分壓注水技術(shù)在小營油田的應用

馮 杰

中國石化勝利油田分公司純梁采油廠，山東東營 256504

小營油田隸屬于勝利油田分公司純梁采油廠小營采油管理區(qū)。該油田區(qū)塊地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，平均單層油層厚度薄，滲透率非常低，自然產(chǎn)能低，產(chǎn)量遞減快，是勝利油田中較具代表性的高壓特低滲透油藏和典型的低產(chǎn)低液油田。自投入開發(fā)以來，受油田特有地質(zhì)特征和特殊的生產(chǎn)運行方式影響，小營油田的開發(fā)難度大，隨著生產(chǎn)成本的上漲和油價持續(xù)走低，油田長期高成本開發(fā)，一度被要求油田整體關(guān)停。注水系統(tǒng)是油田系統(tǒng)的重要組成部分，對保持油層壓力、油層穩(wěn)定性及提高采收率具有重要作用。為節(jié)約注水費用，提高注水效益，在小營油田實施了分壓注水管理，經(jīng)濟效益明顯。

1 分壓注水技術(shù)

分壓注水就是將注水壓力相近的注水井組合在一起，配備合適的注水泵和相應的注水系統(tǒng)，使每個系統(tǒng)的平均注水壓力與泵壓更加接近，從而達到提高注水系統(tǒng)效率、降低能耗、減少成本的目的[1-2]。具體到小營油田，就是根據(jù)小營油田沙二、沙四儲層物性和注水壓力不同，結(jié)合成兩組注水井和注水層系，分時段錯開對不同注水壓力下注水井、注水層系實施注水。根據(jù)不同注水壓力需求，注水泵站輸出不同壓力，以達到節(jié)約費用、提高注水效益的目的。

1.1 降低注水泵站電力損耗,提高地面注水效率

在水驅(qū)油田開發(fā)系統(tǒng)中,注水泵站的電力損耗是重要的組成部分[3]。如果能通過技術(shù)改進減少注水泵站電力消耗，減少無用功，提高注水地面系統(tǒng)效率，將有效節(jié)約電費，縮減大量開發(fā)成本。

1.2 系統(tǒng)關(guān)停低油壓注水井，減少注水系統(tǒng)干擾

在油田注水系統(tǒng)中低油壓會對注水效率產(chǎn)生重大的影響，必要的時候必須關(guān)停部分低油壓注水井，這樣就可以減少低油壓水井對注水系統(tǒng)的干擾，從而提高注水地面系統(tǒng)效率，使井口注水壓力得到一定提高，可解決部分高油壓欠注水井的問題。

1.3 易于設(shè)備管理，減少維修成本

設(shè)備故障率增加，設(shè)備使用壽命縮短，維修成本增加。分壓注水易于設(shè)備管理。注水井注水壓力差異大，須按照轄區(qū)內(nèi)最高注水井壓力確定注水泵壓。通過減少開泵臺數(shù)，解決了兩泵并聯(lián)時憋泵、互相干擾現(xiàn)象，泵體震動得到有效控制。

1.4 減少無效注水，提高注水效率

通過關(guān)停低效注水井點、測調(diào)和封堵減少低效注水層漏失量，減少無效注水量，進一步降低注水成本[4]。解決欠注水井和減少無效注水，基本滿足了需要注水井區(qū)和層系的地質(zhì)要求，進一步提升了水驅(qū)效果。

2 分壓注水管理現(xiàn)場實施

小營油田注水能力統(tǒng)計見表1。

表1 小營油田注水能力統(tǒng)計

2.1 注水狀況調(diào)查分析

小營油田水井開井23口，平均油壓18 MPa,其中梁8塊油壓最高，平均達到25.3 MPa，最低在S2，平均油壓僅5.5 MPa。其中油壓不大于16 MPa的注水井9口，16～25 MPa注水井6口，25～32 MPa注水井8口，大于32 MPa 注水井3口，油壓差別較大。

分析無效注水井1口，無效注水量30 m3；分注水井14口，其中有5口分注井由于層間滲透率級差大，無法滿足對應層系注水需要，導致需要注水層系無法得到有效注水，滲透率低層系導致水竄，形成無效循環(huán)注水；統(tǒng)計低效注水井2口，水竄是主要導致因素。

2.2 分壓注水管理

按照儲層不同層系、水井不同油壓分時段錯開注水。

2.2.1 油壓分級，注水井井間實施周期性間注

小營油田實施分壓注水油壓分級，周期間注。脈沖注水毛管控制，能激活低產(chǎn)層，提高低滲區(qū)產(chǎn)能，降低高滲區(qū)層含水，從而達到增效降本效果。

注水泵站分為32 MPa和25 MPa注水壓力等級注水，根據(jù)油藏需要和水井油壓，將13口注水井分為2個批次實施間注，以達到脈沖注水效果。間注水井實施安排見表2。這不僅可以確保注水總量保持穩(wěn)定、滿足油藏生產(chǎn)需求，還有助于降低注水電費及設(shè)備損耗。

表2 間注水井實施安排表

具體實施要求：一是按注水油壓分級回避注水，注水油壓高于25 MPa的注水井與注水油壓低的注水井注水時段錯開；二是對裂縫竄通的油水井實施注采不碰頭。在無高油壓注水井注水期間，注水站相應下調(diào)泵壓(由32 MPa降至25 MPa)。通過注水井交替注水，降低注水站泵排量，降低水驅(qū)開發(fā)成本。

2.2.2 吸水能力分級，注水井層間實施周期性間注

針對層間吸水能力差別大，無法較好滿足不同層系間注水需要問題，實施了分注水井層間間注措施，即對油壓低、易注水、高水淹層投死嘴，根據(jù)注水需要，再實施死嘴打撈。如梁8-16X1投死C2、C3，梁8-18X1投死C3、梁228投死A號層都見到較好注水效益。

2.2.3 注水效率分析，優(yōu)化注水量

為壓縮水驅(qū)開發(fā)成本，關(guān)停無效注水井1口，下調(diào)低效注水井8口，注采比得到進一步優(yōu)化，注水成本降低，達到了控水穩(wěn)油效果。優(yōu)化注水效果統(tǒng)計見表3。

表3 優(yōu)化注水量水井統(tǒng)計

3 分壓注水效果評價

3.1 注水系統(tǒng)效率得到提升

分壓注水實施后，分時間段實施兩個壓力系統(tǒng)注水，使高低兩個系統(tǒng)的干線壓力接近配水間的平均注水壓力，減少配水間截流的控制量，高壓系統(tǒng)甩開了低壓注水井，井口平均壓力相對提高了1 MPa，低壓系統(tǒng)平均泵壓降低了7 MPa，注水系統(tǒng)效率提高了5%。

3.2 能耗大幅降低

與實施前對比，實施間注水井注水量平均由236 m3/d下降至170 m3/d，優(yōu)化注水井平均每天節(jié)約用水80 m3，二季度共計節(jié)約水量1.328 6×104m3，系統(tǒng)綜合減少電能5.47×104kW·h。

3.3 設(shè)備保養(yǎng)成本降低

通過對注水泵進行分級配備，在完成配注任務(wù)的情況下，負責高壓系統(tǒng)注水的大泵頻率調(diào)至40 Hz，降低了6 Hz；負責低壓系統(tǒng)注水的小泵頻率調(diào)至38 Hz，降低了8 Hz。實施后，進排液閥、柱塞、盤根等設(shè)備零件的更換周期相比以前延長了1～2月，閘門、水表的損壞率降低，可節(jié)約設(shè)備管理成本萬元。系統(tǒng)獨立運行，憋泵、設(shè)備震動大等問題得到了改善，安全運行系數(shù)提高。

3.4 注水合格率上升

分壓注水實施后，注水合格率由之前的80.8%提高到86.2%。

4 結(jié)論

1)通過向地層注水來穩(wěn)定地層壓力，保持油田產(chǎn)量維持在穩(wěn)產(chǎn)狀態(tài)。油田注水系統(tǒng)運行需要消耗大量的能源，實施分壓注水管理制度，能夠合理分配節(jié)點能量，提高注水系統(tǒng)效率，降低油田開發(fā)成本。

2)小營油田實施分壓注水，最大限度地節(jié)約了注水費用，在提高注水效益的同時，進一步鞏固了穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)，豐富了注水井管理手段，拓展了注水工作的思維領(lǐng)域，對同類油田注水管理具有較大借鑒意義。