分层注水井合理测试周期研究

关春燕　(中石油大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江 大庆 163513)

分层注水井合理测试周期研究

关春燕(中石油大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江 大庆 163513)

[摘要]目前油田分层注水井采用的是智能化测调联动技术，研究智能化测调合理的测试周期，对于密井网条件下实现严格控制注水量、提升注水管理水平非常必要。通过研究不同类型分层注水井的测调成果，分析影响测试周期的主要因素，利用统计数据建立经验公式，通过单井层段数和水嘴直径2项参数，确定单井的动态测调周期，对于提高分层注水质量，提高注水井监测水平具有重要的指导意义。

[关键词]分层注水井；注水量；水井测调；合理周期

随着油田进入特高含水期开采，剩余油分布非常零散，主力油层动用程度和水驱控制程度高，含水级别高，非主力油层以低孔、低渗的薄差油层为主，砂体发育连续性差，层间差异大，剩余油挖潜难度增加。为了减小层间矛盾，有效发挥各类油层的潜力，需要对各类油层实行定量注入。为严格控制不同油层的注水量，为油田开发动态分析与方案决策提供不可复得的测试数据，分层注水井的测调方式经历了从普通的电磁流量计到高效测调联动分层注水系统的突破。测调联动分层注水系统是应用井下流量测调仪与相应井下流量可调式堵塞器在井下进行自动对接，采用地面输入指令，微机自控调节堵塞器内过流孔的过流面积，从而达到分层流量实时监测、动态调整的目的，避免了因更换水嘴而投捞堵塞器的工作，实现一次下井过程中同时完成井下多层流量测试和目标流量配注的任务，实现了井下流量、压力、温度等主要参数的地面直读、可视化功能。因此，研究分层注水井高效测调联动合理的测试周期，对于提高分层注水井测试质量，减少异常井发生频率，提高注水井测试管理水平具有重要的意义。

1研究背景

目前油田智能化测调技术采用测试周期为固定周期的管理模式，4个月为1个周期，1年有3个周期。随着注水井井数不断增加，开采井网逐渐加密，影响测试进度及测试精度因素的复杂化，针对特高含水期精细挖潜的需要，研究合理的测试周期，以满足不同井网、不同注入级别、不同层段数、不同管柱的分层注水井对于测试资料录取的需要，具有重要的研究意义。研究方法是对研究区所有分层注水井的测试资料进行现状调查，优选出不同类别的分层注水井，进行1个月为一个测试周期的试验，对比每一个周期的测试数据，直到测试数据出现异常停止测试。针对所有出现注水压力、注水量异常变化井的测试曲线、解释资料等数据进行统计与原因分析，明确影响注水合格率的主要因素，从而研究单井动态测试周期的方法，确定适合研究区域现注水条件下不同类型井的测试周期。

2研究区基本概况

研究区管辖分层注水井2349口，其中常规管柱是1769口井，占总井数比例为75.3%；小直径管柱是472口井，占总井数比例为20.1%；桥式偏心管柱是108口井，占总井数比例为4.6%。统计具有连续2个测调周期资料的分层注水井总井数是2322口，其中正常测试井是1781口，措施井、方案井测试是541口。总层数是8591个，平均单井配注层段数是3.7个。正常测试井中需要调配水嘴的井数是866口，占正常测试井数比例是37.3%。

在常规管柱中优选不同类型的分层注水井作为试验井，研究分层注水井合理的测试周期[1]。选井具有5个原则：一是选择不同井网的注水井，包括基础井网、一次加密调整井和二次加密调整井；二是选择不同开采对象的分层注水井，包括萨尔图油层、葡萄花油层和高台子油层；三是选择不同开采方式的分层注水井，包括水驱和聚驱2种方式；四是选择不同级别日注水量的分层注水井，包括日注水量>60m3、30m3<日注水量≤60m3、日注水量≤30m3共3种级别；五是选择不同配注层段数的分层注水井，包括4层以上、4层、4层以下的井，井数比例为1∶1∶1。根据选井原则，优选出69口井，开展分层注水井测试周期的研究工作。

3研究数据对比

试验井每个月测试1次，连续测试时间是8个月，共录取69口井552井次的测试数据，按照单井日注水量、单层日注水量和注水压力变化幅度分类进行对比。对于单井日注水量波动>20%、单层日注水量波动<30%、注水压力波动>0.5MPa这3种情况，符合其中一种的视为不合格测试井。下面按不同井网条件、不同配注层段数、不同日注水量进行测调资料的对比。

3.1　按不同井网

1)基础井基础井对比井数是17口，第4、5、6个测试周期单井测试资料的符合率分别为76.5%、73.3%、53.3%。

2)一次井一次井对比井数是25口，第4、5、6个测试周期单井测试资料的符合率分别为91.3%、80.0%、65.0%。

3)二次井二次井对比井数是21口，第4、5、6个测试周期单井测试资料的符合率分别为81.3%、75.0%、73.3%。

4)聚驱井聚驱井对比井数是4口，第4、5、6个测试周期单井测试资料的符合率分别为100%、75.0%、66.7%。

分析研究区69口试验井连续8个周期的测试资料，第1～8个测试周期单井测试资料的符合率分别为97.0%、92.3%、89.1%、85.0%、76.4%、64.2%、63.5%、60.8%。

3.2　按不同注水层段数

1) 4层以上注水层段数为4层以上的井对比31口，第3～8个测试周期单井测试资料符合率分别为76.7%、72.4%、60.0%、40.0%、37.5%、33.3%。

2) 4层注水层段数为4层的井对比18口，第4～8个测试周期单井测试资料符合率分别为93.3%、86.7%、76.9%、76.9%、76.9%。

3) 4层以下注水层段数为4层以下的井对比18口，第8个测试周期单井测试资料符合率为92.9%。

分析研究区69口试验井连续8个周期的测试资料，第1～8个测试周期单井测试资料符合率分别为96.3%、91.5%、89.8%、85.9%、75.2%、63.1%、62.3%、61.1%。

3.3　按不同日注水量

1)日注水量>60m3统计日注水量>60m3的对比是31口井，第3～8个测试周期单井测试资料符合率分别为76.7%、66.7%、33.3%、16.0%、8.3%、4.2%。

2) 30m3<日注水量≤60m3统计30m3<日注水量≤60m3的对比是18口井，第3～8个测试周期单井测试资料符合率分别为83.3%、73.3%、60.0%、46.7%、46.7%、42.9%。

3)日注水量≤30m3统计日注水量≤30m3的对比是31口井，第3～8个测试周期单井测试资料符合率分别为88.2%、82.4%、62.5%、56.3%、56.3%、43.8%。

分析研究区69口试验井连续8个周期的测试资料，第1～8个测试周期单井测试资料符合率分别为95.5%、90.8%、81.5%、72.6%、48.3%、35.7%、32.7%、25.9%。

表1　水嘴反常统计表

3.4　按不同水嘴

针对不同大小的水嘴影响研究[2]，统计1821个层，反常层数122个，反常比例平均为6.7%(表1)。

4研究合理测调周期

研究表明，水嘴从小到大反常可能性逐渐降低，水嘴直径小于2.0mm层段反常率是水嘴直径2.0~4.0mm层段反常率的1.6～1.7倍；水嘴直径2.0~4.0mm层段反常率是水嘴直径4.0~6.5mm层段反常率的1.8倍；水嘴直径7.0mm及以上层段反常率基本与水嘴直径4.0~6.5mm层段反常率持平。但有35个层段吸水量表现为下降，不可调，可调层只有14个，反常比例不到2%，因此将水嘴影响转变为层段数影响来计算周期。

从统计结果可以看出反常比例B同水嘴直径D成反比关系：即B=C/D(其中C为经验公式取值)。

D取区间均值：D1=1.8时，B1=0.146；D2=3.0时，B2=0.091；D3=5.2时，B3=0.051。

根据统计数据做出散点图，并进行回归分析，得到相关系数R2=0.9991，误差满足要求。

将中间的直径4.0mm水嘴所在层段定为1层，其他直径水嘴所在层段即可定为4/D个层，欠注层按0.4层计算，停注层按0.2层计算，对不同注水层段下符合率与测试周期的关系进行修正，结果如图1所示。

研究表明，测试周期随着层数降低明显延长，根据理论分析，结合实验结果，运用数理统计方法，进行回归分析可得出测试周期T1与层数等因素成如下关系：

T1=K×(1/N1)a

(1)

式中：N1为视层段数，N1=4×(1/D1+……+1/Dn);D1~Dn为各层段水嘴直径，mm；a为层间干扰系数,1；K为常数，与水质、符合率等因素有关,1。

根据视层段数与符合率关系统计结果，取符合率达到70%为周期临界点。

5层周期为3～4个月，取3.5个月；4层周期为4～5个月，取4.5个月；3层周期为6～7个月，取6.5个月；2层井到第8个测试周期时符合率为95.0%。根据分析数据做出散点图，进行回归分析，得到R2=0.9998，误差满足要求(图2)。

图1　不同注水层段下符合率与测试周期的关系　　　　　　　图2　测试周期与注水井层段数关系图

根据得到的a、K值反推测试周期5层为3.47个月，4层为4.56个月，3层为6.46个月，2层为10.58个月，符合统计结果。

理论解释：由于全井水量波动大于20%或单层水量波动大于30%或压力波动大于0.5MPa定为不合格井，因此，任一层段反常就意味着该井反常。理论上2层井测试周期应为1层井的1/2，3层井测试周期应为1层井的2/3，……，N1层井测试周期应为(N1-1)层井的(N1-1)/N1。测试周期随着层数降低明显延长[3]。根据理论分析，结合试验结果，运用数理统计方法进行回归分析，可得出测试周期T1与层数等因素成如下关系：

T1=K×(1/2×……×(N1-1)/N1)= K×(1/N1)

(2)

根据经验公式，反常比例同水嘴直径成反比关系，将中间直径4.0mm水嘴所在层段定为1层[4]，其他直径水嘴所在层段即可定为4/D个层，停注层按0.2层计算。

在对试验结果和异常井资料统计分析的基础上，通过拟合技术修正不同类型分层注水井测试周期T的经验公式如下：

T=K×(1/N)a

(3)

式中：a=1.2069；K=24.277。

5结论

1)通过对研究区不同井网、不同注入级别、不同注水管柱、不同直径水嘴的分层注水井测调周期的个性化研究，确定出单井科学合理的测试周期。

2)通过对试验结果和异常井资料统计分析，运用数理统计方法找出不同情况下分层注水井的分布规律，确定出适合油田的不同类型井的测试周期。

[参考文献]

[1]赵爽. 分层注水井测试工艺的前沿技术与发展趋势[J] .科技与企业，2012，21(9)：319～320.

[2] 薛慧明. 浅析分层注水井注水合格率影响因素及提高方法[J] .价值工程，2013，32(15)：87～88.

[3] 苗艳华. 分层注水井合格率影响因素及提高措施[J] .中国城市经济，2011，8(2)：15～17.

[4] 李强. 注入水水质对水井测试的影响[J] . 中国新技术新产品，2010，18(13)：156～158.

[编辑]黄鹂

[编辑]帅群

[引著格式]关春燕.分层注水井合理测试周期研究[J].长江大学学报(自科版) ,2015,12(29):83~86.

[中图分类号]TE357.6

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2015)29-0083-04

[作者简介]关春燕(1973-)，女，工程师，长期从事油田开发方面的研究工作，gchunyan@petrochina.com.cn。

[收稿日期]2015-04-03