【摘要】針對(duì)勝利淺海油田常規(guī)注水系統(tǒng)存在的不足的和開發(fā)特點(diǎn)，提出了“同單元采注水”模式。該模式含“同井采注水”、“同井組采注水”和“以平臺(tái)群為目標(biāo)的同單元采注水”等系統(tǒng)，并輔以移動(dòng)式注水系統(tǒng)。這種模式配套移動(dòng)式注水設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)一口采水井對(duì)同單元注水井進(jìn)行注水，實(shí)現(xiàn)一口水井覆蓋一個(gè)單元。該模式既可獨(dú)立存在，也可以作為整體注水系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，實(shí)施后將有效改變海上油田現(xiàn)有的注水格局。

【關(guān)鍵詞】淺海油田 叢式井組 同井采注水 同單元采注水 移動(dòng)式注水系統(tǒng)

1 淺海油田注水系統(tǒng)現(xiàn)狀及不足

勝利海上油田所轄埕島油田和新北油田，位于渤海灣南部水深3—20m的極淺海海域。淺海油田的自然環(huán)境有別于陸地油田和深海油田，多采用叢式井組平臺(tái)作為采油平臺(tái)，但面積和功能明顯小于深海采油平臺(tái)，呈現(xiàn)出點(diǎn)多面廣連片布局的特點(diǎn)。海上共有各類平臺(tái)105座（其中：中心平臺(tái)3座、開發(fā)平臺(tái)3座、井組平臺(tái)66座、單井平臺(tái)33座），海底管線141條。海上共有油井450口，水井182口，日注水量2.3×10⁴m³。

淺海油田采用以中心平臺(tái)為中心的注水系統(tǒng)（簡稱中心注水系統(tǒng)），注水水源（現(xiàn)為污水）從陸地聯(lián)合站回調(diào)至中心平臺(tái)注水罐，經(jīng)中心平臺(tái)注水泵增壓后經(jīng)中轉(zhuǎn)樞紐平臺(tái)到注水末端平臺(tái)?；卣{(diào)污水管線和注水管線均為鋪設(shè)在海底管線（簡稱海管），海管通過立管與平臺(tái)地面流程相連。淺海油田館陶組、東營組均有大量水體。埕島油田2008年底投產(chǎn)3口水源井，生產(chǎn)館下段地層水，生產(chǎn)套管為9-5/8in，斯倫貝謝壓裂充填防砂， 生產(chǎn)管柱5-1/2in套管，采用斯倫貝謝電泵采水，出水溫度84℃，平均單井日產(chǎn)水量超過3000m³。

目前注水系統(tǒng)及配套施工存在不足：

（1）注水海管投資、工作量大，但有效施工周期短，進(jìn)展緩慢，邊遠(yuǎn)、零散小區(qū)塊尚不具備鋪設(shè)管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（2）中心注水系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)注水區(qū)域全覆蓋，存在注水盲區(qū)。注水盲區(qū)主要集中在埕島油田外圍和新區(qū)，埕島外圍主要有館陶組的埕北243塊、埕北246塊、埕北351塊、埕北古4塊等未注水。新區(qū)有東營組的埕北325-326塊、埕北812塊等未注水。

（3）注水系統(tǒng)為串聯(lián)模式，一旦某個(gè)串聯(lián)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，該節(jié)點(diǎn)之后的所有注水井將全部停注。如2010年中心二號(hào)到CB20A井組注水管線故障，造成至少三口注水井停注近兩個(gè)月，影響注水量1.6×10⁴m³。

（4）從中心平臺(tái)到末端平臺(tái)距離長，延程壓力損失大，水質(zhì)污染嚴(yán)重，末端平臺(tái)注水壓力低，欠注嚴(yán)重。

（5）連續(xù)生產(chǎn)導(dǎo)致注水系統(tǒng)無法檢維修，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備多帶病運(yùn)行，存在安全隱患，而一旦檢維修將造成大面積停注而影響油藏穩(wěn)產(chǎn)，矛盾突出。

（6）水井投注大多滯后于油井投產(chǎn)。

針對(duì)海上油田注水現(xiàn)狀和存在的不足，有的文章中積極開展了海上小區(qū)塊同井采注水和近井采注水和單井污水回注工藝技術(shù)的

調(diào)研，并在CBG4和CB246區(qū)塊進(jìn)行了了注水開發(fā)設(shè)計(jì)^[1]。本文針對(duì)海上油田特點(diǎn)，拓展思維，進(jìn)行了淺海油田同單元采注水模式研究。

2 “同單元采注水模式”研究

這里將單元?dú)w于地面工程范疇，有別于區(qū)塊也有別于平臺(tái)和井組的概念，是將有注水需求的某個(gè)井組平臺(tái)或者通過海管或地面注水管線相連的部分井組群作為一個(gè)注水攻關(guān)研究對(duì)象，而同單元采注水系統(tǒng)是則是在同一個(gè)單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)采注水一體化功能。對(duì)于中心注水系統(tǒng)來說，可以將樞紐平臺(tái)為斷點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)之后串聯(lián)的井組合稱為一個(gè)單元。所以可以將一個(gè)井組稱為一個(gè)單位，也可以將通過水下海管或地面管線相連的若干井組稱為一個(gè)單元。單元中所有注水井的特點(diǎn)為，使用同一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)和統(tǒng)一的水源。

2.1 以井組平臺(tái)為目標(biāo)的同井組采注水模式

將一個(gè)獨(dú)立井組平臺(tái)作為一個(gè)地面采注水單元，如將埕島油田老區(qū)綜合調(diào)整以來常采用的采修一體化大型叢式井組采油平臺(tái)作為一個(gè)單元。該類平臺(tái)油水井井?dāng)?shù)多，如CB22F平臺(tái)設(shè)計(jì)35口，其中油井16口、水井19口。為了新井投產(chǎn)作業(yè)用水需求，現(xiàn)在常采取先作業(yè)一口水井為水源井用于作業(yè)用水，待井組用水完畢后再卡封產(chǎn)水層、補(bǔ)射注水層（如目前仍處于作業(yè)期間的CB22FA-18就是作為作業(yè)期間的水源井）。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行研究：在一個(gè)井組單元中作業(yè)一口水源井，通過設(shè)置在該平臺(tái)的移動(dòng)式注水系統(tǒng)（含過濾器、儲(chǔ)水罐、注水泵等，撬塊設(shè)計(jì)，方便安裝和移走）以滿足本平臺(tái)注水需要。陸地移動(dòng)式注水裝置在勝利油田東勝公司已應(yīng)用成功^[2]，參照其設(shè)計(jì)和應(yīng)用思路，根據(jù)海上特點(diǎn)制造適合海上應(yīng)用的可移動(dòng)注水系統(tǒng)。

但該模式存在的不足是平臺(tái)井?dāng)?shù)有限，且海上作業(yè)費(fèi)用高昂，水源井本身不能實(shí)現(xiàn)其注水功能，所以一般是用水完畢后將水源井再次作業(yè)為注水井。而現(xiàn)在海上有效施工時(shí)間短，海工施工力量有限，新井組投產(chǎn)一般是先投產(chǎn)油井再投注水井，時(shí)間跨度少則幾個(gè)月，多則一年多，這樣就產(chǎn)生了新的矛盾。

為解決這些問題，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，將作業(yè)為水源井的注水井改為同井采注水井，但該井與一般意義上的同井采注水工藝和方式不同，采出的水不是直接注入本井的注水層，而是要通過加裝在井口的增壓裝置或地面注水系統(tǒng)為本平臺(tái)所有注水井（含該井）注水。該類同井采注技術(shù)已基本成熟^[3]。這樣，在該井組等待注水海管到位的階段，可以實(shí)現(xiàn)新井組采油和注水同步，注水海管到位后與中心注水系統(tǒng)相連后也不必對(duì)該井重新作業(yè)，只需要將采水功能停掉即可。此系統(tǒng)還可以作為備用注水系統(tǒng)，若單元前端注水系統(tǒng)故障，可重新啟用該系統(tǒng)，減少對(duì)中心注水系統(tǒng)的依賴性，確保本平臺(tái)注水安全，起到雙保險(xiǎn)作用，并體現(xiàn)一井多用，大大節(jié)省了投資。另外，采水功能作為備份，還可以為后期油水井作業(yè)提供高質(zhì)量的作業(yè)用水，真正實(shí)現(xiàn)真正意義的一舉多得，尤其適合于海上油田。

該模式可以應(yīng)用在待建的老區(qū)調(diào)整的大型叢式井組和邊遠(yuǎn)區(qū)塊以及探井轉(zhuǎn)開發(fā)等新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)區(qū)塊。在老井組的應(yīng)用方面，可選擇一口井在油井轉(zhuǎn)注和水井作業(yè)時(shí)轉(zhuǎn)為同井采注水井，同樣可以建立同井組采注水系統(tǒng)，但要對(duì)原有注水井井口流程進(jìn)行改造。另外，該模式配套移動(dòng)式注水設(shè)備，即便在中心系統(tǒng)供水和本井采水功能出現(xiàn)故障時(shí)也可提取海水或者取高含水油井采出液經(jīng)過濾、凈化后作為臨時(shí)水源，亦可保證該單元的持續(xù)注水。

2.2 以平臺(tái)群為目標(biāo)的同單元采注水系統(tǒng)

淺海油田多采用叢式井組開發(fā)，隨著后期不斷開發(fā)，尤其是埕島油田老區(qū)綜合調(diào)整以來，通過棧橋連接或海底注水管線連接的叢式井組越來越多，形成了具備實(shí)際意義的地面井組平臺(tái)群單元（圖1）。

在同井組采注水模式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，提出了以井組平臺(tái)群為單元的采注水模式。該模式與同井組采注水模式原理相同，但不同的是注水區(qū)域不只局限在本平臺(tái)，而是要同時(shí)輻射到與該平臺(tái)相連的臨近井組平臺(tái)。在中心注水系統(tǒng)里面面積較大且作為注水樞紐平臺(tái)上選擇一口水井或待轉(zhuǎn)注井作業(yè)為同井采注水井或水源井，通過設(shè)置在該平臺(tái)的移動(dòng)式注水系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)群所轄的所有水井注水，因?yàn)橹皇禽椛渚植康膸讉€(gè)單元內(nèi)的臨近井組，延程壓力損失小，且水源為地層水，地層配伍和水質(zhì)都有保證。一口水源井日采出量可達(dá)3000m³，可同時(shí)滿足30口配注100 m³的注水井的用水量，注水壓力參照末端平臺(tái)注水壓力，只需5Mpa左右即可。該系統(tǒng)既可以作為獨(dú)立注水系統(tǒng)，也可以在中心注水系統(tǒng)水量不足或壓力不足時(shí)作為補(bǔ)充，一舉多得。

3 “同單元采注水模式”對(duì)淺海油田的意義

“同單元采注水模式”實(shí)施后可以為海上油田帶來深遠(yuǎn)的意義：

（1）打破現(xiàn)有的注水格局，突破中心注水系統(tǒng)的限制，開創(chuàng)海上注水新局面。注水將可以實(shí)現(xiàn)全覆蓋，對(duì)于無法鋪設(shè)或注水管網(wǎng)無法及時(shí)到位的區(qū)塊和邊遠(yuǎn)區(qū)塊，可以實(shí)現(xiàn)注水的“從無到有”的轉(zhuǎn)變。在中心注水系統(tǒng)覆蓋區(qū)域，雖然該模式注水時(shí)間和注水量有限，但因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)油水井同步投產(chǎn)，對(duì)于地層壓力保持來說意義重大。尤其是地層壓力處在飽和壓力之上的區(qū)塊，油水井同步投產(chǎn)可謂重要之至。在邊緣區(qū)塊，現(xiàn)在的CB32A-2井已經(jīng)轉(zhuǎn)為水源井，若作業(yè)時(shí)增加采注水功能，現(xiàn)在該區(qū)塊已轉(zhuǎn)為注水開發(fā)，意義重大。

（2）該模式將對(duì)優(yōu)化海上施工提供便利條件，可打破傳統(tǒng)串聯(lián)模式即先施工主干管網(wǎng)再施工支干管網(wǎng)的的思維模式。采用該模式可有效降低對(duì)注水管網(wǎng)的依賴性，將原來施工模式變串聯(lián)為并聯(lián)，也就是可以先鋪設(shè)連接井組平臺(tái)之間的“靜脈”注水管線，管線長度小，周期短。施工后即可實(shí)現(xiàn)注水，待“動(dòng)脈”注水干線施工完后再轉(zhuǎn)為常規(guī)注水模式。原井下和井口工藝流程都保留，若注水系統(tǒng)出現(xiàn)故障或波動(dòng)，可及時(shí)啟用原采注水工藝流程，具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。

（3）打斷串聯(lián)鏈條，實(shí)現(xiàn)局部獨(dú)立，模式內(nèi)一個(gè)單元可以稱為一個(gè)獨(dú)立注水系統(tǒng)，在小區(qū)塊常用注水工藝的基礎(chǔ)上增加同單元注采輔助模塊。

（4）實(shí)現(xiàn)一井多用，節(jié)省投資。單元中的一口井即是水源井又是注水井，且采出水還要為同單元的其他注水井提供水源，可謂一井三用，將一井多用發(fā)揮到極致。

（5）中心注水系統(tǒng)未到位前使用本模式采注水，中心系統(tǒng)到位后作為備用，配套的輔助注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為撬裝，可以方便安裝和移走，所以和原有中心注水系統(tǒng)不沖突。增加的輔助注水系統(tǒng)可重復(fù)、多地使用，成本不大但利用率較高。

（6）該模式在實(shí)現(xiàn)注水功能時(shí)同時(shí)具備了為同單元的注水井的洗井功能，且因?yàn)樵谄脚_(tái)上操作，不受海況限制，將解放一大批海上船舶洗井施工力量。

（7）將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。以CB22F平臺(tái)為例，設(shè)計(jì)水井19口，按每口平均配注120m³。來計(jì)算，將一口注水井先作業(yè)為一口水源井或同井采注井，該井日采水只要達(dá)到2300m³，就可滿足整個(gè)平臺(tái)注水量需要，按中心注水系統(tǒng)在油井投產(chǎn)半年后鋪設(shè)完成計(jì)算，等待到位的期間可注水41×10⁴m³，對(duì)油藏穩(wěn)產(chǎn)將起到非常積極的作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

于君田（1980-），男，中國石化勝利油田分公司海洋采油廠海四生產(chǎn)管理區(qū)，郵編257237，工程師，管理區(qū)副經(jīng)理，碩士研究生，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)和現(xiàn)場管理方面的工作。