杜曉霞

中國(guó)石油大港油田石油工程研究院 （天津 300280）

六西格瑪在提高孔南油田分注井洗井效果的應(yīng)用分析

杜曉霞

中國(guó)石油大港油田石油工程研究院 （天津 300280）

大港孔南油田分注井平均洗井成功率為73.1%，低于大港油田平均水平。針對(duì)孔南油田洗井成功率低的問題，利用六西格瑪方法找出孔南油田分注井洗井成功率低的主要影響因素，對(duì)工作流程及工藝進(jìn)行改良優(yōu)化，提高孔南油田分注井洗井成功率，確保分注井正常工作，全面提升服務(wù)質(zhì)量，從而提高客戶滿意度。

分注井；洗井成功率；六西格瑪

分注作為孔南油田開發(fā)“控遞減”緩解層間矛盾的主要手段，在油田穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)中發(fā)揮著不可替代的作用。分注井管柱腐蝕結(jié)垢、測(cè)調(diào)儀器遇阻，管柱砂堵短期失效等問題頻繁出現(xiàn)，需要洗井以延長(zhǎng)分注管柱有效期，而洗井不成功嚴(yán)重影響分注效果。項(xiàng)目組采用六西格瑪管理方法[1]，通過(guò)定義、測(cè)量、分析、改進(jìn)和控制階段的分析，消除不良影響，改善洗井效果，從而提高洗井成功率。

1 定義階段

1.1 選題理由

孔南油田作為大港油田“增油上產(chǎn)”的主戰(zhàn)場(chǎng)，注水任務(wù)十分艱巨，2016年孔南油田分注井共洗井119井次，洗井不成功32井次，洗井成功率僅為73.1%，因洗井不成功造成作業(yè)的分注井?dāng)?shù)22口，占全年分注井21%，大港油田平均洗井成功率為84.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大港油田平均水平。為減少因洗井不成功而造成的檢管、欠注等情況的發(fā)生，急需提高孔南油田分注井的洗井成功率。

1.2 目標(biāo)設(shè)定

該項(xiàng)目旨在以科學(xué)的方法改進(jìn)工藝流程及工藝，提高洗井效果，將洗井成功率由73.1%提高至大港油田平均水平84.5%。

2 測(cè)量階段

2.1 洗井不成功原因分析

統(tǒng)計(jì)32井次洗井失敗原因，如表1所示。

表1 洗井不成功原因統(tǒng)計(jì)表

統(tǒng)計(jì)分析得到，洗井不成功的原因主要是洗井不通，下一步將分析這一主要原因，篩選末端因子。

2.2 末端因子分析

項(xiàng)目組成員利用樹型圖層層分析找出末端因子[2]，共選出8條末端因子（圖1）。

2.3 FMEA潛在失效模式及后果分析

將末端因子進(jìn)行潛在失效模式分析，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)選出重要因子（表2）。

通過(guò)FMEA失效模式分析按風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分?jǐn)?shù)高低篩選的重要因子有：注入水水質(zhì)、封隔器洗井通道大小、地層出砂情況、洗井周期、洗井排量、作業(yè)人員。

圖1 樹型分析圖

表2 FMEA潛在失效模式分析表

2.4 快贏措施

根據(jù)所選出的重要因子進(jìn)行要因改進(jìn)計(jì)劃。經(jīng)項(xiàng)目組成員討論對(duì)注入水水質(zhì)、洗井排量及作業(yè)人員采取快贏措施。

快贏措施1：改善注入水水質(zhì)。建議孔南油田對(duì)注水系統(tǒng)進(jìn)行如下管理：①對(duì)水罐徹底清理；②對(duì)注水管線要進(jìn)行加藥防腐處理；③集中檢查[3]，對(duì)沒有裝過(guò)濾網(wǎng)的注水井要加裝過(guò)濾網(wǎng)。

快贏措施2：針對(duì)不同井況采用不同的洗井方式，從而提升洗井效果。結(jié)合目前注水現(xiàn)狀，在充分考慮測(cè)調(diào)等因素的基礎(chǔ)上，對(duì)不同類別水井采取不同的洗井排量，根據(jù)實(shí)際洗井注水情況優(yōu)化調(diào)整洗井方案。

快贏措施3：培訓(xùn)注水井管理知識(shí)，提高作業(yè)人員操作水平。聯(lián)合孔南油田技術(shù)人員對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行注水井設(shè)備及操作管理培訓(xùn)。

3 分析階段

制定快贏措施后，還有3個(gè)要因需進(jìn)一步分析。制定數(shù)據(jù)收集計(jì)劃，項(xiàng)目組成員查閱生產(chǎn)報(bào)表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)對(duì)要因進(jìn)行確認(rèn)分析（表3）。

要因分析1：封隔器洗井通道大小。目前，孔南油田主要采用DGY-3可洗井封隔器和DGS-2可洗井封隔器，它們的洗井通道大小分別是2 mm和3 mm，將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行卡方檢驗(yàn)分析，收集的數(shù)據(jù)如表4所示。

表3 部分井?dāng)?shù)據(jù)收集統(tǒng)計(jì)表

表4 封隔器洗井通道大小與洗井情況數(shù)據(jù)表

經(jīng)過(guò)卡方檢查分析，假設(shè)顯著水平為0.05，得到概率值0＜0.05，因此拒絕原假設(shè)，說(shuō)明洗井通道大小對(duì)洗井成功與否有顯著影響，3 mm通道成功率更高[4]。下一步將對(duì)DGY-3封隔器的洗井通道進(jìn)行改進(jìn)，以便提高洗井成功率。

要因分析2：地層出砂情況。對(duì)出砂井與不出砂井的洗井結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（表5）。

表5 出砂情況與洗井情況數(shù)據(jù)表

經(jīng)過(guò)卡方檢驗(yàn)分析得到，概率值0.025＜0.05,說(shuō)明出砂情況對(duì)洗井是否成功有顯著影響，下一步需要對(duì)這一情況進(jìn)行措施改進(jìn)。

要因分析3：出砂情況和洗井周期。項(xiàng)目組成員從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查洗井情況得知，對(duì)于出砂井洗井周期會(huì)做相應(yīng)調(diào)查，比正常的洗井周期要長(zhǎng)，所以項(xiàng)目組成員決定對(duì)洗井周期和出砂情況進(jìn)行多元邏輯回歸分析（圖2），檢驗(yàn)它們相互影響對(duì)洗井成功與否的影響。

圖2 多元邏輯回歸分析截圖

綜合多元邏輯回歸分析，分析結(jié)論是出砂情況和洗井周期幾乎都顯著，而且擬合優(yōu)度檢驗(yàn)也證明分析結(jié)果的誤差不顯著。

結(jié)合洗井周期與邏輯回照片事件概率進(jìn)行擬合線圖分析，如圖3所示。

在多元邏輯回歸分析后存儲(chǔ)了模型的事件概率，通過(guò)擬合線圖可以分析連續(xù)變量洗井周期與邏輯回歸模型的相關(guān)性。分析得到擬合結(jié)果的相關(guān)性為89.7%，說(shuō)明洗井周期越短，洗井成功率越高。

圖3 洗井周期與邏輯回歸事件概率的擬合線圖

4 改進(jìn)階段

4.1 要因改進(jìn)

由要因分析得到封隔器洗井通道大小、出砂情況及洗井周期對(duì)洗井成功率均有顯著性影響，故需要對(duì)這3個(gè)要因進(jìn)行改進(jìn)。

改進(jìn)一：增加DGY-3封隔器的洗井通道

由分析階段的數(shù)據(jù)可知，將洗井通道從2 mm增加到3 mm能減少洗井通道堵塞[5]。增加洗井通道后中心管壁厚將減小，按下列公式計(jì)算內(nèi)屈服壓力：

式中：γ為材料的最小屈服強(qiáng)度，MPa；t為公稱壁厚，mm；D為公稱外徑，mm。

計(jì)算后，封隔器中心管抗內(nèi)壓為40.5 MPa,在安全范圍內(nèi)。

重新設(shè)計(jì)圖紙加工樣機(jī)后在實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，封隔器在150℃、壓差35～36 MPa下密封性能較好，洗井閥能有效打開洗井，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足現(xiàn)場(chǎng)使用。

改進(jìn)二：針對(duì)出砂情況對(duì)球座進(jìn)行改進(jìn)

將球座的改為可沉砂球座，分注井管柱內(nèi)的砂可沉降到尾管，擋砂帽防止油管內(nèi)的砂沉降到球上，并且可以反洗井。

改進(jìn)三：對(duì)洗井周期進(jìn)行調(diào)整

安排洗井作業(yè)時(shí)要充分考慮出砂等因素的影響，如果一口井在短期之內(nèi)反復(fù)洗井，容易造成地層環(huán)境不斷激動(dòng)，使注水井洗井后吸水能力逐步下降。項(xiàng)目組成員按出砂情況的不同合理安排分注井洗井周期。

4.2 改進(jìn)實(shí)施效果

分注井洗井成功率目標(biāo)84.5%，經(jīng)過(guò)測(cè)量、分析、改進(jìn)階段實(shí)施后，孔南油田的洗井成功率提高至86.67%，完成了目標(biāo)值（表6）。

表6改進(jìn)后實(shí)施效果

階段項(xiàng)目改善前數(shù)據(jù)快贏措施制定中快贏措施實(shí)施后改進(jìn)措施過(guò)程改進(jìn)措施實(shí)施后時(shí)間2 0 1 6年1季度2 0 1 6年2季度2 0 1 6年3季度2 0 1 6年4季度2 0 1 7年1月2 0 1 7年2月2 0 1 7年3月2 0 1 7年4月2 0 1 7年5月2 0 1 7年6月洗井成功率7 3.9 0%6 4.2 9%7 3.6 8%7 5.0 0%7 2.7 0%8 0.0 0%7 8.6 0%8 1.2 5%8 0.6 2%8 6.6 7%

5 控制階段

為鞏固實(shí)施效果，針對(duì)洗井質(zhì)量不高的情況，制定了注水井洗井規(guī)章制度。

6 結(jié)論

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，找出影響孔南油田分注井洗井成功率的因素，以統(tǒng)計(jì)收集分注井洗井?dāng)?shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)影響因素進(jìn)行層別，找出主要原因，制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。項(xiàng)目實(shí)施后，孔南油田分注井洗井成功率由73.1%提高至86.67%，完成了目標(biāo)值。

[1]叢巍巍.提高油田注水井洗井有效率的措施[J].化學(xué)工程與裝備,2017(1)：136-138.

[2]吉 洋,劉 敏,王立蘋,等.海上油田分層注水反洗井技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國(guó)海上油氣,2015,27(2)：87-92.

[3]郭雯霖,白健華,沈 瓊,等.渤海油田分層注水管柱防卡及洗井工藝[J].石油機(jī)械,2013,41(9)：56-58.

[4]姜鳳玖.支撐式可洗井封隔器分層注水管柱[J].石油機(jī)械,2003,31(5)：44-45.

[5]張耀剛,賈浩民,任發(fā)俊,等.靖邊氣田低壓氣井低傷害洗井工藝技術(shù)研究[J].石油化工應(yīng)用,2011,30(2)：46-49,73.

The average success rate of well washing of separate injection wells is 73.1%in Dagang Kongnan Oilfield,which is lower than that of Dagang oilfield.In view of the low success rate of well washing in Kongnan Oilfield,the Six Sigma method is used to find out the main factors of affecting the well washing success rate of separate injection wells,and workflow and process are optimized to improve the well washing success rate of separate injection wells in Kongnan Oilfield,ensure the normal operation of the separate injection wells,and improve the service quality comprehensively,so as to improve customer satisfaction.

separate injection well;success rate of well flushing;Six Sigma

杜曉霞（1985-），女，碩士，工程師，主要從事分注卡水工藝的研究工作。

左學(xué)敏

2017-09-08