三元复合驱地上地下一体优化高效开发建设模式

王学佳

大庆油田有限责任公司第二采油厂工艺研究所

萨南油田经过多年的开发建设，已进入高含水、高采出阶段，水驱三次加密井网逐步调整到位，开采对象和开发方式逐渐多样化发展[1-2]，增储上产潜力区块主要采用三元复合驱的驱替方式进行开发。虽然随着开发建设的逐渐深入，萨南油田地面系统建成了较为完善的油气水集输处理系统及电力、道路等配套系统，能够为油田不同开发阶段持续高产稳产提供有利保障[3]，但“分散建站”“有人值守”“因岗定员”等传统建设模式[4-6]，造成了三元复合驱产能建设投资高、管理节点多、生产运行成本高等一些列问题，严重影响了油田的综合开发效益。为此，开发和地面系统技术人员紧密结合，在萨南油田某一三元驱开发区块产能建设中，创新性地提出适应三元复合驱周期性开发的地上地下一体优化建设模式，有效控制了建设投资的同时，较好地保障了开发效果[7-8]。

1 统筹布局与错峰开发

（1）优选驱替方式。由于“十二五”后期萨南油田产能部署规模及驱替方式不一致，导致投资及生产运行成本较高等问题。为满足不同驱油体系对药剂类型的需求，对地面系统进行了大规模的改扩建，“十三五”期间对开发部署进行了优化，在试验结果的指导下优选弱碱三元复合驱南六区—八区采取统一的驱替方式，实现开发部署政策由“一块一策”向“区域整体部署”转变[9]，同时为地面系统整体布局、宏观优化创造了有利条件。

（2）建立三元药剂注入错峰开发预判体系。为控制新建站库规模及建设投资，实现站库能力有序接替，在某一弱碱三元复合驱为期五年的开发建设过程中，地面系统创新建立了三元药剂注入错峰开发预判体系。由图1可知，按“七东→七西→八东→八西东→八西西”方案开发顺序，与模拟开发顺序（七东→八东→七西→八西东→八西西）对比，聚合物、碱、表面活性剂等药剂注入量能够实现“峰谷错开”“错峰开发”，达到区域内各种药剂年均注入量相对均衡，从而实现二元站站库能力有效接替。二元站药剂用量降低53 t/d，降幅比例达29.4%，节省建设投资1 710万元。

图1 南7-5二元站药剂注入错峰开发预判Fig.1 Prediction of agent injection mispeak development at South 7-5 Binary Station

2 一体优化与联合设计

（1）研发新老井预测分析系统。开发和地面在技术上紧密结合，该区块三元复合驱产能工程中，对新老井产量预测流程进行了改进（图2）。经过评价研判及反馈，实现了开发预测与地面站库能力建设的合理匹配，确定站库能力系数为开发预测的1.1～1.25倍，站内大型容器及处理设备规格根据设备系列在此范围内确定，能够节省建设投资、减小运行调节和生产管理难度[10]。

图2 改进后产量预测数据编制应用流程Fig.2 Application flow compiled by improved yield prediction data

基于此流程和参数对Excel 表格软件进行了二次开发，利用SpreadJS 操作界面和开放的API设定区块量与地面集输、污水、配注系统之间的关系计算公式，实现数据交互计算和新老站产量预测表导入导出功能，保证了预测精度，提高工作效率。

（2）确立地面井位四项原则。为解决三元复合驱产能开发建设过程中，已建井网密集、站库等建筑数量庞大导致的可利用规则土地少和地面井位选址困难的问题，油藏、采油、钻井、地面四大系统统筹协调，将地面井位优化工作前移，通过信息交互反馈机制共同推进一体化设计，形成了一套完整的井位优化方法。并在产能新井勘测和确定钻井井位过程中，因地制宜，建立了确定地面井位的4项原则：①地面井口位移应小于400 m；②兼顾地面集油、注水方向；③尽量避开林地袍泽敏感区；④宜布置在老井井场或附近。

（3）创新CAD 图像拟合技术。利用CAD 图层叠加渲染技术，将A4 图形数据库、谷歌地图与地下井位图进行叠加结合（图3），通过对迁移工程量对比，合理确定初选站址，并开发建立信息反馈机制，将地面新建工程选址、已建建筑、地面设施及地下隐蔽工程量等影响钻井的因素反馈给开发部门，提出井位迁移建议方案，减少反复核实工程量，提高井位勘测的有效性，加快产能建设进度。另外，在满足技术参数的条件下，对各类管道进行整体规划设计，合理利用土地，将工艺管廊带、电力线路、进井道路等设施采用“三路合一”方式进行建设，既减少施工费用和前期测量工作量，又便于后期维护与生产管理，为管道完整性监控提供便利。

图3 平台井形成示意图Fig.3 Schematic diagram of platform well formation

通过此措施，合理设计、优化井位，共形成丛式井平台178座，减少各类管道路由长度97.98 km，减少占地0.44 km2，共节省投资2 079万元。

3 集中建站与联合布站

（1）编制集中建站判据标准。通过区域站库系统关系分析和方案及技术经济论证对比，在某弱碱三元复合驱产能建设工作中探索建立了满足“总体规划、集中布站、分期实施”建设模式的参数预判表（表1）。对同一驱替方式相邻开发建设区块采用“总体规划、分期实施”的建设模式，将4座小站优化为2座大站，实现了分散管理模式向集约化管理模式的转变，共节省投资1.3 亿元，年节省运行费用860余万元。

表1 “总体规划、集中布站、分期实施”建设模式判据Tab.1 “Overall planning，centralized station distribution，phased implementation”construction mode criterion

（2）实施多岗位联合布站模式。在该三元复合驱产能工程中，采用“三集中、两融合”（集中布站、集中监控管理、集中供电，专业融合、厂房融合）布站工艺。综合考虑集输半径和运行能耗的同时，将转油、污水、二元不同功能站场联合布站，集中监控。实现节省占地面积2 190 m2，采暖、供电、供水、围栏等设备实现公用，节省建设投资460万元。

4 结束语

通过对地上地下一体优化技术的探索应用，将油藏、采油、钻井、地面四大系统信息数据相结合，充分利用地上地下一体优化技术的信息反馈机制进行参数交互优化，减少了单一数据在各系统流程中重复核实的工作量，解决了单一信息在各部门流转中的决策多解性及冲突性问题，体现了该项技术的优势。基于地上地下一体优化技术探索应用的建设模式，在萨南开发区三元复合驱产能开发建设中获得了较为理想的实践结果。通过“统筹布局、错峰开发”“一体优化、联合设计”“集中建站、联合布站”三大措施，共计节省建设投资4亿元，占产能地面总投资近15%。因此，利用地上地下一体优化技术，促进地上地下一体化信息融合，可大幅提升各系统间数据利用效率与准确性，从而最大幅度地在产能建设中挖潜增效，加快产能建设进度，提高当年产能新井贡献率，是指导后续三元复合驱开发区块油藏、地面技术决策和运行管理的有效技术手段。