成育紅，馬 媛，曹朋亮，李大昕，孫 振，唐 婧，雷國發(fā)，李 媛，張 浩

（中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，內蒙古烏審旗 017300）

數(shù)字化氣田精細氣井管理探討

成育紅，馬 媛，曹朋亮，李大昕，孫 振，唐 婧，雷國發(fā)，李 媛，張 浩

（中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，內蒙古烏審旗 017300）

蘇東氣田位于蘇里格氣田東部，該地區(qū)儲層物性差、非均質性強是典型的低壓、低滲、低產(chǎn)的三低氣田,氣井在生產(chǎn)的過程中表現(xiàn)出壓力下降快、穩(wěn)產(chǎn)期短、產(chǎn)水等特征，氣井管理難度非常大。隨著氣田的發(fā)展壯大，井數(shù)逐漸增多，如何科學管理確保氣田高效開發(fā)，達到“提高管理水平、精簡組織機構、減少勞動強度”的目標，成為制約蘇東氣田現(xiàn)代化、數(shù)字化發(fā)展的瓶頸。針對蘇東氣田在氣井管理方面面臨的困難，經(jīng)過幾年來對氣井生產(chǎn)動態(tài)特征的研究提出了分類管理的精細氣井管理思路，結合氣田先進的數(shù)字化平臺、站控系統(tǒng)，研究開發(fā)了一套精細氣井管理數(shù)字化平臺。該平臺主要包括智能監(jiān)測、智能提示、智能分析、氣井管理智能考核實現(xiàn)了氣井管理智能化、精細化。

精細氣井管理；智能監(jiān)測；智能提示；智能分析

隨著氣田生產(chǎn)規(guī)模逐步提升，井數(shù)逐漸增多，低產(chǎn)低效井比例增大，傳統(tǒng)的管理辦法效率低下，員工操作勞動強度大、異常氣井不能及時發(fā)現(xiàn)、氣井管理制度執(zhí)行不到位、效果評價不能及時跟進等缺點，管理部門越來越迫切地希望尋找到一種適合數(shù)字化氣田的管理方法，深入推進精細氣井管理真正做到“讓數(shù)字說話，聽數(shù)字指揮”。

1 氣井分類管理思路

分類管理是指按照管理目標的共性特征進行分門別類，抓住主要矛盾和主要問題，分清重點與一般，從而有針對有區(qū)別地采取管理方式的一種定量化管理方法。

蘇東氣田儲層物性差、非均質性強是典型的低壓、低滲、低產(chǎn)的三低氣田,氣井在生產(chǎn)的過程中表現(xiàn)出壓力下降快、穩(wěn)產(chǎn)期短、產(chǎn)水等特征，氣井管理難度大。常規(guī)按照氣井產(chǎn)量分類或儲層物性特征進行分類的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ井分類方法,難以滿足氣田開發(fā)需求。綜合考慮蘇東氣田實際依據(jù)氣井生產(chǎn)動態(tài)特征將氣井分為連續(xù)生產(chǎn)井、產(chǎn)水井、間歇井進行管理并建立了針對性管理措施。

2 數(shù)字化管理平臺的搭建思路與應用

精細氣井管理平臺充分利用計算機網(wǎng)絡技術、氣藏管理技術、采氣工藝技術、數(shù)據(jù)遠傳技術，把“異常井智能監(jiān)測、氣井管理制度智能提示、泡排實施效果智能分析、氣井管理智能考核作為平臺建設思路,應用了蘇里格氣田生產(chǎn)運行管理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，集氣站遠傳歷史記錄數(shù)據(jù)庫2個數(shù)據(jù)庫，編寫了壓降速率判識算法、節(jié)流器失效井判識算法、產(chǎn)水井判識算法、效果分析算法4個判識算法，搭建了智能監(jiān)測、智能提示、智能分析、智能考核4個主平臺界面及節(jié)流器更換、產(chǎn)水井制度制定、排水采氣報表、產(chǎn)量下發(fā)計劃3個輔助平臺界面，實現(xiàn)了異常井及時發(fā)現(xiàn)、氣井管理措施有效落實、氣井管理制度不斷優(yōu)化、氣井管理考核自動發(fā)布的功能及壓降速率查詢、節(jié)流器更換查詢、產(chǎn)水井查詢、氣井排水采氣實施情況查詢、排水采氣有效井等輔助功能。

2.1 智能監(jiān)測

智能監(jiān)測主要是通過編寫計算機程序對生產(chǎn)過程中壓力、產(chǎn)量異常的氣井及產(chǎn)水井進行監(jiān)測報警，確保管理人員在第一時間內發(fā)現(xiàn)問題并采取針對性措施，主要分為壓降速率智能監(jiān)測模塊、節(jié)流器失效井智能監(jiān)測模塊、產(chǎn)水井智能監(jiān)測模塊。

2.1.1 壓力速率智能監(jiān)測 壓降速率智能監(jiān)測以A3數(shù)據(jù)庫為載體，對氣井每日壓力進行跟蹤,選取連續(xù)生產(chǎn)15天每天開井24小時的單井壓力數(shù)據(jù)計算壓降速率,系統(tǒng)每5分鐘計算一口井，一直往復循環(huán),當遇到壓降速率不合理的氣井就會反映到前臺。

P1—當天的壓力，MPa；P2—以當天為起點往前推1天的氣井壓力，MPa；P3—以當天為起點往前推2天的氣井壓力，MPa；P14—以當天為起點往前推13天的氣井壓力，MPa；P15—以當天為起點往前推14天的氣井壓力，MPa；A1—當天與當天前 1天的降速率，MPa/d；A2—當天前1天與以當天為起點往前推1天的降速率，MPa/d；；A14—當天前1天與以當天為起點往前推1天的降速率，MPa/d；A—14天的平均降速率，MPa/d；通過壓力智能監(jiān)測模塊技術人員可以篩選出壓降速率不合理的氣井并查詢壓降速率不合理的氣井的生產(chǎn)曲線、無阻流量、目前產(chǎn)量、壓力、壓降速率、生產(chǎn)層位等關鍵參數(shù)，便于管理人員對壓降速率不合理的氣井調產(chǎn)。通過壓降速率智能監(jiān)測可查詢氣田所有井的壓降速率進行計算并導成excel電子表格的功能，為評價全氣田的速率提供數(shù)據(jù)。節(jié)流器被更換后，在節(jié)流器更換的平臺界面填寫更換記錄，日后即可查詢。

表1 氣井壓力智能監(jiān)測表

2.1.2 節(jié)流器失效井智能監(jiān)測 當氣井節(jié)流器失效后不及時關井繼續(xù)生產(chǎn)危害巨大，一是存在安全隱患：氣井節(jié)流氣失效后氣量突然增大,引起井底壓力波動部分氣井可能出砂，尤其是投產(chǎn)時間較短的新井，氣井出砂會導致閥門、管線、彎頭等刺漏；二是節(jié)流器失效后長期生產(chǎn)容易引起速敏、壓敏等敏感性、水侵、破壞儲層滲流通道不利用氣井穩(wěn)產(chǎn)。氣井節(jié)流器失效一般分為開井時節(jié)流器失效、生產(chǎn)過程中節(jié)流器失效兩種情況，開井過程中井口有人，節(jié)流器失效可以及時發(fā)現(xiàn)，因此節(jié)流器失效井智能監(jiān)測模塊主要針對正常生產(chǎn)時節(jié)流器失效。節(jié)流器失效井智能監(jiān)測模塊以集氣站的遠傳數(shù)據(jù)為基礎，主要依據(jù)氣井正常生產(chǎn)時節(jié)流器失效后表現(xiàn)出套壓迅速下降，氣量迅速增大，油壓緩慢上升的特征及節(jié)流器失效井關井后表現(xiàn)出來套壓停止下降，氣量為零的特征，為依據(jù)設置條件，達到節(jié)流器失效井智能監(jiān)測的目的。

表2 節(jié)流器失效井判斷依據(jù)表

圖2 節(jié)流器失效井智能監(jiān)測流程圖

某口井符合以上三個條件中兩個時視為節(jié)流器失效井，節(jié)流器失效井智能監(jiān)測就會自動報警,當采取關井措施報警就會消除。

圖3 產(chǎn)水井智能監(jiān)測流程圖

2.1.3 產(chǎn)水井智能監(jiān)測 典型的積液特征有四大類：套壓與產(chǎn)氣量波動；套壓上升與產(chǎn)量下降；套壓高值不變與不產(chǎn)氣；短期關井存在油套壓差。產(chǎn)水井智能監(jiān)測模塊根據(jù)積液氣井油套壓和氣量變化特征編寫成計算機程序達到積液井智能監(jiān)測的目的。

產(chǎn)水井智能監(jiān)測模塊后臺判斷依據(jù)具體算法：

選取連續(xù)生產(chǎn)10天每天開井24小時的單井壓力數(shù)據(jù)計算壓降速率,若某口井未達到連續(xù)生產(chǎn)10天每天生產(chǎn)時間24小時，則該井不參與計算。

P1—當天的壓力，MPa；P2—以當天為起點往前推1天的氣井壓力，MPa；P3—以當天為起點往前推2天的氣井壓力，MPa；P9—以當天為起點往前推8天的氣井壓力，MPa；P10—以當天為起點往前推9天的氣井壓力，MPa；A1—當天與當天前 1 天的降速率，MPa/d；A2—當天前1天與以當天為起點往前推1天的降速率，MPa/d；A3—當天前1天與以當天為起點往前推2天的降速率，MPa/d；A9—當天前1天與以當天為起點往前推8天的降速率，MPa/d。

選取連續(xù)生產(chǎn)10天每天開井24小時的單井壓力數(shù)據(jù)，計算相鄰兩天套壓的差值（用后一天減去前一天）；計算的結果里面，如果正數(shù)的個數(shù)大于負數(shù)的個數(shù)，視為套壓波動井。

P1—當天的壓力，MPa；P2—以當天為起點往前推1天的氣井壓力，MPa；P3—以當天為起點往前推2天的氣井壓力，MPa；P9—以當天為起點往前推8天的氣井壓力，MPa；P10—以當天為起點往前推9天的氣井壓力，MPa；A1—當天與當天前 1 天的降速率，MPa/d；A2—當天前1天與以當天為起點往前推1天的降速率，MPa/d；A3—當天前1天與以當天為起點往前推2天的降速率，MPa/d；A9—當天前1天與以當天為起點往前推8天的降速率，MPa/d。

選取連續(xù)生產(chǎn)10天每天開井24小時的單井數(shù)據(jù)，10天內累計產(chǎn)氣量下降超過0.05萬立方米的單井（以當天向前推10天，與上個10天作比較）。

該井套壓下降平穩(wěn)氣量大幅下降

Q1—當天的氣井產(chǎn)量，104m3；Q2—以當天為起點往前推1天的氣井產(chǎn)量，104m3；Q3—以當天為起點往前推2天的氣井產(chǎn)量，104m3；Q11—以當天為起點往前推10天的氣井產(chǎn)量，104m3；Q12—以當天為起點往前推11天的氣井產(chǎn)量，104m3。

若某口當天生產(chǎn)時間大于0小于24小時，前一天的生產(chǎn)時間為0，當天油套壓差大于等于2 MPa,該井存在油套壓差。該井存在油套壓差。

通過產(chǎn)水井智能監(jiān)測模塊可及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)水井并附有該井生產(chǎn)曲線、目前產(chǎn)量、壓力等關鍵參數(shù)，技術員即可根據(jù)相關參數(shù)制定該井排水采氣制度。

2.2 智能提示

通過產(chǎn)水井智能監(jiān)測判識出新產(chǎn)水井后，即可在智能提示后臺的制度制定界面制定排水采氣制度，制度制定完成后，計算機會對制度制定的日期產(chǎn)生記憶，根據(jù)制度周期，推算制度執(zhí)行日期，并進行提示。

操作員工按照制度采取措施后，必須當天填寫排水采氣報表，智能提示后臺就可根據(jù)排水采氣報表對該井當月制度計劃執(zhí)行情況及實際執(zhí)行情況進行統(tǒng)計。

智能提示前臺即可提示3日內需要采取排水采氣措施的單井（2天內要執(zhí)行的井標紅，3天內要執(zhí)行的井標黑）及相應排水采氣制度督促操作員工采取措施并對計劃執(zhí)行次數(shù)和實際執(zhí)行次數(shù)智能統(tǒng)計確保制度有效落實。

圖4 產(chǎn)水井智能提示流程圖

2.3 智能分析

技術員對生產(chǎn)過程中的異常氣井采取管理措施后，智能分析模塊會自動跟蹤采取措施后氣井的效果，對于效果不好的氣井將自動發(fā)送到技術人員電腦上提醒技術人員繼續(xù)優(yōu)化措施，從而保證措施不斷的優(yōu)化。

2.3.1 氣井工作制度優(yōu)化效果智能分析 對壓降速率不合理的氣井更換節(jié)流器后,先在氣井工作制度優(yōu)化效果智能分析后臺填寫節(jié)流失效井更換記錄，后臺就會跟蹤氣井壓力、產(chǎn)量變化情況，自動計算并對比工作制度調整前后的壓力、產(chǎn)量、壓降速率，評價工作制度調整效果。

對于調整后效果不明顯的氣井工作制度優(yōu)化效果分析前臺就會標識出來，督促氣井管理人員繼續(xù)優(yōu)化調整，保證氣井效果最優(yōu)。

2.3.2 產(chǎn)水井排水采氣效果智能分析 當操作人員按照制定的排水采氣制度執(zhí)行后，填寫排水采氣報表后，產(chǎn)水井排水采氣效果智能分析后臺自動分析制度執(zhí)行后壓力和產(chǎn)量變化情況判斷該井的排水采氣效果并統(tǒng)計當月效果好的井和效果不好的井的比例。

效果分析的后臺判斷依據(jù)：

套壓下降：選取制度執(zhí)行后生產(chǎn)10天的單井壓力數(shù)據(jù)計算壓降速率，其中有7天的壓降速率小于零該井套壓下降。

圖5 氣井工作制度優(yōu)化效果分析流程圖

P1—當天的壓力，MPa；P2—以當天為起點往前推1天的氣井壓力，MPa；P3—以當天為起點往前推2天的氣井壓力，MPa；P9—以當天為起點往前推8天的氣井壓力，MPa；P10—以當天為起點往前推9天的氣井壓力，MPa；A1—當天與當天前 1 天的降速率，MPa/d；A2—當天前1天與以當天為起點往前推1天的降速率，MPa/d；A3—當天前1天與以當天為起點往前推2天的降速率，MPa/d；A9—當天前1天與以當天為起點往前推8天的降速率，MPa/d。

氣量增長以當天向前推10天的累計產(chǎn)氣量與上個10天作比較 (每天開井24小時的單井壓力數(shù)據(jù))若累計產(chǎn)氣量大于上個10天的累計產(chǎn)氣量則氣量增長

Q1—當天的氣井產(chǎn)量，104m3；Q2—以當天為起點往前推1天的氣井產(chǎn)量，104m3。

排水采氣效果智能分析前臺可實現(xiàn)出效果不好的氣井自動掃描，自動發(fā)送給技術人員提示技術人員優(yōu)化該井的排水采氣制度,智能統(tǒng)計有效井次數(shù)的功能。

2.4 氣井精細管理智能考核

氣井管理智能考核主要依據(jù)《氣井精細管理實施細則》結合計算機網(wǎng)絡技術對氣井的產(chǎn)量及管理進行考核。產(chǎn)量考核主要是考核作業(yè)區(qū)當月產(chǎn)量完成情況，管理考核主要考核智能監(jiān)測模塊發(fā)現(xiàn)的壓力、產(chǎn)量異常井的處理情況及排水采氣制度執(zhí)行情況。

氣井精細管理智能考核的后臺主要分為產(chǎn)量考核和管理考核兩部分，產(chǎn)量考核以班站為單位，把當月完成產(chǎn)量與月初所下發(fā)產(chǎn)量對比，每未完成月計劃產(chǎn)量的0.1%扣0.5分；氣井精細管理考核主要針對智能監(jiān)測模塊發(fā)現(xiàn)的壓降速率不合理的氣井、產(chǎn)水井、節(jié)流器失效井處理情況，智能提示模塊統(tǒng)計的制度執(zhí)行情況，排水采氣效果分析模塊的有效井增產(chǎn)情況結合氣井精細管理實施細則進行考核，遇到特殊情況也可人工修改。氣井精細管理智能考核前臺可以查詢每個作業(yè)區(qū)每個月的精細氣井管理考核得分,自動評價各作業(yè)區(qū)氣井管理的水平。

3 數(shù)字化氣田配套工藝建設

3.1 低產(chǎn)低壓井遠程定壓開關井技術

對于套壓低于5 MPa，井口數(shù)據(jù)遠傳無故障、電磁閥開關靈活、座封良好的氣井根據(jù)油壓恢復情況設置電磁閥遠程開井，根據(jù)氣量下限值遠設置電磁閥遠程關井，即可實現(xiàn)低產(chǎn)、低壓井的遠程控壓開關井技術，提高氣井利用率。

3.2 自動加注技術

為降低員工勞動強度，減少井口作業(yè)風險，開展了自動加注裝置現(xiàn)場試驗，根據(jù)積液井的生產(chǎn)動態(tài)特征在氣井精細管理平臺制定加注制度，通過效果智能分析模塊不斷優(yōu)化加注制度即可實現(xiàn)氣井泡排智能化,提高了排水采氣效率。

4 結論

（1）氣井精細管理數(shù)字化平臺的智能監(jiān)測模塊有效確保異常氣井及時發(fā)現(xiàn)，智能提示模塊加強了措施氣井的過程控制，智能分析模塊隨時跟進效果不斷優(yōu)化制度，智能考核公平公開發(fā)布考核，環(huán)環(huán)相扣不斷使氣井管理水平提高。

（2）通過建立精細氣井管理平臺及數(shù)字化氣田配套工藝使得傳統(tǒng)的人工分析、井口人工操作轉變?yōu)橹悄芊治?、井口自動操作初步實現(xiàn)了氣井精細管理智能化。

（3）搭建數(shù)字化氣井平臺把技術人員從發(fā)現(xiàn)異常問題的環(huán)節(jié)中解放出來，實現(xiàn)氣井管理過程中數(shù)據(jù)統(tǒng)計和動態(tài)分析的有機銜接，縮短了技術人員在數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理中的時間消耗，減輕了技術人員的工作強度，讓技術人員把更多的時間和精力投入有效的技術研究和開發(fā)管理上來。

[1] 洪鴻，李蓮明.分級分類精細氣田管理探索與實踐[M] .北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[2] 李士倫.天然氣工程[M] .北京：石油工業(yè)出版社，2000.8

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1673-5285（2012）07-0046-06

2012－05-15