海上高含水老油田水處理規模系數選取方法

黃 巖，宋 鑫，戴國華，桑 軍，鄒昌明

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

海上油田常利用多個簡易平臺或井口平臺進行采油，經海底管線輸送到中心處理平臺處理[1]。海上已注水開發的油田中，生產水處理系統和注水處理系統計算系統設計規模時，按標準要求[2]和經驗做法，注水系數可取1.1～1.2。在海洋工程工藝專業計算系統處理規模時，井口平臺常選取系數1.1，中心處理平臺（CEP）常選取系數1.2。隨著工程設施標準化研究的深入推進，前期研究項目以充分利用標準化研究成果為原則，力爭加快項目進度。基于以上前提，在2020 年對渤海某油田儲量充分挖潛，進行老井提液、開發30 口推薦井前期研究中，對生產水處理系統和注水處理系統設計規模系數選取進行分析。

1 研究背景

1.1 按經驗做法計算水處理設備

渤海某油田新建1 座中心處理平臺CEPC，平臺生產系統分離出的水經過水處理設備處理后通過棧橋輸送至BC-BDP 回注回地層。新建CEPC 平臺處理的物流分為兩部分，一是老井提液物流，二是新投產井的物流。按海上油田經驗做法，將中心處理平臺（CEP）水處理系統規模系數可選取1.2 計算：

式中：Q-設計注水量，m3/d；Q1-開發方案配注水量，m3/d；Q2-介質反洗水量，m3/d；C-注水系數，1.1～1.2。

1.2 充分利用渤海某油田現有處理能力

渤海某油田分為A、B 兩個區，設置公用生活平臺UA 和鉆井生產平臺DP，B 區額外設置處理儲罐平臺SL、外輸碼頭SB。現擬在BDP 新增4 口注水井（見表1、表2）。即油田現有生產水處理系統、注水系統能力均為17 400 m3/d，在擬開發的油藏預測指標中考慮利用該部分能力。

1.3 選取標準化成果

根據計算，可設置3 臺（套）574 m3/h 水處理設備。按照中心平臺B 系列標準化成果開展適用性研究，以單臺水處理設備為500 m3/h 計，應選取4 臺（套），其中未考慮備用。即本開發項目初步選取標準化成果C 檔：500 m3/h×5 臺（套）水處理設備（見表3）。

表1 油田生產水處理系統設備能力

表2 油田注水處理系統設備能力

表3 中心平臺B 系列標準化成果節選

2 油田特點分析

渤海某油田已開發35 年，現階段油田含水率88.82 %，預測含水率達98.9 %。擬開發CEPC 平臺周邊無油田接入。即渤海某油田的特點為老油田、無接入、高含水。

2.1 渤海某油田含水率變化趨勢

渤海某油田在平面上邊水推進較均勻，沒有邊水突進現象，不同開發階段其邊水推進速度不同[3]。低含水階段，邊水推進速度較慢；進入中含水階段后，邊水推進速度逐漸加快；進入高含水階段后，邊水推進速度進一步加快，油井已全部見水。在縱向上，自下而上邊水推進逐漸減弱，符合正韻律油藏特點。油田目前的平均含水率為87.13 %。渤海某油田剖面上在油層底部次生底水導致底部水淹嚴重，含水率上升快；在平面上邊水推進較均勻，沒有邊水突進現象[4]。提液后，油田的綜合含水由84 %降低至80 %，下降了4 %，含水上升率也穩定在-0.08 %[4]。2020 年初油田含水接近90 %。

3 水處理系統規模系數取值分析

3.1 倒算法選取老井提液水處理系統規模系數

針對老井提液，借鑒渤海某油田含水率變化趨勢，采用倒算法選取老井提液水處理系統規模系數。計算提液增量預測指標逐年液水比，在1.01～1.02，故規模系數取大值1.02（見表4）。

3.2 類比法選取新投產井水處理系統規模系數

針對新投產井，首先倒算新投產井水處理系統規模系數。計算新投產井預測指標逐年液水比，在1.01～1.12，取大值為1.12（見表5）。其次，由于油田已投產35 年，其邊水規律較清晰，采用類比法計算投產35 年來最大液水比。從生產曲線上看，近20 年液量增量趨勢較大的年份在2016 年12 月之后。

表4 提液增量指標預測

表5 開發方案指標預測

表6 2017-2020 年最大日產量統計表

以2017-2020 年最大日產液量統計，當日生產核實數據（見表6），2017-2020 年最大液水比為1.15，即可取規模系數為1.15。

因此，通過對新投產井采用倒算法、類比法進行水處理系統規模系數選取，采用類比法選取規模系數為1.15。

4 優化系數選取后計算及驗證

據油田具體情況進行系統調整計算分析，BCCEPC 周邊無油田接入，僅處理本平臺物流。渤海某油田已開發35 年，根據表4 和表5，提液部分含水率為98%，液水比為1.02。推薦方案含水率89.6%～98.9%，液水比為1.01～1.12，同時考慮了類比油田近年液量增量趨勢最大的年份，液水比為1.15。

表7 水處理系統處理富余能力

綜合以上因素，對提液部分水處理系統取為1.02，對推薦部分水處理系統以類比法分析，取為1.15，同時考慮介質過濾器反洗水量，其設備處理量為：

計算可得水處理系統處理富余能力在2 485 m3/d～30 475 m3/d（見表7）。

參考標準化成果，可選取B 檔：500 m3/h×3 臺（套）水處理設備。

相比常規設計方法對中心處理平臺選取系數1.2，經過對渤海某油田具體情況的分析，在優化系數后，可調低標準化研究成果檔位，節約生產水處理系統和注水處理系統中的系列設備500 m3/h×2 臺（套）水處理設備。

5 結論

（1）針對老油田、含水率在90 %以上的情況，新投產井物流的水處理系統系數可進行類比法分析，考慮選取近年最大液水比系數；

（2）老油田提液可采用倒算法，參考預測指標的最大液水比系數；

（3）靈活運用標準化研究成果，在臨界檔位的情況下，根據實際情況進行選擇，以達到設計和投資的最優化。