六西格玛在提高孔南油田分注井洗井效果的应用分析

杜晓霞

中国石油大港油田石油工程研究院 （天津 300280）

六西格玛在提高孔南油田分注井洗井效果的应用分析

杜晓霞

中国石油大港油田石油工程研究院 （天津 300280）

大港孔南油田分注井平均洗井成功率为73.1%，低于大港油田平均水平。针对孔南油田洗井成功率低的问题，利用六西格玛方法找出孔南油田分注井洗井成功率低的主要影响因素，对工作流程及工艺进行改良优化，提高孔南油田分注井洗井成功率，确保分注井正常工作，全面提升服务质量，从而提高客户满意度。

分注井；洗井成功率；六西格玛

分注作为孔南油田开发“控递减”缓解层间矛盾的主要手段，在油田稳产开发中发挥着不可替代的作用。分注井管柱腐蚀结垢、测调仪器遇阻，管柱砂堵短期失效等问题频繁出现，需要洗井以延长分注管柱有效期，而洗井不成功严重影响分注效果。项目组采用六西格玛管理方法[1]，通过定义、测量、分析、改进和控制阶段的分析，消除不良影响，改善洗井效果，从而提高洗井成功率。

1 定义阶段

1.1 选题理由

孔南油田作为大港油田“增油上产”的主战场，注水任务十分艰巨，2016年孔南油田分注井共洗井119井次，洗井不成功32井次，洗井成功率仅为73.1%，因洗井不成功造成作业的分注井数22口，占全年分注井21%，大港油田平均洗井成功率为84.5%，远远低于大港油田平均水平。为减少因洗井不成功而造成的检管、欠注等情况的发生，急需提高孔南油田分注井的洗井成功率。

1.2 目标设定

该项目旨在以科学的方法改进工艺流程及工艺，提高洗井效果，将洗井成功率由73.1%提高至大港油田平均水平84.5%。

2 测量阶段

2.1 洗井不成功原因分析

统计32井次洗井失败原因，如表1所示。

表1 洗井不成功原因统计表

统计分析得到，洗井不成功的原因主要是洗井不通，下一步将分析这一主要原因，筛选末端因子。

2.2 末端因子分析

项目组成员利用树型图层层分析找出末端因子[2]，共选出8条末端因子（图1）。

2.3 FMEA潜在失效模式及后果分析

将末端因子进行潜在失效模式分析，通过风险指数选出重要因子（表2）。

通过FMEA失效模式分析按风险系数分数高低筛选的重要因子有：注入水水质、封隔器洗井通道大小、地层出砂情况、洗井周期、洗井排量、作业人员。

图1 树型分析图

表2 FMEA潜在失效模式分析表

2.4 快赢措施

根据所选出的重要因子进行要因改进计划。经项目组成员讨论对注入水水质、洗井排量及作业人员采取快赢措施。

快赢措施1：改善注入水水质。建议孔南油田对注水系统进行如下管理：①对水罐彻底清理；②对注水管线要进行加药防腐处理；③集中检查[3]，对没有装过滤网的注水井要加装过滤网。

快赢措施2：针对不同井况采用不同的洗井方式，从而提升洗井效果。结合目前注水现状，在充分考虑测调等因素的基础上，对不同类别水井采取不同的洗井排量，根据实际洗井注水情况优化调整洗井方案。

快赢措施3：培训注水井管理知识，提高作业人员操作水平。联合孔南油田技术人员对作业人员进行注水井设备及操作管理培训。

3 分析阶段

制定快赢措施后，还有3个要因需进一步分析。制定数据收集计划，项目组成员查阅生产报表对数据进行收集，根据收集的数据对要因进行确认分析（表3）。

要因分析1：封隔器洗井通道大小。目前，孔南油田主要采用DGY-3可洗井封隔器和DGS-2可洗井封隔器，它们的洗井通道大小分别是2 mm和3 mm，将收集的数据进行卡方检验分析，收集的数据如表4所示。

表3 部分井数据收集统计表

表4 封隔器洗井通道大小与洗井情况数据表

经过卡方检查分析，假设显著水平为0.05，得到概率值0＜0.05，因此拒绝原假设，说明洗井通道大小对洗井成功与否有显著影响，3 mm通道成功率更高[4]。下一步将对DGY-3封隔器的洗井通道进行改进，以便提高洗井成功率。

要因分析2：地层出砂情况。对出砂井与不出砂井的洗井结果进行了统计（表5）。

表5 出砂情况与洗井情况数据表

经过卡方检验分析得到，概率值0.025＜0.05,说明出砂情况对洗井是否成功有显著影响，下一步需要对这一情况进行措施改进。

要因分析3：出砂情况和洗井周期。项目组成员从现场调查洗井情况得知，对于出砂井洗井周期会做相应调查，比正常的洗井周期要长，所以项目组成员决定对洗井周期和出砂情况进行多元逻辑回归分析（图2），检验它们相互影响对洗井成功与否的影响。

图2 多元逻辑回归分析截图

综合多元逻辑回归分析，分析结论是出砂情况和洗井周期几乎都显著，而且拟合优度检验也证明分析结果的误差不显著。

结合洗井周期与逻辑回照片事件概率进行拟合线图分析，如图3所示。

在多元逻辑回归分析后存储了模型的事件概率，通过拟合线图可以分析连续变量洗井周期与逻辑回归模型的相关性。分析得到拟合结果的相关性为89.7%，说明洗井周期越短，洗井成功率越高。

图3 洗井周期与逻辑回归事件概率的拟合线图

4 改进阶段

4.1 要因改进

由要因分析得到封隔器洗井通道大小、出砂情况及洗井周期对洗井成功率均有显著性影响，故需要对这3个要因进行改进。

改进一：增加DGY-3封隔器的洗井通道

由分析阶段的数据可知，将洗井通道从2 mm增加到3 mm能减少洗井通道堵塞[5]。增加洗井通道后中心管壁厚将减小，按下列公式计算内屈服压力：

式中：γ为材料的最小屈服强度，MPa；t为公称壁厚，mm；D为公称外径，mm。

计算后，封隔器中心管抗内压为40.5 MPa,在安全范围内。

重新设计图纸加工样机后在实验室及现场试验，封隔器在150℃、压差35～36 MPa下密封性能较好，洗井阀能有效打开洗井，达到设计指标，满足现场使用。

改进二：针对出砂情况对球座进行改进

将球座的改为可沉砂球座，分注井管柱内的砂可沉降到尾管，挡砂帽防止油管内的砂沉降到球上，并且可以反洗井。

改进三：对洗井周期进行调整

安排洗井作业时要充分考虑出砂等因素的影响，如果一口井在短期之内反复洗井，容易造成地层环境不断激动，使注水井洗井后吸水能力逐步下降。项目组成员按出砂情况的不同合理安排分注井洗井周期。

4.2 改进实施效果

分注井洗井成功率目标84.5%，经过测量、分析、改进阶段实施后，孔南油田的洗井成功率提高至86.67%，完成了目标值（表6）。

表6改进后实施效果

阶段项目改善前数据快赢措施制定中快赢措施实施后改进措施过程改进措施实施后时间2 0 1 6年1季度2 0 1 6年2季度2 0 1 6年3季度2 0 1 6年4季度2 0 1 7年1月2 0 1 7年2月2 0 1 7年3月2 0 1 7年4月2 0 1 7年5月2 0 1 7年6月洗井成功率7 3.9 0%6 4.2 9%7 3.6 8%7 5.0 0%7 2.7 0%8 0.0 0%7 8.6 0%8 1.2 5%8 0.6 2%8 6.6 7%

5 控制阶段

为巩固实施效果，针对洗井质量不高的情况，制定了注水井洗井规章制度。

6 结论

项目实施过程中，找出影响孔南油田分注井洗井成功率的因素，以统计收集分注井洗井数据为依据，对影响因素进行层别，找出主要原因，制定相应的改进措施。项目实施后，孔南油田分注井洗井成功率由73.1%提高至86.67%，完成了目标值。

[1]丛巍巍.提高油田注水井洗井有效率的措施[J].化学工程与装备,2017(1)：136-138.

[2]吉 洋,刘 敏,王立苹,等.海上油田分层注水反洗井技术研究与应用[J].中国海上油气,2015,27(2)：87-92.

[3]郭雯霖,白健华,沈 琼,等.渤海油田分层注水管柱防卡及洗井工艺[J].石油机械,2013,41(9)：56-58.

[4]姜凤玖.支撑式可洗井封隔器分层注水管柱[J].石油机械,2003,31(5)：44-45.

[5]张耀刚,贾浩民,任发俊,等.靖边气田低压气井低伤害洗井工艺技术研究[J].石油化工应用,2011,30(2)：46-49,73.

The average success rate of well washing of separate injection wells is 73.1%in Dagang Kongnan Oilfield,which is lower than that of Dagang oilfield.In view of the low success rate of well washing in Kongnan Oilfield,the Six Sigma method is used to find out the main factors of affecting the well washing success rate of separate injection wells,and workflow and process are optimized to improve the well washing success rate of separate injection wells in Kongnan Oilfield,ensure the normal operation of the separate injection wells,and improve the service quality comprehensively,so as to improve customer satisfaction.

separate injection well;success rate of well flushing;Six Sigma

杜晓霞（1985-），女，硕士，工程师，主要从事分注卡水工艺的研究工作。

左学敏

2017-09-08