試周期。分析表明隨著層段數(shù)的增加，測試周期逐步變短[6]，數(shù)據(jù)見表5。

表5 試驗區(qū)注水井不同層段數(shù)的測試資料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.2.4確定不同影響因素的測試周期

通過資料分析，可以看出不同井網(wǎng)在不同注入量下，測試周期差異較大，確定出在不同注入量區(qū)間內(nèi)不同井網(wǎng)的平均測試周期[7]。在不同注入量區(qū)間內(nèi)，基礎(chǔ)井網(wǎng)的測試周期在129～160天，一次加密井網(wǎng)的測試周期在120～144天，二次加密井網(wǎng)的測試周期在100～112天，高臺子基礎(chǔ)井網(wǎng)測試周期在129～138天，高臺子一次加密井網(wǎng)的測試周期在92～99天。數(shù)據(jù)分析顯示不同井網(wǎng)間相同注入量區(qū)間的測試周期存在差異（表6）。

表6 試驗區(qū)不同井網(wǎng)注水井不同注入?yún)^(qū)間的測試周期統(tǒng)計

通過資料分析，可以看出不同井網(wǎng)在不同層段下，測試周期差異較大，確定出不同井網(wǎng)在不同層段數(shù)的平均測試周期[8]。在不同層段下，基礎(chǔ)井網(wǎng)測試周期在130～161天，一次加密井網(wǎng)的測試周期在79～143天，二次加密井網(wǎng)的測試周期在87～122天，高臺子基礎(chǔ)井網(wǎng)在不同層段下，測試周期在123～154天，高臺子一次加密井網(wǎng)的測試周期在87～110天（表7）。通過數(shù)據(jù)分析，得出不同井網(wǎng)之間相同層段數(shù)的測試周期存在差異。

表7 不同井網(wǎng)注水井不同層段數(shù)的測試資料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.2.5確定測調(diào)周期關(guān)系圖版

根據(jù)橫向上不同井網(wǎng)下的相同層段數(shù)的測試周期時間對比圖和縱向上不同井網(wǎng)的不同層段數(shù)的測調(diào)周期對比圖，確定出適合試驗區(qū)分層注水井的優(yōu)化測試周期關(guān)系圖版。根據(jù)層段數(shù)和不同注入量，依次構(gòu)建各套井網(wǎng)的測試周期關(guān)系圖，通過三維建模，確定出試驗區(qū)分層注水井的各套井網(wǎng)的單井測試周期范圍（圖2）。

圖2 測調(diào)周期關(guān)系圖版

2.3 優(yōu)化測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)方法

統(tǒng)計試驗區(qū)分層注水井測試資料使用時間未達(dá)到測試周期與超過測試周期的測試資料對比（表8）。資料使用時間超過測試周期的1 216井次得出總層段4 637個，其中可調(diào)層段有3 406個，不可調(diào)層段1 231個。

表8 試驗區(qū)測試資料超誤差統(tǒng)計

除去非影響因素的停注層段與最大水嘴層段[9]，對3 406個可調(diào)層段進(jìn)行配注與調(diào)整注入量對比分析，可以看出調(diào)整范圍在-10%～10%的層段數(shù)1 571個，占可調(diào)層段數(shù)的46.12%；誤差范圍在±（10%～20%）的層段數(shù)1 225個，占可調(diào)層段數(shù)的35.97%；誤差在＞±20%的層段數(shù)610個，占可調(diào)層段數(shù)的17.9%。

通過分析得出，資料使用時間能完成120天的可調(diào)層段主要集中在調(diào)整誤差范圍±20%以內(nèi)，占總可調(diào)層段數(shù)的82.1%，調(diào)整誤差絕對值范圍＞20%的僅占總可調(diào)層段數(shù)的17.9%。從而確定出測調(diào)層段標(biāo)準(zhǔn)為層段配注量的±20%以內(nèi)。

2.4 優(yōu)化測調(diào)方法

2.4.1建立預(yù)測調(diào)理論標(biāo)準(zhǔn)

對比可調(diào)層段不同注入量、不同調(diào)整范圍層數(shù)，從而形成理論上預(yù)測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。把可調(diào)層段實(shí)際注入量劃分為3個注入量區(qū)間[10]，分析每個注入?yún)^(qū)間在不同調(diào)整范圍內(nèi)層段數(shù)以及每個區(qū)間的平均層段數(shù)。統(tǒng)計符合資料使用時間的層段數(shù)所占比例，從而形成理論上的預(yù)測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)：單層注入量＜10 m3的層段，調(diào)整范圍在±（10%～20%）；單層注入量10～20 m3的層段，調(diào)整范圍在±（5%～15%）；單層注入量＞20 m3的層段，調(diào)整范圍在-10%～10%（圖3）。

圖3 不同注入量、不同調(diào)整范圍比例圖

2.4.2現(xiàn)場驗證預(yù)測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)

在預(yù)測調(diào)理論標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，選取不同井網(wǎng)、注入量、層段數(shù)的50口井進(jìn)行現(xiàn)場驗證，平均層段數(shù)4.8個，平均配注94 m3，平均實(shí)注102 m3（表9）。

表9 試驗井?dāng)?shù)據(jù)平均統(tǒng)計

試驗井采用月度的打檢卡同步調(diào)整的工作方法，及時跟蹤單井層段變化情況進(jìn)行對比分析。由于試驗井周期不一致，試驗完成兩個測試周期。

統(tǒng)計試驗井第一周期數(shù)據(jù)，隨著時間延長，試驗井在不同時間段內(nèi)，出現(xiàn)超測試誤差層段數(shù)增加，出現(xiàn)超正、負(fù)誤差的層段數(shù)也不相同，按照理論預(yù)測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新調(diào)配（表10）。

表10 試驗井第一周期統(tǒng)計

統(tǒng)計試驗井第二周期數(shù)據(jù)，超誤差層段多出現(xiàn)在90～150天，數(shù)量少于第一周期，正、負(fù)誤差層段數(shù)比例大致相同（表11）。

表11 試驗井第二周期統(tǒng)計

試驗井第一、第二周期資料對比，預(yù)測調(diào)方法調(diào)配的測調(diào)周期對比正常調(diào)配測調(diào)周期延長16天，周期Ⅰ共調(diào)整層段數(shù)101個，周期Ⅱ調(diào)整層段數(shù)79個，累計減少22個層段（表12）。

表12 試驗井第一、二周期對比

3 分層注水井測調(diào)精細(xì)質(zhì)量管理體系實(shí)施效果

3.1 測試質(zhì)量穩(wěn)步提升

通過優(yōu)化測調(diào)周期、測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)以及預(yù)測調(diào)方法，區(qū)塊注水質(zhì)量得到穩(wěn)步提升，其中調(diào)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 試驗區(qū)注水質(zhì)量情況

3.2 地層壓力持續(xù)穩(wěn)定

通過優(yōu)化測調(diào)周期，應(yīng)用測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)以及預(yù)測調(diào)方法，試驗區(qū)取得較好的開發(fā)效果，統(tǒng)計2015—2020年，區(qū)塊平均地層壓力8.06 MPa，不同層系井網(wǎng)間存在壓力差異，基礎(chǔ)井網(wǎng)地層壓力較高，達(dá)到9.59 MPa；一次加密井網(wǎng)壓力較低，為7.49 MPa；全區(qū)地層壓力保持穩(wěn)定，變化幅度在0.35 MPa以內(nèi)，提供了較充足的地下能量，為井區(qū)取得較好的開發(fā)效果奠定基礎(chǔ)（表14）。

表14 試驗區(qū)地層壓力變化

4 結(jié)論

1）建立測調(diào)周期優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，形成測調(diào)周期圖版，打破以往固定測試周期的模式，能有效地指導(dǎo)測試工作，提高注水質(zhì)量。

2）建立測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，層段測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)為層段配注量±20%，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化測調(diào)，嚴(yán)格測調(diào)操作及驗收標(biāo)準(zhǔn)，提高測試質(zhì)量。

3）建立預(yù)測調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，延長測試周期，提高分層注水合格率，進(jìn)而保證油田的注水質(zhì)量，提高區(qū)塊開發(fā)效果。