楊炳華（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司北部灣潿洲作業(yè)公司， 廣東 湛江 524057）

潿洲6-12油田投產(chǎn)方式優(yōu)化方法

楊炳華（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司北部灣潿洲作業(yè)公司， 廣東 湛江 524057）

根據(jù)ODP設(shè)計(jì)，潿洲6-12油田由5口生產(chǎn)井進(jìn)行開發(fā)。后新增3口調(diào)整井，2口探井也轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井。由于受變壓器、電潛泵控制柜、生產(chǎn)井地面流程管線供貨周期的限制，無法對(duì)3口新增井進(jìn)行及時(shí)排液和生產(chǎn)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)資料的分析、理論核算和可行性評(píng)估后，采取了優(yōu)化電氣設(shè)備分配、租用臨時(shí)電氣設(shè)備清噴、租用臨時(shí)生產(chǎn)管匯生產(chǎn)、理論核算生產(chǎn)參數(shù)等措施使新增生產(chǎn)井在缺少電氣設(shè)備和地面配套設(shè)施的條件下，得到及時(shí)排液和穩(wěn)產(chǎn)。

排液；動(dòng)態(tài)曲線；水頭損失；ODP

0 引言

潿洲6-12油田位于南海西部海域北部灣盆地潿西南凹陷東區(qū)，為中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司和洛克石油公司合作開發(fā)的油田。油田構(gòu)造受斷層影響主要分為南北兩個(gè)區(qū)塊，南北兩區(qū)塊壓力系統(tǒng)獨(dú)立，均為正常壓力系統(tǒng)。油田主要依靠邊水驅(qū)動(dòng)，具有一定的溶解氣驅(qū)能量。ODP方案設(shè)計(jì)為5口生產(chǎn)井進(jìn)行油田開發(fā)，南塊生產(chǎn)井4口，北塊生產(chǎn)井1口，另外預(yù)留5個(gè)井槽備用。構(gòu)造北塊領(lǐng)眼井A5H井完鉆后， 新發(fā)現(xiàn)W3Ⅲ油組。經(jīng)論證評(píng)估，決定北塊新增A8、A9、A10H井3口生產(chǎn)井，南塊A3、A7井2口探井也轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井開發(fā)。10口生產(chǎn)井全部采用電動(dòng)潛油泵進(jìn)行舉升開采。

1 工藝流程及問題

1.1 工藝流程簡(jiǎn)介

潿洲6-12平臺(tái)為無人駐守井口平臺(tái)，該井口平臺(tái)的簡(jiǎn)要生產(chǎn)流程為：生產(chǎn)井產(chǎn)出的井液匯總進(jìn)入多路閥，多路閥將某一單井井液導(dǎo)入多相流量計(jì)進(jìn)行單井油氣水的計(jì)量，其它井的井液直接進(jìn)入12寸9.6km外輸海管，外輸?shù)街行挠蜌馓幚砥脚_(tái)進(jìn)行油氣水處理。該井口平臺(tái)的工程設(shè)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)量調(diào)整前的ODP方案進(jìn)行的，生產(chǎn)井地面配套系統(tǒng)按照5口生產(chǎn)井進(jìn)行設(shè)計(jì)，多路閥只有8個(gè)進(jìn)液口（考慮到下游多相流量計(jì)故障、檢修工作和新增生產(chǎn)井需要制作手動(dòng)控制生產(chǎn)測(cè)試管匯接入多相流量計(jì)的需要，多路閥必須預(yù)留一個(gè)空位，因此，最多允許7口生產(chǎn)井接入多路閥系統(tǒng)）。因此，鉆完井工作結(jié)束時(shí)，新增生產(chǎn)井缺少地面生產(chǎn)配套系統(tǒng)而無法完成排液清噴和生產(chǎn)。

1.2 存在問題

根據(jù)鉆完井方案，該油田的鉆完井順序?yàn)椋篈5H—A2—A1—A4—A6—A8—A10H—A9—A7—A3井，A8、A9、A10H 3口調(diào)整井的變壓器、電潛泵控制柜、生產(chǎn)井地面流程管線等基礎(chǔ)設(shè)施受供貨周期的制約而無法及時(shí)竣工，3口調(diào)整井完井后無法及時(shí)清噴生產(chǎn)。直接危害有：1）加劇完井液對(duì)近井壁地帶地層的污染，降低近井壁地帶滲透率，使生產(chǎn)井無法達(dá)到預(yù)期產(chǎn)能。2）造成產(chǎn)量損失，直接影響油田經(jīng)濟(jì)效益。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的投產(chǎn)優(yōu)化措施

2.1 優(yōu)化利用現(xiàn)場(chǎng)資源

該油田鉆完井順序?yàn)锳8-A10H-A9-A7-A3井， A7、A3井是2口由探井轉(zhuǎn)為的生產(chǎn)井，其變壓器、電潛泵控制柜、地面流程等設(shè)施由洛克石油公司獨(dú)資進(jìn)行設(shè)備材料采購(gòu)和安裝施工，由于這兩口探井轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井進(jìn)行開發(fā)的開發(fā)方案制訂比較早，因此，該兩口生產(chǎn)井的地面配套系統(tǒng)材料已經(jīng)準(zhǔn)備完備，而A8、A10H、A9井3口調(diào)整井的地面系統(tǒng)材料受供貨周期的制約，預(yù)計(jì)完井后5個(gè)月才能完成地面配套設(shè)備竣工。這就造成了先結(jié)束完井工作的2口生產(chǎn)井不能及時(shí)排液和生產(chǎn)，而最后進(jìn)行完井的2口生產(chǎn)井地面系統(tǒng)閑置。通過對(duì)A8、A10H、A7、A3井電潛泵參數(shù)、變壓器和變頻器容量、ESD邏輯、現(xiàn)場(chǎng)施工工作量等因素的綜合分析，制定了將A7井地面配套設(shè)施用于A8井、將A3井地面配套設(shè)施用于A10H井的工作方案。具體調(diào)整方案為：

（1）地面流程管線安裝時(shí)，將A7、A3井的4寸地面工藝管線和井口控制盤到生產(chǎn)井單井的高低壓開關(guān)、井下安全閥、地面安全閥的液控管線分別接入A8、A10H井。需要考慮現(xiàn)場(chǎng)施工整改的工作量和現(xiàn)有地面工藝管線材料數(shù)量是否滿足整改要求。

（2）調(diào)整原A3、A7井變壓器的變比，使與A8、A10H井電潛泵的額定電壓吻合。調(diào)整前需要核對(duì)變壓器的額定容量是否滿足調(diào)整后電潛泵的要求。

（3）調(diào)整電潛泵控制柜變頻器額定電壓設(shè)置、額定電流設(shè)置、過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、欠電流保護(hù)等參數(shù)，調(diào)整前需要確認(rèn)電潛泵控制柜的容量滿足電動(dòng)潛油泵的需要。

（4）將井口控制盤單井模塊到ESP控制柜的ESD信號(hào)線、中控PLC系統(tǒng)到ESP控制柜的ESD信號(hào)線在相應(yīng)兩口井之間做相應(yīng)對(duì)換，切換后要進(jìn)行功能試驗(yàn)。

（5）將ESP的電流、電壓、頻率、運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)在中控監(jiān)控電腦的顯示狀態(tài)做相應(yīng)改變。啟井后注意觀察中控界面顯示的參數(shù)是否與現(xiàn)場(chǎng)一致。

2.2 臨時(shí)地面配套設(shè)施排液

A9、A7、A3井完井后，各井變壓器、電潛泵控制柜、地面流程管線等設(shè)備材料需5個(gè)月以后才能到油田現(xiàn)場(chǎng)。在這3口生產(chǎn)井缺少地面配套系統(tǒng)的情況下，為了及時(shí)完成生產(chǎn)井排液清噴和基礎(chǔ)資料錄取，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過研究和論證，決定租用一套臨時(shí)變壓器、電潛泵控制柜，地面排液管線采用高壓軟管，完成了生產(chǎn)井的排液清噴，清噴后，將單井通過高壓軟管接入多相流量計(jì)進(jìn)行單井計(jì)量，并完成生產(chǎn)井的深度清噴。

深度清噴結(jié)束后，停生產(chǎn)井電潛泵，發(fā)現(xiàn)3口生產(chǎn)井都具有自噴能力。通過鋼絲作業(yè)，將3口生產(chǎn)井的Y堵頭分別撈出，使其更好的保持自噴能力。

2.3 臨時(shí)生產(chǎn)管匯自噴生產(chǎn)

通過對(duì)臨時(shí)地面配套設(shè)施的排液清噴、生產(chǎn)測(cè)試和生產(chǎn)井基礎(chǔ)資料進(jìn)行分析，確認(rèn)A3、A7、A9井投產(chǎn)初期具備充足的自噴能力。為了不延誤油井的生產(chǎn)，保護(hù)油氣層，現(xiàn)場(chǎng)提出了采用臨時(shí)生產(chǎn)管匯保持此3口生產(chǎn)井自噴生產(chǎn)的構(gòu)想。由于12寸原油外輸下海管主管線只有一個(gè)預(yù)留口，A3、A7、A9井的井液必然需要匯流后進(jìn)入外輸海管。由于用油壬連接的管線材料現(xiàn)場(chǎng)只有2寸管線和3寸管線，3口生產(chǎn)井的產(chǎn)量配產(chǎn)要求為：A3井50方/天，A7井50方/天，A9井300方/天。A3、A7井配產(chǎn)產(chǎn)量較低，A9井配產(chǎn)產(chǎn)量雖然較高，但根據(jù)測(cè)試結(jié)果，該井自噴產(chǎn)量為100方/天左右，產(chǎn)量也不是特別高，綜合考慮，現(xiàn)場(chǎng)決定A3、A7、A9井單井出來的生產(chǎn)管線用2寸管，3口生產(chǎn)井匯流總管線用3寸管。管線流程圖如下：

圖1 A3、A7、A9井臨時(shí)生產(chǎn)管線圖

A3、A7、A9井臨時(shí)生產(chǎn)管線的配管方案是否滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)場(chǎng)通過油氣混輸水力計(jì)算公式杜克勒Ⅱ法進(jìn)行了理論校核。杜克勒Ⅱ法水力計(jì)算公式為：

12寸外輸海管的下海管壓力基本維持在1.5MPa左右，利用杜克勒Ⅱ法水力計(jì)算軟件得

3寸直管段的壓力損耗為0.02MPa，A3、A7、A9井兩寸管段的壓力損分別為：A3井0.005MPa，A7井0.005MPa，A9井0.007MPa。

對(duì)于管線彎頭、變徑管產(chǎn)生的水頭損失，可以用以下公式計(jì)算：

計(jì)算得A3、A7、A9井的局部水頭損失累計(jì)為：A3井0.065bar，A7井0.065bar，A9井0.26bar。 綜上所述，A3、A7、A9井采用臨時(shí)地面生產(chǎn)管線的水頭損失為：A3井0.315bar，A7井0.315bar，A9井0.53bar。

A3、A7、A9井進(jìn)生產(chǎn)主管匯的壓力為15bar左右，臨時(shí)管線的水頭損失很小，故通過油嘴調(diào)控自噴產(chǎn)量，油嘴后臨時(shí)管線的壓力為16bar左右?，F(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)管線的允許承受壓力為100bar。由此可見，A3、A7、A9井單井出口采用2寸臨時(shí)管線，匯管采用3寸油壬連接臨時(shí)管線的配管方案能夠滿足3口生產(chǎn)井自噴生產(chǎn)的需求。

2.4 理論核算生產(chǎn)參數(shù)

A3、A7、A9井采用臨時(shí)管匯進(jìn)行自噴生產(chǎn)后，由于3口井是匯流后接入外輸主海管的，因此，3口井自噴生產(chǎn)后無法進(jìn)行單井產(chǎn)量計(jì)量。隨著油井自噴生產(chǎn)的進(jìn)行，以及臺(tái)風(fēng)停產(chǎn)的影響，各生產(chǎn)井的井底流壓和油壓不斷發(fā)生變化。這就需要推算正確的油嘴尺寸，確保各生產(chǎn)井盡可能保持配產(chǎn)產(chǎn)量生產(chǎn)，避免開采速度過快而導(dǎo)致地層傷害和產(chǎn)能下降過快。

對(duì)于給定的油嘴尺寸，產(chǎn)量與壓力的關(guān)系曲線通常可當(dāng)做一條直線，稱為油嘴動(dòng)態(tài)關(guān)系曲線（Choke Performance Relationship，簡(jiǎn)稱CPR曲線）。根據(jù)A3、A7、A9井的油嘴動(dòng)態(tài)關(guān)系曲線，調(diào)整油嘴尺寸，根據(jù)各井油嘴前壓力和油嘴后壓力情況（油嘴后壓力≈外輸下海管壓力+各井水頭損失），可以基本估算各井產(chǎn)液情況，據(jù)此可以選擇出A3、A7、A9各井油嘴尺寸，使其盡量符合油井配產(chǎn)方案要求。當(dāng)臺(tái)風(fēng)關(guān)停、鋼絲作業(yè)地層測(cè)壓停井再恢復(fù)等引起井底壓力發(fā)生變化的情況發(fā)生時(shí)，可以據(jù)此及時(shí)分析并選擇合適的油嘴開度，確保生產(chǎn)井實(shí)際產(chǎn)量盡量符合油井配產(chǎn)方案要求。

3 優(yōu)化措施效果總結(jié)

油田投產(chǎn)期間，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)遇到的實(shí)際問題，現(xiàn)場(chǎng)通過深入地分析研討，創(chuàng)新工作思路，采取了以上四種調(diào)整優(yōu)化措施，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，具體如下：

①A8、A10井得到了及時(shí)清噴，減輕了鉆完井液對(duì)油層的傷害；②A3、A7、A9井在地面配套設(shè)施未竣工的情況下得到及時(shí)清噴；③A3、A7、A9井在無法進(jìn)行單井計(jì)量的情況下按照配產(chǎn)方案要求自噴生產(chǎn)，保護(hù)了油氣層；④通過理論計(jì)算，確保了A3、A7、A9井地面流程臨時(shí)管線生產(chǎn)的安全；⑤A3、A7、A9井在配套設(shè)施未竣工的情況下，穩(wěn)產(chǎn)4個(gè)月，產(chǎn)油2.4萬方，避免了油田產(chǎn)量損失。

4 結(jié)語(yǔ)

該油田投產(chǎn)期間采取的四項(xiàng)措施是在受到客觀條件限制的情況下采取的臨時(shí)資源優(yōu)化措施，能否成功的應(yīng)用，受到地面臨時(shí)設(shè)備的準(zhǔn)備情況和地層能量是否充足等條件的制約。當(dāng)油井失去自噴能力時(shí)，油田產(chǎn)量會(huì)受到直接影響。采用的臨時(shí)生產(chǎn)方案，無法對(duì)三口生產(chǎn)井進(jìn)行產(chǎn)液量和產(chǎn)氣量計(jì)量，單井產(chǎn)量只能靠理論推算大約估計(jì)，有導(dǎo)致地層能量下降過快或破壞地層膠結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。

建議工藝生產(chǎn)中遇到類似問題時(shí)，可以考慮利用該油田這種創(chuàng)新的工作思路，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況尋求問題的解決方案。但要注意，措施采取前應(yīng)進(jìn)行周密詳細(xì)的分析、評(píng)估、論證和理論核算，避免發(fā)生損害設(shè)備或影響安全的事件發(fā)生。

［1］潿洲12-8W/6-12油田總體開發(fā)方案［M］.中海油研究總院.2010，11.

［2］劉建軍，等.流體力學(xué)［J］.北京大學(xué)出版社，2006.01.

楊炳華，2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，采油工藝高級(jí)技師，現(xiàn)就職于中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司潿洲作業(yè)公司，從事海洋石油開發(fā)工作。