孟凡貴，王曉雷，劉永勤

(1.中海油田服務(wù)股份有限公司天津分公司 天津300450；2.中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津300450)

0 引 言

隨著渤海油田開發(fā)深入，邊際油田開發(fā)成為增儲上產(chǎn)的重要措施，無人簡易平臺的數(shù)量也隨之增加。簡易平臺是指油氣井?dāng)?shù)不多、不安裝修井機、上部設(shè)施較少的生產(chǎn)平臺[1]。為降低開發(fā)成本、減少人員操作及設(shè)備維修費用，利用現(xiàn)代技術(shù)將這種平臺的海上生產(chǎn)設(shè)計為無人化生產(chǎn)模式[2]。目前渤海無人平臺動管柱修井作業(yè)主要靠自升式鉆井平臺實施。自升式鉆井平臺修井具有資源少、動復(fù)員費用高的特點，由此造成無人平臺修井作業(yè)費用高。油水井修井作業(yè)費作為油田生產(chǎn)操作費的重要組成部分，在無人平臺方案中占比可達1/4 左右，對項目的投資收益率有重要的影響。長期以來無人平臺動管柱修井作業(yè)大多采用批量修井的作業(yè)方式。盡管批量修井能夠均攤自升式鉆井平臺的動復(fù)員費，但往往造成油水井躺井時間延長，影響了原油產(chǎn)量。

截止到2017 年，渤海油區(qū)無人平臺共有24 個，其中渤南區(qū)塊有12 個，占48%。據(jù)統(tǒng)計，渤海無人平臺油井平均躺井時間約為363 d，平均單井損失的原油產(chǎn)量達萬噸。本文通過分析批量修井造成的原油產(chǎn)量損失以及自升式鉆井平臺的修井費用，提出無人平臺批量修井敏感性分析方法。

1 批量修井敏感性分析方法

無人平臺修井采用自升式平臺修井，自升式平臺是一種具備自升能力的平臺，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鉆修井作業(yè)，在邊際油田的開發(fā)中體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢，極大地提升了邊際油田的邊際效益。由于自升式平臺需要進行動復(fù)員、就位、插樁、拔樁等操作過程，需要船舶輔助，單次作業(yè)成本較大。[3]

批量修井能夠均攤自升式鉆井平臺的動復(fù)員費，但也造成油水井躺井時間延長，影響平臺原油產(chǎn)量，降低油田的生產(chǎn)時率。因此，在油田開發(fā)前期研究階段，為了保證油田原油配產(chǎn)指標(biāo)，修井作業(yè)往往按照一口井一修的作業(yè)模式來計算。這種方法能夠最大限度減少油井躺井時間，降低故障井對平臺原油產(chǎn)量的影響，與此同時造成修井費用居高不下，對某些經(jīng)濟效益一般甚至較差的邊際油田影響尤為突出。

1.1 渤海油田修井頻率

修井作業(yè)根據(jù)作業(yè)方式可分為動管柱修井作業(yè)和不動管柱修井作業(yè)。動管柱修井作業(yè)主要包括檢泵、大修井、動管柱井筒措施。無人平臺動用自升式鉆井平臺修井主要針對動管柱修井作業(yè)，因此針對動管柱修井方式進行修井頻率統(tǒng)計分析(本文根據(jù)渤海2014—2016 年修井作業(yè)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析)。

1.1.1 不同類型的修井頻率

根據(jù)統(tǒng)計分析，得到渤海不同井別的修井頻率以及采油井不同類型的動管柱修井作業(yè)頻率，如圖1、圖2 所示。

圖1 渤海不同井別修井頻率(井次/年)Fig.1 Workover frequencies of different wells in Bohai Sea(well times/year)

圖2 渤海采油井動管柱作業(yè)頻率(井次/年)Fig.2 Operation frequency of moving string in Bohai oil production wells(well times/year)

通過圖1、圖2 可以看出：

①檢泵作業(yè)頻率最高，占比59%；動管柱作業(yè)作業(yè)頻率次之，占比30%；大修作業(yè)頻率最低，占比11%。

②采油井檢泵作業(yè)頻率為0.244 4 井次/年，動管柱措施作業(yè)頻率為0.126 井次/年，大修作業(yè)頻率為0.044 井次/年。

圖3 渤海采油井動管柱修井頻率Fig.3 Workover frequency of moving string in Bohai oil production wells

③渤海油區(qū)采油井動管柱修井頻率平均值為0.414 4 井次/年。

④采油井動管柱修井作業(yè)頻率最高，為0.414 4 井次/年；注水井次之，為0.122 4 井次/年；水源井最低，為0.014 6 井次/年。

1.1.2 修井頻率與油田投產(chǎn)年限的關(guān)系

根據(jù)渤海2014—2016 年期間修井作業(yè)數(shù)據(jù)，按照投產(chǎn)年的井進行統(tǒng)計分析，得到修井頻率與投產(chǎn)年限的曲線圖，見圖3。

通過圖3 可以初步看出：

①按照作業(yè)類型來看，檢泵作業(yè)修井頻率最高，動管柱措施次之，大修作業(yè)頻率最低；

②動管柱修井作業(yè)頻率在投產(chǎn)第1 年較低，從第2 年開始修井頻率提高，在第3 年到第9 年修井頻率雖有波動但仍處于較高水平，從第9 年開始到第13 年，修井評率呈現(xiàn)下降趨勢，第13 年以后，修井頻率又呈現(xiàn)上升趨勢，但總體上比投產(chǎn)前期修井頻率略低。

1.2 批量修井敏感系數(shù)(S)

批量修井方式主要是有兩個特點：一是均攤動復(fù)員費，二是躺井時間過長，影響原油產(chǎn)量。通過對比因批量修井造成停井而損失的原油產(chǎn)量與自升式鉆井平臺動復(fù)員費，得到批量修井的敏感系數(shù)。

批量修井敏感系數(shù)(S)是因批量修井造成油井躺井而影響的原油價值(取凈現(xiàn)值)與自升式鉆井平臺動復(fù)員費用的比值，其公式如下：

其中，S 為批量修井敏感系數(shù)；P 為在油田投產(chǎn)年限內(nèi)，因批量修井造成油井躺井時間內(nèi)原油產(chǎn)量損失的價值折算凈現(xiàn)值，單位為萬元；W 為渤海常用自升式鉆井平臺動復(fù)員費用，暫取800 萬元；NPV 取凈現(xiàn)值函數(shù)，按照固定折現(xiàn)率取值；k 為原油價格，按照參數(shù)油價，本文取值50 美元/桶；m 為單井日原油產(chǎn)量，由油藏配產(chǎn)數(shù)據(jù)提供；t 為因批量修井造成的油井停產(chǎn)天數(shù)。

1.2.1 修井批量

修井批量(i)是指自升式鉆井平臺動復(fù)員一次修井的數(shù)量。修井批量越大，單井均攤的動復(fù)員費用越低。當(dāng)i＝1 時，表示一口井發(fā)生故障，自升式鉆井平臺動復(fù)員進行修井作業(yè)；當(dāng)i＝2 時，表示一口井發(fā)生故障暫時不修井，等到第二口井發(fā)生故障時，自升式鉆井平臺動復(fù)員對兩口井進行修井作業(yè)。這意味著在修井批量i＝2 時，有1 口故障井處于停井狀態(tài)。依此類推，當(dāng)i＝3 時，最多有2 口井處于停井狀態(tài)。通過分析可知，修井批量i 越大，意味著越多的故障井處于停井狀態(tài)，對原油產(chǎn)量影響也越大。

1.1.2 停井天數(shù)(t)

停井天數(shù)(t)是指因批量修井造成油水井躺井待修的天數(shù)。通過對油田或周邊油田修井作業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，得到油田動管柱作業(yè)的單井修井頻率。結(jié)合修井頻率以及修井批量(i)，根據(jù)油田井?dāng)?shù)以及投產(chǎn)年限，進行分年停井天數(shù)劃分。由于修井作業(yè)工期與是否批量修井無關(guān)，因此停井天數(shù)未考慮修井作業(yè)工期。

例如，某油田為 3 口井平臺，其修井頻率為881 d/a，則每口井折合修井頻率為881/3＝294 d/a。該油田的停產(chǎn)天數(shù)劃分見表1。

表1 油田停產(chǎn)天數(shù)分年劃分表Tab.1 Annual division of oilfield shutdown days

1.2.3 批量修井敏感系數(shù)的意義

批量修井敏感系數(shù)需要針對具體油田進行具體分析，一般來說：

當(dāng)S＞1 時，批量修井損失的原油價值大于自升式鉆井平臺動復(fù)員費，采用1 口井一修的修井模式。

當(dāng)0.5＜S＜1 時，批量修井損失的原油價值為自升式鉆井平臺動復(fù)員費的1/2，采用2 口井一修的修井模式。

當(dāng)S＜0.33 時，批量修井損失的原油價值為自升式鉆井平臺動復(fù)員費的1/3，采用3 口井一修的修井方式。

2 批量修井敏感性分析方法應(yīng)用

以渤海某3 口油井的油田為例，該油田設(shè)計投產(chǎn)年限17 年，其油藏配產(chǎn)指標(biāo)見表2。

2.1 確定停井天數(shù)

通過統(tǒng)計分析周邊油田的修井頻率，得到采油井動管柱作業(yè)修井頻率為0.414 4 井次/年。根據(jù)修井頻率計算在投產(chǎn)年限內(nèi)分年停井天數(shù)見表3。

表2 油田原油配產(chǎn)指標(biāo)Tab.2 Crude oil production allocation index

表3 分年停井天數(shù)Tab.3 Annual shutdown days

2.2 確定停井影響的原油價值

根據(jù)分年停井天數(shù)以及油田原油配產(chǎn)指標(biāo)，計算每個投產(chǎn)年原油損失的原油產(chǎn)量。見圖4、圖5。

圖4 修井批量i＝2時原油產(chǎn)量影響Fig.4 Effect of workover batch i＝2 on crude oil production

圖5 修井批量i＝3時原油產(chǎn)量影響Fig.5 Effect of workover batch i＝3 on crude oil production

2.3 確定批量修井敏感系數(shù)(S)

根據(jù)表3 的數(shù)據(jù)，通過與自升式鉆井平臺動復(fù)員費進行比較，計算批量修井敏感系數(shù)，見圖6。

圖6 3口井平臺批量修井敏感系數(shù)Fig.6 Sensitivity coefficient of batch workover for three well platform

通過圖6 可以看出，該油田在投產(chǎn)前9 年適宜一口井一修的作業(yè)方式，在第9 至15 年間適合2 口井一修，在投產(chǎn)15 年以后適合3 口井一修。

3 結(jié) 論

根據(jù)渤海油田鉆修井設(shè)備現(xiàn)狀，設(shè)備待命每天損失達20 余萬元[4]，由于集中批次修井是連續(xù)修井，不存在設(shè)備待命情況，減少了修井的總體成本。無人平臺批量修井敏感性分析方法從對原油產(chǎn)量影響的角度提出了修井敏感系數(shù)，由于兼顧考慮了批量修井模式減少的自升式鉆井平臺動復(fù)員費與躺井影響的原油產(chǎn)量之間的關(guān)系，能夠科學(xué)指導(dǎo)前期研究階段無人平臺批量修井的作業(yè)模式，從而合理計算油水井作業(yè)費。對在生產(chǎn)的海上無人平臺的批量修井方式，該方法也能夠提供參考指導(dǎo)意見?！?/p>