油田水驅開發動態分析管理系統探索與應用

閔麗霏

大慶油田有限責任公司第一采油廠

近年來，大慶油田加快推進數字油田建設，地面工程、油藏開發等領域相繼應用新的管理系統軟件輔助辦公，信息化管理水平不斷提升。水驅開發動態分析管理系統由大慶油田自主研發，著力解決油田特高含水階段開發動態變化快、單井調整頻率高導致管理人員人工分析工作量增加、決策低效、管理粗放的問題，通過生產數據互聯、智能分析計算以及建立新井專項管理等功能，輔助管理人員可準確掌握開發動態，提升工作效率，深化動態非均質認識[1]，提出有效的綜合調整對策、精準挖掘剩余油潛力，推動地面建設與油藏開發有序銜接[2]，落實油田“一穩三增兩提升”的工作目標。

水驅開發動態分析管理系統及油田建設概況、動態分析決策和水驅日常管理于一體，綜合了油田基本情況、生產動態分析、水驅開發專項管理和數據查詢四大模塊，實現了總體開發形勢、計劃完成情況、注水量狀況分析、產油量狀況分析、產液量狀況分析、含水率狀況分析、壓力狀況分析七個動態跟蹤和新井、鉆控井、提撈井、套損井、封堵井、問題井、長關低產井七個專項管理，適用于油田開發管理全過程，能全面分析油水井注采狀況、油層動用狀況和壓力狀況，確保生產動態分析、油藏動態分析和措施調整工作的及時性、準確性，進一步提升油田開發精細化、信息化管理水平。

1 功能設計

水驅開發動態分析管理系統具有油田開發形勢動態分析、生產運行計劃動態跟蹤、措施調整效果動態評價、重點常態業務動態管理和油田開發資料動態查詢五項功能。

1.1 油田開發形勢動態分析

系統由管理人員自定義工區，從區塊整體開發形勢出發，全面展示區塊注水量、產油量、產液量、含水率、壓力等生產指標變化。管理人員能任意選取時間點或時間段進行對比，按照工作需求設置對比規則，實時對比分析區塊動態變化（圖1）。日注水量變化情況分為注水量上升、注水量下降、注水量穩定、開井、關井、措施六類，其中注水量上升可以進一步設置對比規則，例如T2 時間段干線壓力平均值與T1 時間段干線壓力平均值差值大于零，可自動篩選由于泵壓上升導致注水量上升的注水井。系統按照管理人員設置的不同規則自動診斷影響每口注水井注水量變化的主要因素，直觀展示區塊內受不同因素影響的所有注水井注水量變化情況，有針對性地進行重點分析、制定對策以及對措施效果跟蹤評價。

圖1 靈活配置對比分析規則Fig.1 Flexible configuration of comparative analysis rules

1.2 生產運行計劃動態跟蹤

系統內管理人員可以自定義不同時段、管理層級和屬地單位，展示相應的生產運行計劃完成情況，輔助組織生產決策。管理人員需要在數據準備時分別選擇計劃所屬年度、區塊名稱和數據類型，其中數據類型分為產量構成月度計劃、注水量構成月度計劃、油井措施工作量月度計劃、水井措施工作量月度計劃四類，管理人員分別導入區塊的計劃數據和生產數據后，利用系統后臺內置相應的表格模版，可實現分時間、分層級、分單位顯示產量變化，跟蹤原油生產動態，及時掌握超產欠產情況[3]，有序、高效組織生產。

1.3 措施調整效果動態評價

系統能夠通過措施指令調整初期、階段、有效期時間、技術類型、調整目的、井組注采狀況變化等方面進行多維度對比，管理人員可以按照工作需要進行多維度配置對比前后油水井的取值條件及規則（圖2）。

圖2 采油井措施效果取值條件配置界面Fig.2 Configuration interface for the value condition of the effect of production well measures

1.4 重點常態業務動態管理

對于日常工作中經常需要單獨進行分析統計的特殊類型井，通過系統宏觀掌握其分布特征，分析形成原因，調查治理潛力，跟蹤治理效果，可促進開發管理水平的提高。對于問題井、鉆控井等影響生產變化的常態業務實施專項管理[4]，自動跟蹤各類單井基本情況及其對注水量和產量統計，統計影響注采量變化趨勢，跟蹤治理效果，指導下步潛力分析和調整措施的制定。

1.5 油田開發資料動態查詢

系統可以對油田和區塊的整體構造特征、儲層特征[5]、流體特征、開發概況[6]進行統計，自動生成相關地質圖幅，也可以對任意區塊、井組和單井的油藏、油藏工程、測井、化驗分析等資料進行分類查詢。系統內置的檢索規則和定制功能可以根據實際需要任意設置檢索條件，對任意時間點、任意時段進行油水井關聯檢索，實現單井生產數據動態檢索、快速查詢。

2 應用特點

2.1 直觀展示區塊基本情況

區塊基本情況涵蓋地質概況和開發概況，其中地質概況包括構造特征、儲量情況、儲層特征、流體特征、滲流特征、應力與裂縫特征、壓力與溫度特征以及區塊地質分類；開發概況包括開發歷程、井網演化和開發現狀。管理人員可以應用系統繪制各類圖表，直觀展示區塊基本情況，為精準開展動態分析、調整措施和開發規律的研究奠定基礎。例如日產油量差值等值圖（圖3），在系統中選擇構造特征中的等值圖和動態數據中的日產油量差值，并確定相應的斷層及邊界范圍，提取不同時段數據進行對比，在自定義色標及日產油量分級后，生成日產油量差值等值圖。管理人員通過查看等值圖，重點關注日產油量下降大的區域，及時分析調整。

圖3 日產油量差值等值圖Fig.3 Isogram of daily oil production difference

2.2 強化水驅開發專項管理

系統對新井、鉆控井、提撈井、套損井、封堵井、問題井和長關低產井進行專項管理，做到因井施策[7]。以油田產能區塊地面工程建設的新井為例，油井投產效果包括投產油井單井信息、采油曲線及產出剖面。系統依據管理人員選定的時段統計相關數據累積產液量、累積產油量、年產液量、年產油量等，并可以直接查詢單井數據以了解詳細情況，例如投產油井產出剖面及單井信息，管理人員可以掌握產液強度、砂巖厚度產液比例、有效厚度產液比例等新井開發動態，制定相應的治理對策。

2.3 簡化開發指標動態分析

為便于管理人員使用，系統內預設動態分析管理流程內置算法。以判斷注水量下降井為例，可根據系統預設的注水量下降判斷流程及因素配置公式，篩選、歸類下降原因，在滿足相應條件時可判斷為事件影響，若存在多個主要事件影響，則按照事件優先級進行判定，否則將進行下步判斷，逐級排除（圖4）。如T2 階段與T1 階段日注水量差值大于或等于水量穩定判斷標準下限或T2 階段日注水量等于零時，查看是否為時率影響，并查找主要關井事件，例如鉆關、故障關井、測壓關井、作業降壓關井、作業占井、套損影響關井、冬季關井等，確定對應原因。如果不是時率影響，則繼續查找存在影響注水量下降的事件。當事件結束時間大于T2 階段開始時間時，查看起止時間段內日注水量是否大于或等于T1 階段日注水量；當事件結束時間小于T2 開始時間時，需要系統進一步逐級判斷是否存在調剖、油井控液、措施遞減及油層污染，如果均不是上述原因，則判定為資料問題。

圖4 注水量下降井判斷流程Fig.4 Judgment process for wells with decreased water injection rate

系統內生產動態分析模塊可以靈活設置對比規則，實現注水量、產液量、產油量等開發指標動態分析。管理人員通過自定義對比及分析時段來查詢分區塊、分井網條件下指標變化情況，包括日注水量變化情況，例如井數、油壓、日配注量、日實注量、日產液量和日產油量變化情況。對井數、日產液量、日產油量、含水、流壓、沉沒度，應用系統應進一步分析開發指標變化原因，管理人員可以通過參數構建表達式，設置適用于區塊的對比規則，由系統完成分類統計，針對性強、效率高，有效代替人工對比計算，在節約時間的同時保證工作質量。

2.4 細化功能模塊關聯及轉換

系統內集成的功能模塊種類豐富、切換便捷，井數、井號與生產數據鏈接，可直接穿透到單井信息界面，迅速查看單井的動、靜態數據。單井井號可鏈接到數據查詢功能模塊，查詢動態數據、靜態數據、監測數據、注采關系、動用狀況、井下狀況等資料。進入數據查詢界面后（圖5），系統可自動展示以該井為中心的井位圖，并通過功能導航直接查詢該井的相關資料，不需要手動選井，且資料檔案全面、分類有序，易于查找和分析。單井調整措施初步制定后，仍可結合系統內注采剖面、水淹資料等優化方案選井選層[8]，實現高效、精準地質設計方案。

圖5 數據查詢窗口Fig.5 Data query window

2.5 優化措施效果統計及預測

系統可以自動統計綜合調整措施效果，完成分區塊、分井網、分措施類別條件下的措施調整前后對比，直觀展示生產變化情況，并生成措施效果曲線，例如正常曲線、每日、旬度、月度、季度、年度拉齊曲線，既可以查看整體措施效果，又可以詳細查看單井措施效果，對措施效果不理想的井和有調整空間的井做好措施跟蹤調整與保護[9]，保障措施效果、延長措施有效期。

管理人員在開發指標變化單井信息表中可以結合生產數據及油水井連通關系初步制定措施，選擇下步措施后，可在下步調整工作模塊中查詢整體措施情況及措施單井信息，掌握油水井下步措施工作量，預測措施實施時間及增產增注量。

3 應用效果

為驗證水驅開發動態分析管理系統在油田信息化管理中的應用效果，推進油田地面建設與水驅開發有效銜接，以薩中油田東部過渡帶為例開展系統應用并實踐。2021 年該區塊計劃地面建設并投產加密油水井140 口，為加強開發管理，可在系統內查詢區塊開發概況等基本情況。從構造圖看，東部過渡帶西高東低，發育一條斷層；從沉積相圖看，薩Ⅱ1～3、薩Ⅱ7～8 河道比較發育，其余沉積單元主要以表內、表外砂為主，儲層整體發育狀況較差[10]；從開發歷程看，東部過渡帶1961 年投入開發，開采薩、葡兩套油層組，開采層位薩Ⅰ1-葡Ⅱ10；從開發曲線看，目前區塊地面建設總井數907 口，包括油井553 口、水井354 口，全面掌握產能區加密基本情況。

隨著新井投產、井數增加，根據地面建設進度及時在系統中添加井號、完善井號庫，進行數據關聯銜接，建立完整工區，為后續開發調整奠定基礎[11]。新井試運行投產后，及時跟蹤各開發指標變化情況，分析變化原因，制定下步措施。通過生產動態分析模塊下的注水量狀況分析、產油量狀況分析子模塊，實現分井網條件下日注水量變化、日產油量變化對比及原因分類，迅速了解影響日注水量、日產油量升降的主要因素，并在系統中的因素分類選項選擇注水量、日產油量下降類別，對該類別進行單井信息查詢，通過井號可查看該井動態數據，了解該井日注水量、日產油量變化、實施措施情況及措施的效果，并結合靜態數據、監測數據、井下狀況等資料，找到吸水量、產液量較差的小層，優化設計方案，制定下步對策[12]。保存措施后，可在下步調整工作模塊中查詢油水井單井的下步措施信息，同時預測措施效果。應用系統查找區塊水井低效井及完不成配注量井輔助分析決策，制定合理的調整措施。同時，通過系統篩選及時發現產量下降的單井及低效油井，結合系統數據查詢功能，實現油水井同步調整[13]。通過應用該系統軟件，管理人員對東部過渡帶陸續建成投產的140 口三次加密井進行綜合分析和調整[14]，從新井采油曲線上看，在新井全部投產后產量持續走高，含水率得到有效控制，單井日產油量達到方案設計要求（圖6），區塊超計劃產油3.3×104t，效益明顯。

圖6 某區塊投產油井采油曲線Fig.6 Oil production curve of production wells in a certain block

4 結論

（1）水驅開發動態分析管理系統適用于油田水驅開發管理全過程。油水井建成一口、投產一口，就動態跟蹤一口、分析調整一口，系統具備油田開發形勢動態分析、措施調整效果動態評價等五項功能，實現開發數據全覆蓋和大數據自動分析，是油田動態分析工作推進信息化管理的重要成果。

（2）水驅開發動態分析管理系統可實現在開發指標變化原因分析中，對不同區塊、不同開發特點區塊自定義對比規則，自動捕獲數據、自動分析評價，高效準確鎖定關鍵原因，有效減少人工統計及計算工作量，是實現油田水驅開發精細管理、提質增效的重要舉措。

（3）水驅開發動態分析管理系統可實現特殊類型井的專項管理，運用軟件統計、分析、治理特殊類型井，直觀、高效掌握特殊類型井的發生時間和變化規律，為下步開發調整提供支持，具有指導油田水驅開發生產管理的重要意義。