分層注水井測調精細質量管理體系研究與應用

夏明，皇甫慧宇

中國石油大慶油田有限責任公司 第二采油廠（黑龍江 大慶163414）

分層測試工作是提升注水質量的重要手段，能夠保證調整方案的執行質量及時效性，減緩自然遞減，提升區塊整體開發效果，實現注夠水、注好水的目標，是油田可持續穩產的保證[1]。試驗區水驅注水井共601口，分層井577口，分注率為96%，正常開井513口，平均單井層段數4.42個。統計2015—2017年的分層測試工作，年平均水驅測試1 652井次，水驅平均測調3.56井次，測調合格率為95.2%，注水合格率為86.2%，復測率為12.1%。測試質量的瓶頸嚴重制約注水質量的提高，開展測試周期、測試標準、預測調方法研究，能夠有效地指導測調工作，合理均衡測試力量，提高方案符合率，有效降低復測率。

1 測試質量存在的問題

1.1 測試周期的不適應性

目前油田分層注水井測調工作執行年3次測調統一標準[2]，實施過程中沒有考慮到注水層段的地質條件、注入量、層段數等因素，統計發現32.7%分層井未到測試周期已超測試誤差，21.2%分層井尚在資料使用周期，浪費測試力量，統一的測試周期不利于精細化測試工作管理，影響注水質量。

1.2 測試標準及測試方法的不適應性

目前油田執行層段配注水量±30%的調配及驗收標準[3]，測試方法根據員工工作經驗進行調配，沒有統一規定，造成超誤差井數偏高，2015—2017年平均復測率達到12.1%（表1）。

表1 試驗區2015—2017年復測情況統計

1.3 測試質量的不適應性

對試驗區2015—2017年注水質量進行統計，調配合格率保持在92%左右，注水合格率保持在88%左右，進入到質量管理瓶頸階段（表2）。

表2 試驗區2015—2017年注水質量情況統計

2 分層注水井測調精細質量管理體系研究

開展分層注水井測調精細質量體系研究[4]，主要做好頂層設計，從測試周期、測試標準、測試方法3個方面進行優化，形成完整的測調精細質量管理體系，更好地提升測試質量。

2.1 分層注水井測調精細質量管理體系頂層設計

針對測試質量現狀分析及主要原因，開展分層注水井測調精細質量管理體系研究的頂層設計，從優化測調周期，建立個性化測調周期圖版；優化測試標準，建立層段測調及驗收標準；優化預測調方法，形成不同水量級別的預測調方法，在試驗區內進行實施以驗證效果，在油田范圍內進行推廣（圖1）。

圖1 測調精細質量管理體系研究頂層設計流程

2.2 優化測調周期方法

2.2.1確定不同井網的測試周期

通過歷年的測試資料統計分析，確定出不同井網條件下，分層測試資料的平均使用時間[5]。根據統計分析457口注水井測試資料，平均射開砂巖厚度30.5 m，有效厚度10.4 m，平均注入量為89 m3，測試周期平均為116天。分析得出測調周期由長到短依次為：基礎井網、一次加密井網、高臺子基礎井網、二次加密井網、高臺子一次加密井網。其中基礎井網測調周期為145天，高臺子一次加密井網測調周期95天（表3）。

表3 試驗區注水井測試資料基礎數據

2.2.2確定不同注入量的測試周期

通過測試資料統計分析，確定出不同注入量區間的測試周期。依據注水井最后一次分層測試成果，將457口注水井的實際注入量劃分為4個注水量區間（表4）。由表4可以看出，隨注入量的增加，測試周期同時延長，直到120 m3左右為最高點。

表4 試驗區注水井不同注入量區間的測試資料基礎數據

2.2.3確定不同層段數的測試周期

通過測試資料統計分析，確定出不同層段數測試周期。分析表明隨著層段數的增加，測試周期逐步變短[6]，數據見表5。

表5 試驗區注水井不同層段數的測試資料基礎數據

2.2.4確定不同影響因素的測試周期

通過資料分析，可以看出不同井網在不同注入量下，測試周期差異較大，確定出在不同注入量區間內不同井網的平均測試周期[7]。在不同注入量區間內，基礎井網的測試周期在129～160天，一次加密井網的測試周期在120～144天，二次加密井網的測試周期在100～112天，高臺子基礎井網測試周期在129～138天，高臺子一次加密井網的測試周期在92～99天。數據分析顯示不同井網間相同注入量區間的測試周期存在差異（表6）。

表6 試驗區不同井網注水井不同注入區間的測試周期統計

通過資料分析，可以看出不同井網在不同層段下，測試周期差異較大，確定出不同井網在不同層段數的平均測試周期[8]。在不同層段下，基礎井網測試周期在130～161天，一次加密井網的測試周期在79～143天，二次加密井網的測試周期在87～122天，高臺子基礎井網在不同層段下，測試周期在123～154天，高臺子一次加密井網的測試周期在87～110天（表7）。通過數據分析，得出不同井網之間相同層段數的測試周期存在差異。

表7 不同井網注水井不同層段數的測試資料基礎數據

2.2.5確定測調周期關系圖版

根據橫向上不同井網下的相同層段數的測試周期時間對比圖和縱向上不同井網的不同層段數的測調周期對比圖，確定出適合試驗區分層注水井的優化測試周期關系圖版。根據層段數和不同注入量，依次構建各套井網的測試周期關系圖，通過三維建模，確定出試驗區分層注水井的各套井網的單井測試周期范圍（圖2）。

圖2 測調周期關系圖版

2.3 優化測調標準方法

統計試驗區分層注水井測試資料使用時間未達到測試周期與超過測試周期的測試資料對比（表8）。資料使用時間超過測試周期的1 216井次得出總層段4 637個，其中可調層段有3 406個，不可調層段1 231個。

表8 試驗區測試資料超誤差統計

除去非影響因素的停注層段與最大水嘴層段[9]，對3 406個可調層段進行配注與調整注入量對比分析，可以看出調整范圍在-10%～10%的層段數1 571個，占可調層段數的46.12%；誤差范圍在±（10%～20%）的層段數1 225個，占可調層段數的35.97%；誤差在＞±20%的層段數610個，占可調層段數的17.9%。

通過分析得出，資料使用時間能完成120天的可調層段主要集中在調整誤差范圍±20%以內，占總可調層段數的82.1%，調整誤差絕對值范圍＞20%的僅占總可調層段數的17.9%。從而確定出測調層段標準為層段配注量的±20%以內。

2.4 優化測調方法

2.4.1建立預測調理論標準

對比可調層段不同注入量、不同調整范圍層數，從而形成理論上預測調標準。把可調層段實際注入量劃分為3個注入量區間[10]，分析每個注入區間在不同調整范圍內層段數以及每個區間的平均層段數。統計符合資料使用時間的層段數所占比例，從而形成理論上的預測調標準：單層注入量＜10 m3的層段，調整范圍在±（10%～20%）；單層注入量10～20 m3的層段，調整范圍在±（5%～15%）；單層注入量＞20 m3的層段，調整范圍在-10%～10%（圖3）。

圖3 不同注入量、不同調整范圍比例圖

2.4.2現場驗證預測調標準

在預測調理論標準的基礎上，選取不同井網、注入量、層段數的50口井進行現場驗證，平均層段數4.8個，平均配注94 m3，平均實注102 m3（表9）。

表9 試驗井數據平均統計

試驗井采用月度的打檢卡同步調整的工作方法，及時跟蹤單井層段變化情況進行對比分析。由于試驗井周期不一致，試驗完成兩個測試周期。

統計試驗井第一周期數據，隨著時間延長，試驗井在不同時間段內，出現超測試誤差層段數增加，出現超正、負誤差的層段數也不相同，按照理論預測調標準進行重新調配（表10）。

表10 試驗井第一周期統計

統計試驗井第二周期數據，超誤差層段多出現在90～150天，數量少于第一周期，正、負誤差層段數比例大致相同（表11）。

表11 試驗井第二周期統計

試驗井第一、第二周期資料對比，預測調方法調配的測調周期對比正常調配測調周期延長16天，周期Ⅰ共調整層段數101個，周期Ⅱ調整層段數79個，累計減少22個層段（表12）。

表12 試驗井第一、二周期對比

3 分層注水井測調精細質量管理體系實施效果

3.1 測試質量穩步提升

通過優化測調周期、測調標準以及預測調方法，區塊注水質量得到穩步提升，其中調配合格率由92.4%提高到93.5%，提高1.1%；注水合格率由87.8%提高到91.4%，提高3.6%（表13）。

表13 試驗區注水質量情況

3.2 地層壓力持續穩定

通過優化測調周期，應用測調標準以及預測調方法，試驗區取得較好的開發效果，統計2015—2020年，區塊平均地層壓力8.06 MPa，不同層系井網間存在壓力差異，基礎井網地層壓力較高，達到9.59 MPa；一次加密井網壓力較低，為7.49 MPa；全區地層壓力保持穩定，變化幅度在0.35 MPa以內，提供了較充足的地下能量，為井區取得較好的開發效果奠定基礎（表14）。

表14 試驗區地層壓力變化

4 結論

1）建立測調周期優化標準，形成測調周期圖版，打破以往固定測試周期的模式，能有效地指導測試工作，提高注水質量。

2）建立測調標準，層段測調標準為層段配注量±20%，實現精細化測調，嚴格測調操作及驗收標準，提高測試質量。

3）建立預測調標準，延長測試周期，提高分層注水合格率，進而保證油田的注水質量，提高區塊開發效果。