關(guān)春燕　(中石油大慶油田有限責任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163513)

分層注水井合理測試周期研究

關(guān)春燕(中石油大慶油田有限責任公司第五采油廠，黑龍江 大慶 163513)

[摘要]目前油田分層注水井采用的是智能化測調(diào)聯(lián)動技術(shù)，研究智能化測調(diào)合理的測試周期，對于密井網(wǎng)條件下實現(xiàn)嚴格控制注水量、提升注水管理水平非常必要。通過研究不同類型分層注水井的測調(diào)成果，分析影響測試周期的主要因素，利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立經(jīng)驗公式，通過單井層段數(shù)和水嘴直徑2項參數(shù)，確定單井的動態(tài)測調(diào)周期，對于提高分層注水質(zhì)量，提高注水井監(jiān)測水平具有重要的指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]分層注水井；注水量；水井測調(diào)；合理周期

隨著油田進入特高含水期開采，剩余油分布非常零散，主力油層動用程度和水驅(qū)控制程度高，含水級別高，非主力油層以低孔、低滲的薄差油層為主，砂體發(fā)育連續(xù)性差，層間差異大，剩余油挖潛難度增加。為了減小層間矛盾，有效發(fā)揮各類油層的潛力，需要對各類油層實行定量注入。為嚴格控制不同油層的注水量，為油田開發(fā)動態(tài)分析與方案決策提供不可復(fù)得的測試數(shù)據(jù)，分層注水井的測調(diào)方式經(jīng)歷了從普通的電磁流量計到高效測調(diào)聯(lián)動分層注水系統(tǒng)的突破。測調(diào)聯(lián)動分層注水系統(tǒng)是應(yīng)用井下流量測調(diào)儀與相應(yīng)井下流量可調(diào)式堵塞器在井下進行自動對接，采用地面輸入指令，微機自控調(diào)節(jié)堵塞器內(nèi)過流孔的過流面積，從而達到分層流量實時監(jiān)測、動態(tài)調(diào)整的目的，避免了因更換水嘴而投撈堵塞器的工作，實現(xiàn)一次下井過程中同時完成井下多層流量測試和目標流量配注的任務(wù)，實現(xiàn)了井下流量、壓力、溫度等主要參數(shù)的地面直讀、可視化功能。因此，研究分層注水井高效測調(diào)聯(lián)動合理的測試周期，對于提高分層注水井測試質(zhì)量，減少異常井發(fā)生頻率，提高注水井測試管理水平具有重要的意義。

1研究背景

目前油田智能化測調(diào)技術(shù)采用測試周期為固定周期的管理模式，4個月為1個周期，1年有3個周期。隨著注水井井數(shù)不斷增加，開采井網(wǎng)逐漸加密，影響測試進度及測試精度因素的復(fù)雜化，針對特高含水期精細挖潛的需要，研究合理的測試周期，以滿足不同井網(wǎng)、不同注入級別、不同層段數(shù)、不同管柱的分層注水井對于測試資料錄取的需要，具有重要的研究意義。研究方法是對研究區(qū)所有分層注水井的測試資料進行現(xiàn)狀調(diào)查，優(yōu)選出不同類別的分層注水井，進行1個月為一個測試周期的試驗，對比每一個周期的測試數(shù)據(jù)，直到測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常停止測試。針對所有出現(xiàn)注水壓力、注水量異常變化井的測試曲線、解釋資料等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與原因分析，明確影響注水合格率的主要因素，從而研究單井動態(tài)測試周期的方法，確定適合研究區(qū)域現(xiàn)注水條件下不同類型井的測試周期。

2研究區(qū)基本概況

研究區(qū)管轄分層注水井2349口，其中常規(guī)管柱是1769口井，占總井數(shù)比例為75.3%；小直徑管柱是472口井，占總井數(shù)比例為20.1%；橋式偏心管柱是108口井，占總井數(shù)比例為4.6%。統(tǒng)計具有連續(xù)2個測調(diào)周期資料的分層注水井總井數(shù)是2322口，其中正常測試井是1781口，措施井、方案井測試是541口?？倢訑?shù)是8591個，平均單井配注層段數(shù)是3.7個。正常測試井中需要調(diào)配水嘴的井數(shù)是866口，占正常測試井數(shù)比例是37.3%。

在常規(guī)管柱中優(yōu)選不同類型的分層注水井作為試驗井，研究分層注水井合理的測試周期[1]。選井具有5個原則：一是選擇不同井網(wǎng)的注水井，包括基礎(chǔ)井網(wǎng)、一次加密調(diào)整井和二次加密調(diào)整井；二是選擇不同開采對象的分層注水井，包括薩爾圖油層、葡萄花油層和高臺子油層；三是選擇不同開采方式的分層注水井，包括水驅(qū)和聚驅(qū)2種方式；四是選擇不同級別日注水量的分層注水井，包括日注水量>60m3、30m3<日注水量≤60m3、日注水量≤30m3共3種級別；五是選擇不同配注層段數(shù)的分層注水井，包括4層以上、4層、4層以下的井，井數(shù)比例為1∶1∶1。根據(jù)選井原則，優(yōu)選出69口井，開展分層注水井測試周期的研究工作。

3研究數(shù)據(jù)對比

試驗井每個月測試1次，連續(xù)測試時間是8個月，共錄取69口井552井次的測試數(shù)據(jù)，按照單井日注水量、單層日注水量和注水壓力變化幅度分類進行對比。對于單井日注水量波動>20%、單層日注水量波動<30%、注水壓力波動>0.5MPa這3種情況，符合其中一種的視為不合格測試井。下面按不同井網(wǎng)條件、不同配注層段數(shù)、不同日注水量進行測調(diào)資料的對比。

3.1　按不同井網(wǎng)

1)基礎(chǔ)井基礎(chǔ)井對比井數(shù)是17口，第4、5、6個測試周期單井測試資料的符合率分別為76.5%、73.3%、53.3%。

2)一次井一次井對比井數(shù)是25口，第4、5、6個測試周期單井測試資料的符合率分別為91.3%、80.0%、65.0%。

3)二次井二次井對比井數(shù)是21口，第4、5、6個測試周期單井測試資料的符合率分別為81.3%、75.0%、73.3%。

4)聚驅(qū)井聚驅(qū)井對比井數(shù)是4口，第4、5、6個測試周期單井測試資料的符合率分別為100%、75.0%、66.7%。

分析研究區(qū)69口試驗井連續(xù)8個周期的測試資料，第1～8個測試周期單井測試資料的符合率分別為97.0%、92.3%、89.1%、85.0%、76.4%、64.2%、63.5%、60.8%。

3.2　按不同注水層段數(shù)

1) 4層以上注水層段數(shù)為4層以上的井對比31口，第3～8個測試周期單井測試資料符合率分別為76.7%、72.4%、60.0%、40.0%、37.5%、33.3%。

2) 4層注水層段數(shù)為4層的井對比18口，第4～8個測試周期單井測試資料符合率分別為93.3%、86.7%、76.9%、76.9%、76.9%。

3) 4層以下注水層段數(shù)為4層以下的井對比18口，第8個測試周期單井測試資料符合率為92.9%。

分析研究區(qū)69口試驗井連續(xù)8個周期的測試資料，第1～8個測試周期單井測試資料符合率分別為96.3%、91.5%、89.8%、85.9%、75.2%、63.1%、62.3%、61.1%。

3.3　按不同日注水量

1)日注水量>60m3統(tǒng)計日注水量>60m3的對比是31口井，第3～8個測試周期單井測試資料符合率分別為76.7%、66.7%、33.3%、16.0%、8.3%、4.2%。

2) 30m3<日注水量≤60m3統(tǒng)計30m3<日注水量≤60m3的對比是18口井，第3～8個測試周期單井測試資料符合率分別為83.3%、73.3%、60.0%、46.7%、46.7%、42.9%。

3)日注水量≤30m3統(tǒng)計日注水量≤30m3的對比是31口井，第3～8個測試周期單井測試資料符合率分別為88.2%、82.4%、62.5%、56.3%、56.3%、43.8%。

分析研究區(qū)69口試驗井連續(xù)8個周期的測試資料，第1～8個測試周期單井測試資料符合率分別為95.5%、90.8%、81.5%、72.6%、48.3%、35.7%、32.7%、25.9%。

表1　水嘴反常統(tǒng)計表

3.4　按不同水嘴

針對不同大小的水嘴影響研究[2]，統(tǒng)計1821個層，反常層數(shù)122個，反常比例平均為6.7%(表1)。

4研究合理測調(diào)周期

研究表明，水嘴從小到大反?？赡苄灾饾u降低，水嘴直徑小于2.0mm層段反常率是水嘴直徑2.0~4.0mm層段反常率的1.6～1.7倍；水嘴直徑2.0~4.0mm層段反常率是水嘴直徑4.0~6.5mm層段反常率的1.8倍；水嘴直徑7.0mm及以上層段反常率基本與水嘴直徑4.0~6.5mm層段反常率持平。但有35個層段吸水量表現(xiàn)為下降，不可調(diào)，可調(diào)層只有14個，反常比例不到2%，因此將水嘴影響轉(zhuǎn)變?yōu)閷佣螖?shù)影響來計算周期。

從統(tǒng)計結(jié)果可以看出反常比例B同水嘴直徑D成反比關(guān)系：即B=C/D(其中C為經(jīng)驗公式取值)。

D取區(qū)間均值：D1=1.8時，B1=0.146；D2=3.0時，B2=0.091；D3=5.2時，B3=0.051。

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)做出散點圖，并進行回歸分析，得到相關(guān)系數(shù)R2=0.9991，誤差滿足要求。

將中間的直徑4.0mm水嘴所在層段定為1層，其他直徑水嘴所在層段即可定為4/D個層，欠注層按0.4層計算，停注層按0.2層計算，對不同注水層段下符合率與測試周期的關(guān)系進行修正，結(jié)果如圖1所示。

研究表明，測試周期隨著層數(shù)降低明顯延長，根據(jù)理論分析，結(jié)合實驗結(jié)果，運用數(shù)理統(tǒng)計方法，進行回歸分析可得出測試周期T1與層數(shù)等因素成如下關(guān)系：

T1=K×(1/N1)a

(1)

式中：N1為視層段數(shù)，N1=4×(1/D1+……+1/Dn);D1~Dn為各層段水嘴直徑，mm；a為層間干擾系數(shù),1；K為常數(shù)，與水質(zhì)、符合率等因素有關(guān),1。

根據(jù)視層段數(shù)與符合率關(guān)系統(tǒng)計結(jié)果，取符合率達到70%為周期臨界點。

5層周期為3～4個月，取3.5個月；4層周期為4～5個月，取4.5個月；3層周期為6～7個月，取6.5個月；2層井到第8個測試周期時符合率為95.0%。根據(jù)分析數(shù)據(jù)做出散點圖，進行回歸分析，得到R2=0.9998，誤差滿足要求(圖2)。

圖1　不同注水層段下符合率與測試周期的關(guān)系　　　　　　　圖2　測試周期與注水井層段數(shù)關(guān)系圖

根據(jù)得到的a、K值反推測試周期5層為3.47個月，4層為4.56個月，3層為6.46個月，2層為10.58個月，符合統(tǒng)計結(jié)果。

理論解釋：由于全井水量波動大于20%或單層水量波動大于30%或壓力波動大于0.5MPa定為不合格井，因此，任一層段反常就意味著該井反常。理論上2層井測試周期應(yīng)為1層井的1/2，3層井測試周期應(yīng)為1層井的2/3，……，N1層井測試周期應(yīng)為(N1-1)層井的(N1-1)/N1。測試周期隨著層數(shù)降低明顯延長[3]。根據(jù)理論分析，結(jié)合試驗結(jié)果，運用數(shù)理統(tǒng)計方法進行回歸分析，可得出測試周期T1與層數(shù)等因素成如下關(guān)系：

T1=K×(1/2×……×(N1-1)/N1)= K×(1/N1)

(2)

根據(jù)經(jīng)驗公式，反常比例同水嘴直徑成反比關(guān)系，將中間直徑4.0mm水嘴所在層段定為1層[4]，其他直徑水嘴所在層段即可定為4/D個層，停注層按0.2層計算。

在對試驗結(jié)果和異常井資料統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，通過擬合技術(shù)修正不同類型分層注水井測試周期T的經(jīng)驗公式如下：

T=K×(1/N)a

(3)

式中：a=1.2069；K=24.277。

5結(jié)論

1)通過對研究區(qū)不同井網(wǎng)、不同注入級別、不同注水管柱、不同直徑水嘴的分層注水井測調(diào)周期的個性化研究，確定出單井科學(xué)合理的測試周期。

2)通過對試驗結(jié)果和異常井資料統(tǒng)計分析，運用數(shù)理統(tǒng)計方法找出不同情況下分層注水井的分布規(guī)律，確定出適合油田的不同類型井的測試周期。

[參考文獻]

[1]趙爽. 分層注水井測試工藝的前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢[J] .科技與企業(yè)，2012，21(9)：319～320.

[2] 薛慧明. 淺析分層注水井注水合格率影響因素及提高方法[J] .價值工程，2013，32(15)：87～88.

[3] 苗艷華. 分層注水井合格率影響因素及提高措施[J] .中國城市經(jīng)濟，2011，8(2)：15～17.

[4] 李強. 注入水水質(zhì)對水井測試的影響[J] . 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，18(13)：156～158.

[編輯]黃鸝

[編輯]帥群

[引著格式]關(guān)春燕.分層注水井合理測試周期研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版) ,2015,12(29):83~86.

[中圖分類號]TE357.6

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)29-0083-04

[作者簡介]關(guān)春燕(1973-)，女，工程師，長期從事油田開發(fā)方面的研究工作，gchunyan@petrochina.com.cn。

[收稿日期]2015-04-03