三元復(fù)合驅(qū)地上地下一體優(yōu)化高效開(kāi)發(fā)建設(shè)模式

王學(xué)佳

大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠工藝研究所

薩南油田經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)建設(shè)，已進(jìn)入高含水、高采出階段，水驅(qū)三次加密井網(wǎng)逐步調(diào)整到位，開(kāi)采對(duì)象和開(kāi)發(fā)方式逐漸多樣化發(fā)展[1-2]，增儲(chǔ)上產(chǎn)潛力區(qū)塊主要采用三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)替方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)。雖然隨著開(kāi)發(fā)建設(shè)的逐漸深入，薩南油田地面系統(tǒng)建成了較為完善的油氣水集輸處理系統(tǒng)及電力、道路等配套系統(tǒng)，能夠?yàn)橛吞锊煌_(kāi)發(fā)階段持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供有利保障[3]，但“分散建站”“有人值守”“因崗定員”等傳統(tǒng)建設(shè)模式[4-6]，造成了三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能建設(shè)投資高、管理節(jié)點(diǎn)多、生產(chǎn)運(yùn)行成本高等一些列問(wèn)題，嚴(yán)重影響了油田的綜合開(kāi)發(fā)效益。為此，開(kāi)發(fā)和地面系統(tǒng)技術(shù)人員緊密結(jié)合，在薩南油田某一三元驅(qū)開(kāi)發(fā)區(qū)塊產(chǎn)能建設(shè)中，創(chuàng)新性地提出適應(yīng)三元復(fù)合驅(qū)周期性開(kāi)發(fā)的地上地下一體優(yōu)化建設(shè)模式，有效控制了建設(shè)投資的同時(shí)，較好地保障了開(kāi)發(fā)效果[7-8]。

1 統(tǒng)籌布局與錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)

（1）優(yōu)選驅(qū)替方式。由于“十二五”后期薩南油田產(chǎn)能部署規(guī)模及驅(qū)替方式不一致，導(dǎo)致投資及生產(chǎn)運(yùn)行成本較高等問(wèn)題。為滿足不同驅(qū)油體系對(duì)藥劑類(lèi)型的需求，對(duì)地面系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模的改擴(kuò)建，“十三五”期間對(duì)開(kāi)發(fā)部署進(jìn)行了優(yōu)化，在試驗(yàn)結(jié)果的指導(dǎo)下優(yōu)選弱堿三元復(fù)合驅(qū)南六區(qū)—八區(qū)采取統(tǒng)一的驅(qū)替方式，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)部署政策由“一塊一策”向“區(qū)域整體部署”轉(zhuǎn)變[9]，同時(shí)為地面系統(tǒng)整體布局、宏觀優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件。

（2）建立三元藥劑注入錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)預(yù)判體系。為控制新建站庫(kù)規(guī)模及建設(shè)投資，實(shí)現(xiàn)站庫(kù)能力有序接替，在某一弱堿三元復(fù)合驅(qū)為期五年的開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，地面系統(tǒng)創(chuàng)新建立了三元藥劑注入錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)預(yù)判體系。由圖1可知，按“七東→七西→八東→八西東→八西西”方案開(kāi)發(fā)順序，與模擬開(kāi)發(fā)順序（七東→八東→七西→八西東→八西西）對(duì)比，聚合物、堿、表面活性劑等藥劑注入量能夠?qū)崿F(xiàn)“峰谷錯(cuò)開(kāi)”“錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)”，達(dá)到區(qū)域內(nèi)各種藥劑年均注入量相對(duì)均衡，從而實(shí)現(xiàn)二元站站庫(kù)能力有效接替。二元站藥劑用量降低53 t/d，降幅比例達(dá)29.4%，節(jié)省建設(shè)投資1 710萬(wàn)元。

圖1 南7-5二元站藥劑注入錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)預(yù)判Fig.1 Prediction of agent injection mispeak development at South 7-5 Binary Station

2 一體優(yōu)化與聯(lián)合設(shè)計(jì)

（1）研發(fā)新老井預(yù)測(cè)分析系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)和地面在技術(shù)上緊密結(jié)合，該區(qū)塊三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能工程中，對(duì)新老井產(chǎn)量預(yù)測(cè)流程進(jìn)行了改進(jìn)（圖2）。經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)研判及反饋，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)與地面站庫(kù)能力建設(shè)的合理匹配，確定站庫(kù)能力系數(shù)為開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)的1.1～1.25倍，站內(nèi)大型容器及處理設(shè)備規(guī)格根據(jù)設(shè)備系列在此范圍內(nèi)確定，能夠節(jié)省建設(shè)投資、減小運(yùn)行調(diào)節(jié)和生產(chǎn)管理難度[10]。

圖2 改進(jìn)后產(chǎn)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)編制應(yīng)用流程Fig.2 Application flow compiled by improved yield prediction data

基于此流程和參數(shù)對(duì)Excel 表格軟件進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，利用SpreadJS 操作界面和開(kāi)放的API設(shè)定區(qū)塊量與地面集輸、污水、配注系統(tǒng)之間的關(guān)系計(jì)算公式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互計(jì)算和新老站產(chǎn)量預(yù)測(cè)表導(dǎo)入導(dǎo)出功能，保證了預(yù)測(cè)精度，提高工作效率。

（2）確立地面井位四項(xiàng)原則。為解決三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，已建井網(wǎng)密集、站庫(kù)等建筑數(shù)量龐大導(dǎo)致的可利用規(guī)則土地少和地面井位選址困難的問(wèn)題，油藏、采油、鉆井、地面四大系統(tǒng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，將地面井位優(yōu)化工作前移，通過(guò)信息交互反饋機(jī)制共同推進(jìn)一體化設(shè)計(jì)，形成了一套完整的井位優(yōu)化方法。并在產(chǎn)能新井勘測(cè)和確定鉆井井位過(guò)程中，因地制宜，建立了確定地面井位的4項(xiàng)原則：①地面井口位移應(yīng)小于400 m；②兼顧地面集油、注水方向；③盡量避開(kāi)林地袍澤敏感區(qū)；④宜布置在老井井場(chǎng)或附近。

（3）創(chuàng)新CAD 圖像擬合技術(shù)。利用CAD 圖層疊加渲染技術(shù)，將A4 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)、谷歌地圖與地下井位圖進(jìn)行疊加結(jié)合（圖3），通過(guò)對(duì)遷移工程量對(duì)比，合理確定初選站址，并開(kāi)發(fā)建立信息反饋機(jī)制，將地面新建工程選址、已建建筑、地面設(shè)施及地下隱蔽工程量等影響鉆井的因素反饋給開(kāi)發(fā)部門(mén)，提出井位遷移建議方案，減少反復(fù)核實(shí)工程量，提高井位勘測(cè)的有效性，加快產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)度。另外，在滿足技術(shù)參數(shù)的條件下，對(duì)各類(lèi)管道進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，合理利用土地，將工藝管廊帶、電力線路、進(jìn)井道路等設(shè)施采用“三路合一”方式進(jìn)行建設(shè)，既減少施工費(fèi)用和前期測(cè)量工作量，又便于后期維護(hù)與生產(chǎn)管理，為管道完整性監(jiān)控提供便利。

圖3 平臺(tái)井形成示意圖Fig.3 Schematic diagram of platform well formation

通過(guò)此措施，合理設(shè)計(jì)、優(yōu)化井位，共形成叢式井平臺(tái)178座，減少各類(lèi)管道路由長(zhǎng)度97.98 km，減少占地0.44 km2，共節(jié)省投資2 079萬(wàn)元。

3 集中建站與聯(lián)合布站

（1）編制集中建站判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)區(qū)域站庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系分析和方案及技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證對(duì)比，在某弱堿三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能建設(shè)工作中探索建立了滿足“總體規(guī)劃、集中布站、分期實(shí)施”建設(shè)模式的參數(shù)預(yù)判表（表1）。對(duì)同一驅(qū)替方式相鄰開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)塊采用“總體規(guī)劃、分期實(shí)施”的建設(shè)模式，將4座小站優(yōu)化為2座大站，實(shí)現(xiàn)了分散管理模式向集約化管理模式的轉(zhuǎn)變，共節(jié)省投資1.3 億元，年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用860余萬(wàn)元。

表1 “總體規(guī)劃、集中布站、分期實(shí)施”建設(shè)模式判據(jù)Tab.1 “Overall planning，centralized station distribution，phased implementation”construction mode criterion

（2）實(shí)施多崗位聯(lián)合布站模式。在該三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能工程中，采用“三集中、兩融合”（集中布站、集中監(jiān)控管理、集中供電，專(zhuān)業(yè)融合、廠房融合）布站工藝。綜合考慮集輸半徑和運(yùn)行能耗的同時(shí)，將轉(zhuǎn)油、污水、二元不同功能站場(chǎng)聯(lián)合布站，集中監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)節(jié)省占地面積2 190 m2，采暖、供電、供水、圍欄等設(shè)備實(shí)現(xiàn)公用，節(jié)省建設(shè)投資460萬(wàn)元。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)地上地下一體優(yōu)化技術(shù)的探索應(yīng)用，將油藏、采油、鉆井、地面四大系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)相結(jié)合，充分利用地上地下一體優(yōu)化技術(shù)的信息反饋機(jī)制進(jìn)行參數(shù)交互優(yōu)化，減少了單一數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)流程中重復(fù)核實(shí)的工作量，解決了單一信息在各部門(mén)流轉(zhuǎn)中的決策多解性及沖突性問(wèn)題，體現(xiàn)了該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。基于地上地下一體優(yōu)化技術(shù)探索應(yīng)用的建設(shè)模式，在薩南開(kāi)發(fā)區(qū)三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)能開(kāi)發(fā)建設(shè)中獲得了較為理想的實(shí)踐結(jié)果。通過(guò)“統(tǒng)籌布局、錯(cuò)峰開(kāi)發(fā)”“一體優(yōu)化、聯(lián)合設(shè)計(jì)”“集中建站、聯(lián)合布站”三大措施，共計(jì)節(jié)省建設(shè)投資4億元，占產(chǎn)能地面總投資近15%。因此，利用地上地下一體優(yōu)化技術(shù)，促進(jìn)地上地下一體化信息融合，可大幅提升各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)利用效率與準(zhǔn)確性，從而最大幅度地在產(chǎn)能建設(shè)中挖潛增效，加快產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)度，提高當(dāng)年產(chǎn)能新井貢獻(xiàn)率，是指導(dǎo)后續(xù)三元復(fù)合驅(qū)開(kāi)發(fā)區(qū)塊油藏、地面技術(shù)決策和運(yùn)行管理的有效技術(shù)手段。