渤海油田無人平臺批量修井敏感性研究

孟凡貴，王曉雷，劉永勤

(1.中海油田服務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

隨著渤海油田開發深入，邊際油田開發成為增儲上產的重要措施，無人簡易平臺的數量也隨之增加。簡易平臺是指油氣井數不多、不安裝修井機、上部設施較少的生產平臺[1]。為降低開發成本、減少人員操作及設備維修費用，利用現代技術將這種平臺的海上生產設計為無人化生產模式[2]。目前渤海無人平臺動管柱修井作業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、動復員費用高的特點，由此造成無人平臺修井作業費用高。油水井修井作業費作為油田生產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大多采用批量修井的作業方式。盡管批量修井能夠均攤自升式鉆井平臺的動復員費，但往往造成油水井躺井時間延長，影響了原油產量。

截止到2017 年，渤海油區無人平臺共有24 個，其中渤南區塊有12 個，占48%。據統計，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量達萬噸。本文通過分析批量修井造成的原油產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，已經廣泛應用于鉆修井作業，在邊際油田的開發中體現了巨大的優勢，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員、就位、插樁、拔樁等操作過程，需要船舶輔助，單次作業成本較大。[3]

批量修井能夠均攤自升式鉆井平臺的動復員費，但也造成油水井躺井時間延長，影響平臺原油產量，降低油田的生產時率。因此，在油田開發前期研究階段，為了保證油田原油配產指標，修井作業往往按照一口井一修的作業模式來計算。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量的影響，與此同時造成修井費用居高不下，對某些經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

修井作業根據作業方式可分為動管柱修井作業和不動管柱修井作業。動管柱修井作業主要包括檢泵、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，因此針對動管柱修井方式進行修井頻率統計分析(本文根據渤海2014—2016 年修井作業數據進行統計分析)。

1.1.1 不同類型的修井頻率

根據統計分析，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檢泵作業頻率最高，占比59%；動管柱作業作業頻率次之，占比30%；大修作業頻率最低，占比11%。

②采油井檢泵作業頻率為0.244 4 井次/年，動管柱措施作業頻率為0.126 井次/年，大修作業頻率為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年限的關系

根據渤海2014—2016 年期間修井作業數據，按照投產年的井進行統計分析，得到修井頻率與投產年限的曲線圖，見圖3。

通過圖3 可以初步看出：

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

②動管柱修井作業頻率在投產第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，修井評率呈現下降趨勢，第13 年以后，修井頻率又呈現上升趨勢，但總體上比投產前期修井頻率略低。

1.2 批量修井敏感系數(S)

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

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

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

1.2.1 修井批量

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

1.1.2 停井天數(t)

停井天數(t)是指因批量修井造成油水井躺井待修的天數。通過對油田或周邊油田修井作業數據的統計分析，得到油田動管柱作業的單井修井頻率。結合修井頻率以及修井批量(i)，根據油田井數以及投產年限，進行分年停井天數劃分。由于修井作業工期與是否批量修井無關，因此停井天數未考慮修井作業工期。

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。該油田的停產天數劃分見表1。

表1 油田停產天數分年劃分表Tab.1 Annual division of oilfield shutdown days

1.2.3 批量修井敏感系數的意義

批量修井敏感系數需要針對具體油田進行具體分析，一般來說：

當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員費，采用1 口井一修的修井模式。

當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員費的1/2，采用2 口井一修的修井模式。

當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用

以渤海某3 口油井的油田為例，該油田設計投產年限17 年，其油藏配產指標見表2。

2.1 確定停井天數

通過統計分析周邊油田的修井頻率，得到采油井動管柱作業修井頻率為0.414 4 井次/年。根據修井頻率計算在投產年限內分年停井天數見表3。

表2 油田原油配產指標Tab.2 Crude oil production allocation index

表3 分年停井天數Tab.3 Annual shutdown days

2.2 確定停井影響的原油價值

根據分年停井天數以及油田原油配產指標，計算每個投產年原油損失的原油產量。見圖4、圖5。

圖4 修井批量i＝2時原油產量影響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(S)

根據表3 的數據，通過與自升式鉆井平臺動復員費進行比較，計算批量修井敏感系數，見圖6。

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

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

3 結 論

根據渤海油田鉆修井設備現狀，設備待命每天損失達20 余萬元[4]，由于集中批次修井是連續修井，不存在設備待命情況，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量影響的角度提出了修井敏感系數，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員費與躺井影響的原油產量之間的關系，能夠科學指導前期研究階段無人平臺批量修井的作業模式，從而合理計算油水井作業費。對在生產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意見。■