数字化气田精细气井管理探讨

成育红，马 媛，曹朋亮，李大昕，孙 振，唐 婧，雷国发，李 媛，张 浩

（中国石油长庆油田分公司第五采气厂，内蒙古乌审旗 017300）

数字化气田精细气井管理探讨

成育红，马 媛，曹朋亮，李大昕，孙 振，唐 婧，雷国发，李 媛，张 浩

（中国石油长庆油田分公司第五采气厂，内蒙古乌审旗 017300）

苏东气田位于苏里格气田东部，该地区储层物性差、非均质性强是典型的低压、低渗、低产的三低气田,气井在生产的过程中表现出压力下降快、稳产期短、产水等特征，气井管理难度非常大。随着气田的发展壮大，井数逐渐增多，如何科学管理确保气田高效开发，达到“提高管理水平、精简组织机构、减少劳动强度”的目标，成为制约苏东气田现代化、数字化发展的瓶颈。针对苏东气田在气井管理方面面临的困难，经过几年来对气井生产动态特征的研究提出了分类管理的精细气井管理思路，结合气田先进的数字化平台、站控系统，研究开发了一套精细气井管理数字化平台。该平台主要包括智能监测、智能提示、智能分析、气井管理智能考核实现了气井管理智能化、精细化。

精细气井管理；智能监测；智能提示；智能分析

随着气田生产规模逐步提升，井数逐渐增多，低产低效井比例增大，传统的管理办法效率低下，员工操作劳动强度大、异常气井不能及时发现、气井管理制度执行不到位、效果评价不能及时跟进等缺点，管理部门越来越迫切地希望寻找到一种适合数字化气田的管理方法，深入推进精细气井管理真正做到“让数字说话，听数字指挥”。

1 气井分类管理思路

分类管理是指按照管理目标的共性特征进行分门别类，抓住主要矛盾和主要问题，分清重点与一般，从而有针对有区别地采取管理方式的一种定量化管理方法。

苏东气田储层物性差、非均质性强是典型的低压、低渗、低产的三低气田,气井在生产的过程中表现出压力下降快、稳产期短、产水等特征，气井管理难度大。常规按照气井产量分类或储层物性特征进行分类的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ井分类方法,难以满足气田开发需求。综合考虑苏东气田实际依据气井生产动态特征将气井分为连续生产井、产水井、间歇井进行管理并建立了针对性管理措施。

2 数字化管理平台的搭建思路与应用

精细气井管理平台充分利用计算机网络技术、气藏管理技术、采气工艺技术、数据远传技术，把“异常井智能监测、气井管理制度智能提示、泡排实施效果智能分析、气井管理智能考核作为平台建设思路,应用了苏里格气田生产运行管理子系统数据库，集气站远传历史记录数据库2个数据库，编写了压降速率判识算法、节流器失效井判识算法、产水井判识算法、效果分析算法4个判识算法，搭建了智能监测、智能提示、智能分析、智能考核4个主平台界面及节流器更换、产水井制度制定、排水采气报表、产量下发计划3个辅助平台界面，实现了异常井及时发现、气井管理措施有效落实、气井管理制度不断优化、气井管理考核自动发布的功能及压降速率查询、节流器更换查询、产水井查询、气井排水采气实施情况查询、排水采气有效井等辅助功能。

2.1 智能监测

智能监测主要是通过编写计算机程序对生产过程中压力、产量异常的气井及产水井进行监测报警，确保管理人员在第一时间内发现问题并采取针对性措施，主要分为压降速率智能监测模块、节流器失效井智能监测模块、产水井智能监测模块。

2.1.1 压力速率智能监测 压降速率智能监测以A3数据库为载体，对气井每日压力进行跟踪,选取连续生产15天每天开井24小时的单井压力数据计算压降速率,系统每5分钟计算一口井，一直往复循环,当遇到压降速率不合理的气井就会反映到前台。

P1—当天的压力，MPa；P2—以当天为起点往前推1天的气井压力，MPa；P3—以当天为起点往前推2天的气井压力，MPa；P14—以当天为起点往前推13天的气井压力，MPa；P15—以当天为起点往前推14天的气井压力，MPa；A1—当天与当天前 1天的降速率，MPa/d；A2—当天前1天与以当天为起点往前推1天的降速率，MPa/d；；A14—当天前1天与以当天为起点往前推1天的降速率，MPa/d；A—14天的平均降速率，MPa/d；通过压力智能监测模块技术人员可以筛选出压降速率不合理的气井并查询压降速率不合理的气井的生产曲线、无阻流量、目前产量、压力、压降速率、生产层位等关键参数，便于管理人员对压降速率不合理的气井调产。通过压降速率智能监测可查询气田所有井的压降速率进行计算并导成excel电子表格的功能，为评价全气田的速率提供数据。节流器被更换后，在节流器更换的平台界面填写更换记录，日后即可查询。

表1 气井压力智能监测表

2.1.2 节流器失效井智能监测 当气井节流器失效后不及时关井继续生产危害巨大，一是存在安全隐患：气井节流气失效后气量突然增大,引起井底压力波动部分气井可能出砂，尤其是投产时间较短的新井，气井出砂会导致阀门、管线、弯头等刺漏；二是节流器失效后长期生产容易引起速敏、压敏等敏感性、水侵、破坏储层渗流通道不利用气井稳产。气井节流器失效一般分为开井时节流器失效、生产过程中节流器失效两种情况，开井过程中井口有人，节流器失效可以及时发现，因此节流器失效井智能监测模块主要针对正常生产时节流器失效。节流器失效井智能监测模块以集气站的远传数据为基础，主要依据气井正常生产时节流器失效后表现出套压迅速下降，气量迅速增大，油压缓慢上升的特征及节流器失效井关井后表现出来套压停止下降，气量为零的特征，为依据设置条件，达到节流器失效井智能监测的目的。

表2 节流器失效井判断依据表

图2 节流器失效井智能监测流程图

某口井符合以上三个条件中两个时视为节流器失效井，节流器失效井智能监测就会自动报警,当采取关井措施报警就会消除。

图3 产水井智能监测流程图

2.1.3 产水井智能监测 典型的积液特征有四大类：套压与产气量波动；套压上升与产量下降；套压高值不变与不产气；短期关井存在油套压差。产水井智能监测模块根据积液气井油套压和气量变化特征编写成计算机程序达到积液井智能监测的目的。

产水井智能监测模块后台判断依据具体算法：

选取连续生产10天每天开井24小时的单井压力数据计算压降速率,若某口井未达到连续生产10天每天生产时间24小时，则该井不参与计算。

P1—当天的压力，MPa；P2—以当天为起点往前推1天的气井压力，MPa；P3—以当天为起点往前推2天的气井压力，MPa；P9—以当天为起点往前推8天的气井压力，MPa；P10—以当天为起点往前推9天的气井压力，MPa；A1—当天与当天前 1 天的降速率，MPa/d；A2—当天前1天与以当天为起点往前推1天的降速率，MPa/d；A3—当天前1天与以当天为起点往前推2天的降速率，MPa/d；A9—当天前1天与以当天为起点往前推8天的降速率，MPa/d。

选取连续生产10天每天开井24小时的单井压力数据，计算相邻两天套压的差值（用后一天减去前一天）；计算的结果里面，如果正数的个数大于负数的个数，视为套压波动井。

P1—当天的压力，MPa；P2—以当天为起点往前推1天的气井压力，MPa；P3—以当天为起点往前推2天的气井压力，MPa；P9—以当天为起点往前推8天的气井压力，MPa；P10—以当天为起点往前推9天的气井压力，MPa；A1—当天与当天前 1 天的降速率，MPa/d；A2—当天前1天与以当天为起点往前推1天的降速率，MPa/d；A3—当天前1天与以当天为起点往前推2天的降速率，MPa/d；A9—当天前1天与以当天为起点往前推8天的降速率，MPa/d。

选取连续生产10天每天开井24小时的单井数据，10天内累计产气量下降超过0.05万立方米的单井（以当天向前推10天，与上个10天作比较）。

该井套压下降平稳气量大幅下降

Q1—当天的气井产量，104m3；Q2—以当天为起点往前推1天的气井产量，104m3；Q3—以当天为起点往前推2天的气井产量，104m3；Q11—以当天为起点往前推10天的气井产量，104m3；Q12—以当天为起点往前推11天的气井产量，104m3。

若某口当天生产时间大于0小于24小时，前一天的生产时间为0，当天油套压差大于等于2 MPa,该井存在油套压差。该井存在油套压差。

通过产水井智能监测模块可及时发现产水井并附有该井生产曲线、目前产量、压力等关键参数，技术员即可根据相关参数制定该井排水采气制度。

2.2 智能提示

通过产水井智能监测判识出新产水井后，即可在智能提示后台的制度制定界面制定排水采气制度，制度制定完成后，计算机会对制度制定的日期产生记忆，根据制度周期，推算制度执行日期，并进行提示。

操作员工按照制度采取措施后，必须当天填写排水采气报表，智能提示后台就可根据排水采气报表对该井当月制度计划执行情况及实际执行情况进行统计。

智能提示前台即可提示3日内需要采取排水采气措施的单井（2天内要执行的井标红，3天内要执行的井标黑）及相应排水采气制度督促操作员工采取措施并对计划执行次数和实际执行次数智能统计确保制度有效落实。

图4 产水井智能提示流程图

2.3 智能分析

技术员对生产过程中的异常气井采取管理措施后，智能分析模块会自动跟踪采取措施后气井的效果，对于效果不好的气井将自动发送到技术人员电脑上提醒技术人员继续优化措施，从而保证措施不断的优化。

2.3.1 气井工作制度优化效果智能分析 对压降速率不合理的气井更换节流器后,先在气井工作制度优化效果智能分析后台填写节流失效井更换记录，后台就会跟踪气井压力、产量变化情况，自动计算并对比工作制度调整前后的压力、产量、压降速率，评价工作制度调整效果。

对于调整后效果不明显的气井工作制度优化效果分析前台就会标识出来，督促气井管理人员继续优化调整，保证气井效果最优。

2.3.2 产水井排水采气效果智能分析 当操作人员按照制定的排水采气制度执行后，填写排水采气报表后，产水井排水采气效果智能分析后台自动分析制度执行后压力和产量变化情况判断该井的排水采气效果并统计当月效果好的井和效果不好的井的比例。

效果分析的后台判断依据：

套压下降：选取制度执行后生产10天的单井压力数据计算压降速率，其中有7天的压降速率小于零该井套压下降。

图5 气井工作制度优化效果分析流程图

P1—当天的压力，MPa；P2—以当天为起点往前推1天的气井压力，MPa；P3—以当天为起点往前推2天的气井压力，MPa；P9—以当天为起点往前推8天的气井压力，MPa；P10—以当天为起点往前推9天的气井压力，MPa；A1—当天与当天前 1 天的降速率，MPa/d；A2—当天前1天与以当天为起点往前推1天的降速率，MPa/d；A3—当天前1天与以当天为起点往前推2天的降速率，MPa/d；A9—当天前1天与以当天为起点往前推8天的降速率，MPa/d。

气量增长以当天向前推10天的累计产气量与上个10天作比较 (每天开井24小时的单井压力数据)若累计产气量大于上个10天的累计产气量则气量增长

Q1—当天的气井产量，104m3；Q2—以当天为起点往前推1天的气井产量，104m3。

排水采气效果智能分析前台可实现出效果不好的气井自动扫描，自动发送给技术人员提示技术人员优化该井的排水采气制度,智能统计有效井次数的功能。

2.4 气井精细管理智能考核

气井管理智能考核主要依据《气井精细管理实施细则》结合计算机网络技术对气井的产量及管理进行考核。产量考核主要是考核作业区当月产量完成情况，管理考核主要考核智能监测模块发现的压力、产量异常井的处理情况及排水采气制度执行情况。

气井精细管理智能考核的后台主要分为产量考核和管理考核两部分，产量考核以班站为单位，把当月完成产量与月初所下发产量对比，每未完成月计划产量的0.1%扣0.5分；气井精细管理考核主要针对智能监测模块发现的压降速率不合理的气井、产水井、节流器失效井处理情况，智能提示模块统计的制度执行情况，排水采气效果分析模块的有效井增产情况结合气井精细管理实施细则进行考核，遇到特殊情况也可人工修改。气井精细管理智能考核前台可以查询每个作业区每个月的精细气井管理考核得分,自动评价各作业区气井管理的水平。

3 数字化气田配套工艺建设

3.1 低产低压井远程定压开关井技术

对于套压低于5 MPa，井口数据远传无故障、电磁阀开关灵活、座封良好的气井根据油压恢复情况设置电磁阀远程开井，根据气量下限值远设置电磁阀远程关井，即可实现低产、低压井的远程控压开关井技术，提高气井利用率。

3.2 自动加注技术

为降低员工劳动强度，减少井口作业风险，开展了自动加注装置现场试验，根据积液井的生产动态特征在气井精细管理平台制定加注制度，通过效果智能分析模块不断优化加注制度即可实现气井泡排智能化,提高了排水采气效率。

4 结论

（1）气井精细管理数字化平台的智能监测模块有效确保异常气井及时发现，智能提示模块加强了措施气井的过程控制，智能分析模块随时跟进效果不断优化制度，智能考核公平公开发布考核，环环相扣不断使气井管理水平提高。

（2）通过建立精细气井管理平台及数字化气田配套工艺使得传统的人工分析、井口人工操作转变为智能分析、井口自动操作初步实现了气井精细管理智能化。

（3）搭建数字化气井平台把技术人员从发现异常问题的环节中解放出来，实现气井管理过程中数据统计和动态分析的有机衔接，缩短了技术人员在数据统计整理中的时间消耗，减轻了技术人员的工作强度，让技术人员把更多的时间和精力投入有效的技术研究和开发管理上来。

[1] 洪鸿，李莲明.分级分类精细气田管理探索与实践[M] .北京：石油工业出版社，2000.

[2] 李士伦.天然气工程[M] .北京：石油工业出版社，2000.8

TE377

A

1673-5285（2012）07-0046-06

2012－05-15