一種新型油井生產(chǎn)時率評價方法

尚凡杰 楊寶泉 楊 莉 張 昕 苑志旺 顧文歡

(中海油研究總院， 北京 100028)

油井生產(chǎn)時率是反映采油井在時間上的利用程度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，又稱為采油時率、開井時率。目前國內(nèi)通用的生產(chǎn)時率的定義是：一口井在某段時間(月或年)內(nèi)實際生產(chǎn)的日數(shù)(或小時數(shù))和該段時間的日歷數(shù)(或小時數(shù))的比值。生產(chǎn)時率與油田各類生產(chǎn)事件引起的停產(chǎn)有關(guān)。對生產(chǎn)時率的準(zhǔn)確把控是油田精細(xì)化管理的需要，也是進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測和制訂油田作業(yè)計劃的重要依據(jù)。

然而，目前通用的油井生產(chǎn)時率的概念存在一定的局限性，它只反映了油井在時間上的利用水平。但事實上，生產(chǎn)事件對油井的影響與開井時間并無必然聯(lián)系。比如，油井受某些生產(chǎn)事件的影響采取限產(chǎn)措施，但并沒有關(guān)井，只是將油嘴或者泵頻調(diào)小，該情形下油井產(chǎn)量受到了事件的影響，但在傳統(tǒng)的時率統(tǒng)計方法中并沒有反映；另一方面，生產(chǎn)時率的預(yù)測是產(chǎn)量預(yù)測中較難把握的內(nèi)容，往往由油田管理者根據(jù)經(jīng)驗籠統(tǒng)賦值，主觀性較強(qiáng)，容易產(chǎn)生比較大的誤差。此外，雖然勝利、大慶等油田根據(jù)油井生產(chǎn)特點，在一定程度上實現(xiàn)了采油井的分類管理，使得措施的實施更有針對性[1-8]，但對生產(chǎn)時率的分析和梳理不夠系統(tǒng)化，作業(yè)計劃制訂的針對性不足，油田生產(chǎn)時率仍有提高空間。

針對以上問題，本次研究提出以產(chǎn)量為核心的油井“作業(yè)效率”的概念，用以替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)時率。以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了一套新型的油井生產(chǎn)時率評價方法，在時率分析、產(chǎn)量預(yù)測和作業(yè)管理等多個方面進(jìn)行了創(chuàng)新和應(yīng)用。與傳統(tǒng)方法相比，本體系在產(chǎn)量預(yù)測、作業(yè)管理等方面具有明顯優(yōu)勢，體現(xiàn)了油田精細(xì)化管理的內(nèi)涵。

1 新型油井生產(chǎn)時率評價方法的建立

1.1 油井“作業(yè)效率”的概念

針對傳統(tǒng)的油井生產(chǎn)時率概念存在的問題，提出油井“作業(yè)效率”的概念，用以描述油井在產(chǎn)能上的利用程度。具體來說，油井“作業(yè)效率”為某段時間內(nèi)油井實際產(chǎn)量與油井標(biāo)定產(chǎn)量之比，即油井作業(yè)效率=油井實際產(chǎn)量油井標(biāo)定產(chǎn)量×100%。其中，油井“標(biāo)定產(chǎn)量”定義為假設(shè)沒有生產(chǎn)事件影響時，生產(chǎn)井應(yīng)有的產(chǎn)量，也就是其合理產(chǎn)能。

比如某井之前以1 000 m3d的產(chǎn)量平穩(wěn)生產(chǎn)，某天因測試關(guān)停數(shù)小時，實際產(chǎn)量800 m3，那么認(rèn)為測試當(dāng)天該井同樣具有1 000 m3d的生產(chǎn)能力，其標(biāo)定產(chǎn)量為1 000 m3d。該井當(dāng)天的作業(yè)效率等于其實際產(chǎn)量(800 m3)除以標(biāo)定產(chǎn)量(1 000 m3)，即80%。

可以看出，從表征油井利用程度的角度出發(fā)，油井“作業(yè)效率”的說法較傳統(tǒng)“生產(chǎn)時率”更科學(xué)合理。以此為核心，構(gòu)建了一套新型的油井生產(chǎn)時率評價方法。具體評價步驟有4步。

(1) 對生產(chǎn)事件分類。制訂事件分類規(guī)則，將目標(biāo)油田的生產(chǎn)事件進(jìn)行梳理和分類。

(2) 標(biāo)定油井產(chǎn)量，還原歷史作業(yè)效率。制訂油井標(biāo)定產(chǎn)量計算規(guī)則，計算各類歷史生產(chǎn)事件對作業(yè)效率的影響。

(3) 預(yù)測作業(yè)效率。分析作業(yè)計劃，并結(jié)合不同類型生產(chǎn)事件造成的作業(yè)效率損失，進(jìn)行作業(yè)效率的分類預(yù)測。

(4) 制訂作業(yè)計劃。基于歷史作業(yè)效率分析，提出有針對性的維護(hù)作業(yè)建議。

1.2 生產(chǎn)事件分類

油田生產(chǎn)事件的分類是作業(yè)效率分析的基礎(chǔ)。基于對國內(nèi)外多個已投產(chǎn)油氣田生產(chǎn)事件的梳理和總結(jié)，提出了按照職責(zé)歸屬和計劃內(nèi)外發(fā)生的生產(chǎn)事件分類方法，有利于生產(chǎn)事件的起因分析和職責(zé)回溯，進(jìn)而指導(dǎo)維護(hù)性作業(yè)計劃的制訂。具體分類方法如下。

(1) 根據(jù)事件是否歸屬于油田管理者職責(zé)范圍，將所有生產(chǎn)事件分為“作業(yè)事件”和“非作業(yè)事件”兩大類。作業(yè)事件是指管理者職責(zé)范圍之內(nèi)的事件，即管理者應(yīng)當(dāng)對事件的發(fā)生負(fù)有責(zé)任，非作業(yè)事件則是指管理者職責(zé)范圍之外的事件。

(2) 根據(jù)事件是計劃內(nèi)還是計劃外發(fā)生，將作業(yè)事件進(jìn)一步劃分為“計劃內(nèi)作業(yè)事件”和“計劃外作業(yè)事件”。其中，計劃內(nèi)作業(yè)事件是指作業(yè)者帶著明確目的主動實施的作業(yè)事件，如鉆井作業(yè)等；計劃外作業(yè)事件則是被動發(fā)生的“突發(fā)性”事件，如系統(tǒng)設(shè)備故障等。

(3) 根據(jù)是計劃內(nèi)還是計劃外發(fā)生，也可以將非作業(yè)事件細(xì)分為“計劃內(nèi)非作業(yè)事件”和“計劃外非作業(yè)事件”。

在以上分類原則的基礎(chǔ)上，各油田可根據(jù)事件性質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)分類。

1.3 油井標(biāo)定產(chǎn)量暨作業(yè)效率計算

油井標(biāo)定產(chǎn)量為假設(shè)沒有生產(chǎn)事件影響時生產(chǎn)井應(yīng)有的產(chǎn)量。從油井作業(yè)效率的定義可以看出，油井標(biāo)定產(chǎn)量的確定是計算油井作業(yè)效率最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?；趯鴥?nèi)外多個油氣田生產(chǎn)日報和產(chǎn)量數(shù)據(jù)的梳理，總結(jié)和歸納了5種不同情形下的標(biāo)定產(chǎn)量計算規(guī)則。

(1) 油井正常生產(chǎn)，不受生產(chǎn)事件影響，則標(biāo)定產(chǎn)量就等于其實際產(chǎn)量。2012年1月8日 — 15日，A-1井產(chǎn)量未受生產(chǎn)事件影響，其標(biāo)定產(chǎn)量就等于其實際產(chǎn)量，這段時間內(nèi)該井作業(yè)效率為100%。

(2) 油井受到生產(chǎn)事件影響而產(chǎn)量發(fā)生變化，選取事件發(fā)生之前一個產(chǎn)量相對穩(wěn)定的時間段，取該時間段內(nèi)平均產(chǎn)量為油井標(biāo)定產(chǎn)量。2012年1月16日A-1井進(jìn)行壓力恢復(fù)測試，當(dāng)天實際產(chǎn)油1 017 m3。從產(chǎn)量曲線可以看出，在測試之前的1月8日 — 15日A-1井產(chǎn)量較為穩(wěn)定，于是將該段時間的平均產(chǎn)量(2 380 m3)作為1月16日A-1井的標(biāo)定產(chǎn)量，A-1井測試當(dāng)天作業(yè)效率為1 0172 380×100%=43%。

(3) 若油井受到生產(chǎn)事件影響關(guān)停，但其實際產(chǎn)量不低于根據(jù)第2條規(guī)則計算的油井標(biāo)定產(chǎn)量，則其標(biāo)定產(chǎn)量直接用開井時間進(jìn)行反算。例如，2012年10月17日A-2井因某事件關(guān)停1.3 h，則該井標(biāo)定產(chǎn)量為2 220(24-1.3)×24=2 351 m3，此時作業(yè)效率可直接用開井時間除以日歷時間計算，即(24-1.3)24×100%=94%。

(4) 若油井在某時間段內(nèi)產(chǎn)量變化劇烈，比如新井開井階段，則無法根據(jù)第2條規(guī)則確定其標(biāo)定產(chǎn)量。這種情況下直接根據(jù)開井時間折算，具體計算方法與第3條規(guī)則相同。

(5) 若事件發(fā)生后油井穩(wěn)定產(chǎn)量發(fā)生變化，在事件影響持續(xù)期間，油井的標(biāo)定產(chǎn)量根據(jù)事件發(fā)生前的穩(wěn)定產(chǎn)量計算。

基于上述事件分類以及標(biāo)定產(chǎn)量和作業(yè)效率計算方法，將油田已發(fā)生的生產(chǎn)事件對產(chǎn)量的影響進(jìn)行還原和歸類，并從中總結(jié)出有價值的信息，指導(dǎo)油田的生產(chǎn)和作業(yè)管理。

1.4 油井作業(yè)效率預(yù)測

在目前通用的生產(chǎn)時率研究方法中，對時率的預(yù)測是一個較難把握的點，通常根據(jù)油田管理者的經(jīng)驗籠統(tǒng)賦值，主觀性較強(qiáng)，容易產(chǎn)生較大誤差。在引入油井作業(yè)效率的管理體系之后，其預(yù)測工作能夠更為細(xì)化。通過將作業(yè)計劃分析與歷史作業(yè)效率統(tǒng)計規(guī)律相結(jié)合，做到了作業(yè)效率預(yù)測的有據(jù)可依。

以事件分類、歷史作業(yè)效率計算結(jié)果和作業(yè)計劃分析為基礎(chǔ)，將作業(yè)效率分類預(yù)測方法進(jìn)行具體介紹。

(1) 對于計劃內(nèi)作業(yè)事件和非作業(yè)事件。預(yù)測基礎(chǔ)主要來自對作業(yè)計劃的分析，對下一年目標(biāo)油田將要明確實施的作業(yè)事件和非作業(yè)事件進(jìn)行歸類，參考本油田或者相似油田同類事件造成的作業(yè)效率損失的統(tǒng)計，預(yù)測該事件可能造成的作業(yè)效率損失，并將其與預(yù)測產(chǎn)能相乘即得該事件造成的產(chǎn)量損失。

(2) 對于計劃外作業(yè)事件和非作業(yè)事件。這2類事件都屬于概率性事件，其預(yù)測主要根據(jù)本油田或者相似油田同類事件的歷史統(tǒng)計。在作業(yè)效率預(yù)測中可對這2類事件造成的作業(yè)效率損失分別整體賦值。

1.5 油田作業(yè)決策支持

目前，國內(nèi)很多油田的管理缺少對生產(chǎn)時率的系統(tǒng)分析和梳理，作業(yè)計劃制訂的針對性不足，容易造成作業(yè)措施不到位或者作業(yè)資源的浪費。針對以上問題，提出了基于作業(yè)效率歷史分析的油田作業(yè)決策方法。具體介紹如下：

(1) 在對油田樣本庫歷史作業(yè)效率分析和還原的基礎(chǔ)上，形成油田作業(yè)效率歷史分析知識庫。

(2) 以油田作業(yè)效率的最大化為目標(biāo)，在滿足油藏生產(chǎn)需求的前提下，基于作業(yè)效率歷史分析知識庫的構(gòu)建和事件分類，基于目標(biāo)油藏基礎(chǔ)信息的輸入形成作業(yè)建議。

2 實例應(yīng)用

A油田為深水揮發(fā)性油田，水深1 300 m，采用浮式采油及儲卸平臺(FPSO)生產(chǎn)，采用早期注水注氣保持地層壓力的方式開發(fā)，于2009年投入生產(chǎn)。下面以A油田為例簡要說明本次提出的新型油井作業(yè)效率評價方法。

(1) 生產(chǎn)事件分類?；谏a(chǎn)日報中的事件描述，將A油田投產(chǎn)以來的所有生產(chǎn)事件歸納為39個小類。

(2) 油井標(biāo)定產(chǎn)量計算與歷史作業(yè)效率還原。以生產(chǎn)日報和歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)油井產(chǎn)量標(biāo)定及作業(yè)效率計算規(guī)則計算A油田投產(chǎn)以來各油井的標(biāo)定產(chǎn)量和作業(yè)效率。據(jù)統(tǒng)計，截至2015年12月31日，A油田所有歷史生產(chǎn)事件造成的原油產(chǎn)量損失共計3.43×107m3，平均作業(yè)效率91.58%。2015年各類計劃內(nèi)作業(yè)事件對作業(yè)效率的影響見圖1。

(3) 作業(yè)效率預(yù)測。根據(jù)作業(yè)效率預(yù)測方法，預(yù)測A油田2016年作業(yè)效率為91.3%。

(4) 油田作業(yè)決策。在A油田歷史作業(yè)效率分析的基礎(chǔ)上，針對發(fā)生頻率較高的計劃外作業(yè)事件，自2012年起對相應(yīng)儀器、設(shè)備和系統(tǒng)增加了預(yù)防性維護(hù)作業(yè)措施，使得全油田計劃外作業(yè)事件造成的作業(yè)效率損失明顯降低。如圖2所示，2013 — 2016年作業(yè)效率損失較2012年分別降低了0.9%、0.8%、2.1%和2.0%。

圖1 A油田2015年各類計劃內(nèi)作業(yè)事件對作業(yè)效率的影響

圖2 A油田歷年計劃外作業(yè)事件造成的作業(yè)效率損失

3 結(jié) 語

(1) 采用以產(chǎn)量為核心的油井作業(yè)效率代替以時間為核心的傳統(tǒng)生產(chǎn)時率，能夠更加準(zhǔn)確地表述生產(chǎn)井的實際利用程度。

(3) 提出基于生產(chǎn)事件分類的油井作業(yè)效率預(yù)測方法，結(jié)合作業(yè)計劃分析和歷史作業(yè)效率統(tǒng)計，使得油井作業(yè)效率的預(yù)測更加有據(jù)可依，提高了產(chǎn)量預(yù)測的精度。

(4) 實踐表明，構(gòu)建的新型油井作業(yè)效率評價方法與傳統(tǒng)方法相比，在油田產(chǎn)量預(yù)測、作業(yè)管理等方面具有顯著的優(yōu)越性，體現(xiàn)了油田精細(xì)化管理的內(nèi)涵，對于少井、高產(chǎn)油田具有較高的推廣價值。

[1] 張秀民.優(yōu)化油井管理措施 提高開井時率[J].內(nèi)江科技,2008,29(2):127.

[2] 張杰環(huán).提高抽油機(jī)井有效時率的方法[J].油氣田地面工程,2008,27(2):48.

[3] 陶文,馬龍,王永禎,等.提高抽油井采油時率的方法研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,33(12):162.

[4] 李金永,苗彥平,蔣宜春,等.運(yùn)用系統(tǒng)精細(xì)化管理模式提高油井管理水平[J].石油石化節(jié)能,2012(12):37-39.

[5] 薛武斌.精細(xì)摻水工藝井管理夯實稠油井穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)[J].內(nèi)江科技,2013,34(1):44.

[6] 南紅梅,李秀娥,南洪英.強(qiáng)化油井管理,提高開井時率[J].化工管理,2013(2):26-27.

[7] 蒲海龍,孔紅艷,張瑞霞,等.油井分類管理在文留油田的應(yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊,2011(22):329-331.

[8] 楊延明,姜春風(fēng).油井的優(yōu)選管理與提高油田開發(fā)效益[J].油氣田地面工程,1998(1):69-71.