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【出 处】 2018年 1期
【收 录】中文学术期刊网
【作 者】顾永强 毕新忠 眭纯华
【单 位】
【摘 要】 经过二十多年的高速高效开发,胜利油田孤东采油厂所属油田地下资源的丰度逐年变差,剩余油分布十分零散,油藏描述困难大,找到这部分剩余油难度大,将其开发出来,难度更大;过去一
经过二十多年的高速高效开发,胜利油田孤东采油厂所属油田地下资源的丰度逐年变差,剩余油分布十分零散,油藏描述困难大,找到这部分剩余油难度大,将其开发出来,难度更大;过去一些行之有效的短平快增产措施,进入特高含水阶段后,这样的措施几乎已经挖掘殆尽;稠油热采进入高轮次吞吐阶段,吞吐效果变差,面临着“三高一低”(即采出程度高、剩余油采油速度高、综合含水高、储采比低)的开发形势,高效措施减少,投入产出效果变差,无效、低效、三采、热采产量占总产量中的比重有所提高,高效产量所占比重有所降低,存在措施结构、产量结构不合理的问题。为此,孤东采油厂坚持科学的决策程序,树立决策成本是最大成本的观念,合理配置措施结构,努力实现成本、产量的良性互动,实现了油田开发的良性循环。
一、科学决策,提高油井措施效果
以往靠堆工作量、堆措施量上产,成本指标不允许;直接关停低效油井,原油产量指标完不成。为此,坚持“有所为、有所不为”的指导思想,树立决策成本是最大成本的观念,在措施制定上确定了以下三项措施配置原则:
一是区块措施投入上,对成本和产量结构进行了合理优化,优化成本投向,上调低成本高效产量,上调稀油产量,下调高成本、高投入、高风险、低效益的稠油产量,下调低品位产量,从而使整个产量成本趋于最低值。
二是在单井措施投入顺序上把握:先肥后瘦、先高产后低产;先高效井、后低效井;先高效井,后边际井、风险井,为提高开发效益打下坚实的基础。
三是对成本的控制不是为了控制而控制,而是加大对高效井的投入,减少低效井的投入,杜绝无效井的投入,从而提高投入回报率。
具体实施中,重点做到“四个优化”:
1、优化作业措施结构,切实提高措施有效率
一是坚持实施“三准、两清、一对扣”的原则(选井选层准、措施工艺准、抽汲参数准,措施井施工前自然状况清、施工后工作状况清,工艺设计和施工程序对扣);二是坚持措施前的单井经济评价制度,采用措施增产经济界限图版,对产出比小于1.1的措施井坚决不上,以经济有效比来评价井下作业措施效果;三是在制定井下作业措施时,坚持同一口井采取维护性措施与主体措施相结合的原则,降低维护性作业费用。
措施过程中,对由于前期措施投入发生明显的无效或低效投入后,不是轻易地否决下步措施的投入,而是对后续投入措施进行必要的调整和效果预测,若预测后期措施产油产值仍高于后期措施成本,则仍要进行投入。例如当某井前期作业措施不成功,但部分措施仍有效,在此基础上只要再投入少量的作业工作量或其它措施,就可使该井重新取得较好的效果,即后期措施后产油产值高于后期措施成本,仍要进行投入。这样总体上虽然属于无效或低效措施,但仍有较高的后期措施价值,这也是措施投入评价观念上的重要转变。
2、优化井下作业质量,压缩无功低效作业
一是坚持以机采井管理为重点,合理调整机采井的生产状态,有效降低检泵率;二是建立入井工具、材料跟踪检测制度,作业井保修制度和方案跟踪制度,进一步了完善效益普查制度。
3、优化投入结构,提高措施效益
一是对油层厚度、储量品位不同等有较大差异的零星井从完井状况、地层特点到技术、工艺状况进行开发的经济和技术可行性论证,加大高效井投入力度,对边际井、风险井进行反复论证,慎重决策,提高投入回报率。二是优化投入结构,提高经济产量。采油厂所辖油田含水达95.2%,处于特高含水开发时期,怎样运用有限的资金,求得产量最大化,是摆在决策者面前的新课题,为此,通过采用经济极限法,分井组、分层系对产量结构进行合理优化,即通过论证,加大注聚区上产力度,控制高投入、高风险、低效益的水驱和低品位油层的投资,上调注聚产量等低成本高效产量5.8万吨(注聚产量吨油操作成本280元/吨左右),下调高成本、高投入、高风险、低效益的水驱产量3.0万吨(吨油生产成本400元/吨左右),下调低品位稠油产量1.7万吨(吨油生产成本560元/吨左右),从而使整个产量成本趋于最低值。
与此同时,科学安排具体作业井号和投入顺序,提高高效产量和高效产量占总产量的比重,降低高投入、高成本、高风险的KD92块稠油区块产量。实施过程中共优选高效井248口,投入低效井95口,对预测可能无效、低效(投入产出比小于1:1.1)的85口井否决投入,或采用降耗措施,维持正常生产。在确定措施井投入顺序时根据当前产量形势、作业力量等进行合理排队,合理配置措施结构,提高整体效力。
(4)优化注汽参数,科学配置单井注汽量,降低无效低效注汽量
稠油热采注汽参数涉及注汽强度、注汽速度、注汽干度等参数。在加强注汽井经济评价的基础上,进行注汽参数优化工作,做到该多注的汽不少注、该少注的汽不多注。对原油粘度较低的井适当减少注汽量,降低注汽干度,主要是通过注汽启动,实现常规开采,不按原来规定单井次注汽量必须注够2000吨,减少不必要的成本投入,提高单井吞吐效益。经过经济预测评价,对无效低效井否决注汽,共减少注汽135井次,有效地降低自用原油的消耗。一年中共减少无效低效注汽量5.8万吨,约占总注汽量的6%。
改普通注汽为有选择注汽,选择合理的注汽干度。针对稠油井普遍进入高轮次吞吐阶段,注汽效果变差的实际,制定投入产出比,对油气比低于0.3的低产低效井不再注汽,减少无效注汽。根据九区稠油井粘度相对较低的实际,汽驱井适当降低注汽干度,既可防止油井发生汽窜,又使自用油用量有了较大幅度下降。
二、优化措施、产量结构,实现措施创新
1、运用线性规划模拟技术确定措施工作量
根据对2008年措施产量结构进行分析,我们以总费用最小为目标,以完成措施产量和措施井次不突破为约束条件,建立数学概念模型。
作业费用:注汽a1=65万元,注汽加电热杆a2=75万元,挤降粘剂a3=12万元,注汽掺热水伴输a4=69万元,注汽泵上、泵下掺水a4=72万元。
单井增油:注汽b1=1225吨,注汽加电热杆b2=1756吨,挤降粘剂b3=551吨,注汽掺热水伴输b4=1298吨,注汽泵上、泵下掺水b4=1578吨。
以最小费用为目标,以完成12万吨增油产量和不突破80井次工作量为约束条件。即:
目标函数f(x)=a1x1+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,求最小值 (1)
增油量约束条件:b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b5x5≥120000 (2)
工作量约束条件:x1+x2+x3+x4+x5≤80 (3)
x1≤50
x2≤6
x3≤5
x4≤30
x5≤5
式中:x1-x5,不同措施的最大工作量,口;
a1-a5,单井措施费用,万元/口;
b1-b5,单井平均增油量,吨/口
则目标函数f(x)=60x1+75x2+12x3+66x4+72x5 (4)
增油量约束条件:1225x1+1756x2+551x3+1298x4+1578≥120000 (5)
联立(3)(4)(5)式,采用计算机求解,得出2009年最优措施配置为:
注汽31井次,注汽加电热杆5井次,挤降粘剂4井次,注汽掺热水伴输26井次,注汽泵上、泵下掺水14井次。同时对每种措施备选2-5口,以作急时之需,确保有效工作量的及时投入。
2、加强措施过程管理,提高油井措施效益
在总结以往措施井成败经验教训的基础上,积极进行措施创新,对措施井进行“设卡”管理,有效地“过滤”掉那些低效、无效措施,措施成功率和措施效益有了明显提高。
在措施井管理中,从各类措施井的优选分析、方案的优化选择、措施实施过程进行动态管理,找出实施全过程中的潜力点和效益增长点,效益评价提前介入,对无效井“卡”住投入“关口”,杜绝无效、低效措施的“通过放行”,过滤出那些潜力差的措施井;过滤掉不合理的措施方案;过滤掉那些可有可无的工序,从而选择出最佳措施方案。
通过对措施井“设卡”,建立技术责任追究制度,以优秀方案评比为切入点,加强措施调研,与作业、地质、采油矿充分结合,强化措施论证、设计优化、精细施工、监督、信息反馈等主要环节,做好方案效果分析预测评价和效果跟踪,保证了措施实施目标的实现。对于实施好的效果进行奖励,对高效措施提出者进行重奖,对效果差或无效方案除了认真分析存在的技术问题外,还坚持责任追究制度的落实,明确责任,从而降低措施风险。通过优化措施过程管理,使措施井从选井、措施方案的制定-方案实施-措施井生产管理形成了程序化、规范化管理模式,从而达到降本增产、提高经济效益的目的。
3、应用盈亏平衡分析方法,改善单井开发效果
科学确定“关井”产量,从而确定措施内容或采取其它增产增效措施,以较好的发挥该井的潜在效益。通过及时跟踪油价波动变化情况,对经济产量和开发效益进行“动态分析”,建立“快速反应”机制,制定针对性措施:
一是最大限度地发挥高效井潜力。对高效井、大头井优化生产参数,加强维护管理,对预测高效井尽快动用,提前采取适当措施,不再等到转为无效井或躺井时再采取措施,以最大限度地发挥该井的潜力,让其提前“下岗”是为了使其更早、更好地“上岗”。
二是优化低效井管理,使其向高效井转化。通过优化地质、工艺措施,制定挖潜降耗措施,提高投入产出效益,使其转入高效井;
三是综合治理无效、低效井,使其有效、高效井转化。分析无效的成因,分两类进行控制和挖潜:一类是先期动用好,开发程度高,剩余油在现有条件下难以效益开采,进行间开、间关。另一类是剩余储量仍较丰富,但由于防砂作业质量、地面或井筒开发工艺等原因暂时处于无效生产的井,在优化单井工艺技术措施、挖潜增产的同时,加强注采管理,并配套相应的成本控制措施,努力使其转化为有效井、高效井,在无高效措施的情况下继续生产,让其继续“上岗”发挥作用。
四是重新认识特高含水井,变“敞开”为“间开”;重新认识非主力层,变“配角”为“主角”;重新认识油水过渡带,变“禁区”为“特区”。根据油价的变化,在低油价下对低产、低效井关井限产,高油价下对高效井开足马力生产,有选择地将低产、低效井开起来或使其成为“钟点工”。
4、应用单井决策技术,提高工艺措施效果
由于稠油井粘度不同,则单井开采方案则相应有较大差异。我们应用经营决策技术,对注汽、注汽下电热杆、下电热杆三种方案进行比较、优选择科学合理的开发方案,降低生产成本。
这里以KD521断块1口稠油井为例,对以下三种方案进行优选。
方案一:注汽(A1)
方案二:注汽、下电热杆(A2)
方案三:下电热杆(A3)
由于地质结构、工艺因素的影响,三种方案实施后均有三种状态:
a.效果好
b.效果不好
c.效果差
实施三种方案成本投入如下:
方案一:57.5万元
方案二:72.4万元
方案三:16.2万元
根据以往措施效果情况分析,得出状态概率(表1)。
表1 状态概率表 方 案 状态概率(1≥ P≥ 0) 效果好 效果一般 效果差 一 0.5 0.3 0.2 二 0.7 0.2 0.1 三 0.1 0.3 0.6
根据成本和预测产油量,计算出各方案的损益值(表2)。
表2 不同方案的损益值计算表 方
案
状态 一 二 三 产油
(t) 效益(X)
(万元) 产油
(t) 效益(X)
(万元) 产油
(t) 效益(X)
(万元) 效果好 1025 35.26 1985 107.24 256 6.97 效果一般 856 19.97 1254 41.09 156 -2.08 效果差 115 -47.09 226 -51.95 56 -11.13
方案一的期望值=0.5×35.26+0.3×19.97+0.2×(-47.09)=14.203
方案二的期望值=0.7×107.24+0.2×41.09+0.1×(-51.95)=78.091
方案三的期望值=0.1×6.97+0.3×(-2.08)+0.6×(-11.13)=-6.605
通过以上计算表明,方案一的期望值为14.203,方案二的期望值为78.091,方案三的期望值为-6.605,可见方案二优于方案一和方案三,因此,我们选择注汽、下电热杆的工艺方案。该方案可较好地利用两套工艺的协同效应,延长生产周期,提高单井开发效益。
根据不同区块稠油粘度和不同地质特点,均采用决策树进行决策努力提高决策科学性,减少盲目性。如确定是否注汽,下电热杆等。对粘度低于2000mPa·s的井直接采取下电热杆采油,这样可大大降低稠油井采油成本,不搞一刀切。当然,如果预测注汽后产油量低于经济极限产量,则要否决该井注汽作业,并选择相应经济合理的工艺措施。为了方便计算,将单井决策纳入程序化、规范化处理,我们编制单井工艺方案决策程序进行微机处理。
三、效果分析
通过应用决策技术优化油井措施,使产量结构得到了明显的改善,高效产量明显增加。2009年产量构成中,高效产量占总产量的84.5%,低效产量占10.3%,有效产量占总产量的94.8%,无效产量占5.2%,与2008年对比,高效产量提高3.5%,低效产量提高1.2%,无效产量下降4.7%,产量构成发生了显著的变化,说明产量结构有了明显的改善,实现了增产增效的目的。
吨油成本有明显降低。吨汽成本由2008年的98元下降到92元,吨油操作成本由650元/吨下降为620.8元/吨,下降29.2元/吨。吨汽、吨油成本创新低,真正体现了成本、产量的良性互动,实现了油田开发的增产增效。
面对油田“三高(采出程度高、综合含水高、剩余采油速度高)”和资源接替紧张、成本控制难度大的情况下,决策技术的应用使稠油区块开发水平有了明显提高,较好地实现了少投入、多产出的目的,成功实现了稠油等高成本区块油井开发的“软着陆”,各项经济技术指标明显得到改善,基本实现了效益增长方式由数量规模型向质量效益型转变,稠油开发正在向运作的高效率和低成本方向发展。