基于稠油摻水優(yōu)化的矩陣管理模式

1、基于稠油生產(chǎn)優(yōu)化的矩陣管理模式孤島采油廠孤一油藏經(jīng)營管理區(qū)管理著孤島油田中一區(qū)Ng3-4、Ng5-6、中一區(qū)Ng5稠油等8套開發(fā)管理單元，探明含油面積16.8Km2，地質儲量12097×104t，可采儲量5660×104t，開發(fā)方式分為常規(guī)水驅、聚合物驅及稠油熱采。經(jīng)過四十多年的開發(fā)，當前孤一區(qū)處于水驅單元進入高含水期，聚驅單元進入開采末期的特殊時期，老井產(chǎn)量逐年遞減。稠油熱采成為孤一區(qū)實現(xiàn)產(chǎn)能接替，確保年度生產(chǎn)任務完成的主要開發(fā)手段。目前，孤一區(qū)熱采單元產(chǎn)量已占到措施產(chǎn)量的59.4%，解決稠油生產(chǎn)波動大的管理難題對保障全區(qū)生產(chǎn)任務完成有著重要的戰(zhàn)略性意義。多年來，孤一區(qū)認

2、真總結稠油開發(fā)管理經(jīng)驗，準確把握稠油生產(chǎn)管理規(guī)律，通過緊緊抓住“摻水管理”這一關鍵環(huán)節(jié)，不斷完善摻水管理方法，實現(xiàn)了稠油區(qū)塊產(chǎn)量穩(wěn)、摻水少、效益好的目標。2011年累計摻水23.89萬立方米，降低摻水15.39萬立方米，同比降低57.19%，完成稠油產(chǎn)量5.64萬噸,四季稠油產(chǎn)量穩(wěn)定過度無大幅度波動。一、課題產(chǎn)生的背景稠油具有熱敏性強、粘度大、流動性差的特點，在油田這種露天生產(chǎn)環(huán)境下，易受到外界溫度變化和不同稠油單元物性存在差異性等綜合因素的影響，穩(wěn)定生產(chǎn)管理的難度較大，對責任意識和技術水平要求要高于常規(guī)井。但在實際摻水管理中，受管理特點影響存在需多管理難點，不合理、不及時、不到位等粗放摻水管

3、理現(xiàn)象仍然一定程度上客觀存在，造成了稠油生產(chǎn)的不穩(wěn)定和效能低下。實現(xiàn)稠油生產(chǎn)高效穩(wěn)定運行的難點主要有以下幾方面：1、技術上優(yōu)化工作量大，稠油摻水工藝參數(shù)優(yōu)化不及時目前，孤一區(qū)稠油摻水工藝主要以稠油地面常溫摻水伴輸工藝為主,部分井配套使用摻水升溫、雙空心桿加熱、加降粘藥劑等工藝為輔。稠油摻水工藝類別多、技術參數(shù)多。面對各種工藝的眾多參數(shù)，作為執(zhí)行主體的職工全面掌握、現(xiàn)場靈活調整的難度較大，而分析指導主題的各層級技術干部摻水優(yōu)化分析由于工作量大往往存在一定的滯后問題，造成摻水參數(shù)優(yōu)化和調節(jié)不及時。2、運行上缺乏經(jīng)濟意識，稠油生產(chǎn)管理原則不合理在稠油運行管理上盲目地以“保障運行”為唯一準則，為逃避考

4、核、降低管理難度，隨意放大摻水比、加大降粘劑或盲目井口升溫等粗放管理的現(xiàn)象在較大范圍內存在，造成稠油生產(chǎn)運行成本增加，加大油田污水處理系統(tǒng)負荷，甚至對稠油井增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)起反作用，造成稠油生產(chǎn)的不穩(wěn)定。3、管理上職責不清，摻水管理執(zhí)行不到位部分采油單位將稠油摻水和工藝措施運行參數(shù)的分析、執(zhí)行、巡檢等職能完全放在班組，超出了班組的能力范圍。一些特殊摻水井的審批及工藝參數(shù)優(yōu)化沒有明確定位負責層級，班組內部摻水也沒有明確專人負責，交接班職責的連續(xù)性也不強。以上種種管理職責上的不清，對應對摻水諸多影響因素的復雜性上，精細管理不足，執(zhí)行不到位的問題較為普遍。4、保障上基礎薄弱，應急處理預案不健全稠油生產(chǎn)運行

5、的基礎較為薄弱，停摻水、破管線等任一生產(chǎn)故障都會造成單口井甚至整個區(qū)塊生產(chǎn)系統(tǒng)地癱瘓，因此問題處理的效率要求較高。但目前對一些基礎問題處理的預案缺乏經(jīng)驗地積累與提煉，應急處理預案不健全。稠油井摻水管理既是稠油井生產(chǎn)管理的難點，又是決定稠油井生產(chǎn)有效期的關鍵點。2011年是采油廠“精細基礎管理年”，面對摻水管理這一影響稠油生產(chǎn)的關鍵點，孤一區(qū)技術上做到“精密分析”、管理上做到“精準細嚴”，逐步探索形成了基于稠油生產(chǎn)優(yōu)化的矩陣管理模式，取得了良好的效果。二、基于稠油生產(chǎn)優(yōu)化的矩陣管理模式的基本內涵（一）內涵精細化管理要遵循兩個原則：一是科學性；二是工作節(jié)點量化的可操作性。稠油生產(chǎn)管理是一項系統(tǒng)工程

6、，需要綜合考慮各方面影響因素，以摻水運行為基礎，工況、工藝和職責等方面系統(tǒng)配套。精細化管理就是要達到定性摻水、定量調節(jié)即達到“摸清需摻的井、確定要摻的量”兩個技術分析目的。稠油生產(chǎn)管理現(xiàn)狀存在的四方面問題可以概括為兩方面影響因素：一是技術方面，需要準確把握稠油井摻水調節(jié)規(guī)律，具體有稠油井物性、生產(chǎn)周期、環(huán)境溫度及工藝流程四方面影響因素，確保“回壓最低”的運行目標的實現(xiàn)；二是生產(chǎn)管理方面，需要對稠油生產(chǎn)的運行、工況、工藝、職能等環(huán)節(jié)根據(jù)影響因素調整一致，明確關鍵節(jié)點、優(yōu)化工藝配套，確保生產(chǎn)資源投入的“最低摻水”管理目標的實現(xiàn)。稠油生產(chǎn)矩陣管理原理圖為此，孤一區(qū)構建并實施了“稠油生產(chǎn)優(yōu)化矩陣”管理

7、是依據(jù)矩陣管理理論為指導，將稠油各影響因素的優(yōu)化論證貫穿到稠油生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)，每個相交節(jié)點既是管理監(jiān)控點也是效益優(yōu)化點，達到稠油生產(chǎn)管理穩(wěn)定高效運行的管理目的。橫向上，遵循“摻水量最少”的效益優(yōu)化原則，不同“區(qū)塊、物性、周期、季節(jié)”的稠油管理都需要相應地精細調節(jié)“人、機、料、法”等方面資源投入和制度調整，掌握摻水調節(jié)規(guī)律，優(yōu)化摻水調節(jié)參數(shù)；縱向上，遵循“回壓最低”的生產(chǎn)優(yōu)化原則，確定各方面生產(chǎn)運行主題內容及配套工藝、制度要統(tǒng)籌考慮稠油物性、區(qū)塊、周期、季節(jié)的綜合影響，確保生產(chǎn)高效運行目標的最終實現(xiàn)。以上兩方面對稠油生產(chǎn)管理交叉影響，每個管理層級的稠油管理都要考慮四個方面的技術因素，同樣每個技術因

8、素對四個層級管理職能的履行都有影響，其交叉點就是各層級的管理優(yōu)化點。稠油生產(chǎn)矩陣管理模式圖（二）理論基礎1、矩陣管理理論矩陣管理是一種組織結構的管理模式，由專門從事某項工作或解決特定問題的工作小組形式發(fā)展而來。矩陣管理結構中的橫向由不同的工作項目（節(jié)點）構成，而橫向則由工作目標（或問題）相關的影響因素組成，通過每個節(jié)點的資源、信息共享，達到兼顧各影響因素，確保特定目標的實現(xiàn)或問題的解決。2、精細化管理理論精細化管理就是將影響稠油生產(chǎn)穩(wěn)定運行的影響因素逐一分解、量化為具體的參數(shù)、指標、責任，使每一項工作內容都能有標準、有優(yōu)化、有規(guī)定，使每一個問題都有專人負責。3、關鍵點控制理論“關鍵點控制理論”

9、就是在企業(yè)經(jīng)營管理重要方面、重要環(huán)節(jié)選取一些關鍵的項點進行重點控制，從而保證稠油各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)有效運行的一種監(jiān)管體系，有利于“以點帶面”抓住主要矛盾，優(yōu)化管理資源投入，最大限度保證稠油生產(chǎn)穩(wěn)定運行。4、預警管理理論預警管理是在確認逆境現(xiàn)象(管理失誤,管理波動及經(jīng)營逆境)已嚴重發(fā)生情況下,采用既定的組織方法干涉和調控其運行過程并使之恢復正常狀態(tài)的管理活動。油井“預警管理”把工作重點由“事后處理”轉移到“事前預防”和“過程控制”上來，能夠有效實現(xiàn)油井的“長壽”。三、基于稠油生產(chǎn)優(yōu)化的矩陣管理模式的實施過程（一）精細稠油摻水生產(chǎn)管理，“四分三定”給力稠油生產(chǎn)改善稠油流變性是解決稠油生產(chǎn)難題的關鍵點，

10、但具體到每一口井的摻水參數(shù)需要進一步實施適應性調整。根據(jù)以上分析認識，孤一區(qū)實施了“四分三定”摻水管理，即：分物性、分區(qū)塊、分周期、分季節(jié)制定摻水方式、摻水溫度、摻水量，形成了“四分三定”精細摻水管理模式，按照“井口回壓最低”的生產(chǎn)原則，孤一區(qū)分區(qū)塊、分物性制定優(yōu)選摻水方式、準確確定摻水量，最大限度保障了稠油生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)。1、分區(qū)塊：根據(jù)區(qū)塊生產(chǎn)特點，實施地面低壓摻水升溫改造（1）依據(jù)區(qū)塊特點，孤一區(qū)實施了地面低壓摻水升溫改造，將聯(lián)合站污水加壓至2.5mpa,經(jīng)加熱爐升溫至50以上，經(jīng)摻水干線輸送至各摻水間最終至井口摻水加熱。（2）根據(jù)該區(qū)塊粘壁溫度確定加溫摻水進站溫度高于40，依據(jù)地面管

11、輸溫降公式和熱量計算公示，計算出GB1冬季最高摻水起點為55至60。（3）實施升溫摻水后，有效改善了稠油輸送回壓,冬季井口平均生產(chǎn)回壓下降0.18mpa，摻水量有了較大幅度下降，冬季采油時率提高0.3%。2、分物性：“一井一策”逐井循環(huán)優(yōu)化，確定摻水方式和摻水量依據(jù)孤北1物性制定摻水管理模板，優(yōu)選摻水方式依據(jù)區(qū)塊原油物性，制定了摻水管理模板，實施“一井一策”逐井循環(huán)優(yōu)化，確定了摻水方式和摻水量。如孤北一區(qū)塊摻水模板：摻水量與井口回壓規(guī)律曲線：摻水高了回壓上升，摻水低了稠油流動阻力提升了回壓，摻水量與回壓最低點就是優(yōu)化摻水的尋找點，最佳匹配的摻水量實現(xiàn)了效益最優(yōu)化。1摻水優(yōu)化流程：觀察井口回壓變

12、化，回壓上升：在原摻水量基礎上調大摻水，直至回壓降低到預計值；回壓下降：按0.1方每小時降水調整，間隔2小時，平穩(wěn)減少摻水，記錄調整時間及數(shù)據(jù)，直至摻水和回壓匹配到最佳值，井口回壓上升，則終止摻水調整。典型井例 ：GDGB1X12初期停摻，進入轉周中期，溫度和含水下降幅度較大，回壓上升超過正常波動范圍（大于0.8MP），實施摻水優(yōu)化。3、分周期：“一時一策”過程管理，提高摻水高效性蒸汽吞吐從注入蒸汽到轉周生產(chǎn)成為一個開發(fā)周期，周期內表現(xiàn)出三個階段，根據(jù)每個階段特點，歸納了摻水管理的6個監(jiān)控點、6個調整點，確定了優(yōu)化、微調的入手點，同時配合現(xiàn)場管理信息精細實施以“?！薄翱亍薄罢{”為主的一時一策過

13、程管理法。把握周期摻水監(jiān)控點、優(yōu)化點和調整點“一停、一控、一調”摻水工作法事例：GDGB1X18于2010年6月轉周開井，初期溫度大于50 ,回壓較低0.62MP，停止摻水。隨著溫度和含水量的減少，回壓逐漸上升至0.7MP，及時優(yōu)化地面摻水量；該井進入中后期后，溫度接近粘溫敏感點時，通過實施雙空心桿井筒升溫和地面優(yōu)化摻水組合，開發(fā)周期已經(jīng)突破了365天，同期相比延長了148天。4、分季節(jié)：“一季一預案”摻水升溫方案，確保摻水經(jīng)濟高效不同季節(jié)環(huán)境溫度差別大，起到了“溫降”作用，冬季常溫摻水溫度低于粘壁溫度40，摻水井明顯增多。夏季摻水溫度在摻水升溫上，摻水井井數(shù)隨溫度上升逐漸降低。摻水升溫上根據(jù)

14、季節(jié)變化，實施“一季一預案”摻水升溫方案。根據(jù)四季氣溫，孤一區(qū)制定：夏季停止摻水升溫、春秋升溫至50-55、冬季升溫至55-60的升溫方案；管桿加熱夏季降至45，冬季升至5055。在摻水上夏季制定8口井停止摻水、春秋4口停止摻水、冬季全部摻水的季節(jié)性摻水方案。通過分季節(jié)調整優(yōu)化，節(jié)約了加熱能耗，實現(xiàn)了產(chǎn)量穩(wěn)定。采油時率增加摻水量明顯下降通過“四分三定”精細摻水管理的運行，有力地夯實了稠油生產(chǎn)穩(wěn)定高效運行的基礎。2010年8月實施以來，稠油生產(chǎn)實現(xiàn)了穩(wěn)定運行，隨開井數(shù)變化正常波動，改變了以往季節(jié)溫度影響為主要因素的不受控產(chǎn)量運行狀態(tài)。在平均開井數(shù)不變的情況下，與去年同期對比摻水量減少了10.39

15、萬方，開井時率同比提高0.3%。平均生產(chǎn)時率96.6%平均生產(chǎn)時率96.3%（二）精密實施工況立體分析，充分釋放稠油潛能稠油井受其生產(chǎn)情況周期性變化特點影響，工況變化和影響因素多，與常規(guī)井存在較大差異。孤一區(qū)在完善了各個單元工況模板的基礎上，將系統(tǒng)效率和工況分析相結合，利用Peoffice軟件立體分析地層、井筒、地面的相互作用關系,優(yōu)化轉周“初、中、后”期稠油井的工況及參數(shù)，挖掘產(chǎn)能潛力井、控制高耗井，實現(xiàn)效益最大化。1、工況與百米噸液耗電現(xiàn)狀GB1工況情況，有8口井在參數(shù)偏大區(qū)，百米噸液耗電達到了1.92，在降耗增效上，孤一區(qū)積極利用Peoffice軟件進行區(qū)塊工況分析和功圖診斷，判斷地層供

16、液和井筒排液的協(xié)調關系，分析管柱受力、泵效等情況變化，充分協(xié)調地層、井筒、地面三者之間關系。孤北一單元工況模板優(yōu)化工況現(xiàn)狀噸液耗電與工況關系2、Peoffice工況立體分析過程及措施實施第一步：使用Peoffice軟件進行區(qū)塊工況分析和功圖診斷，判斷地層供液和井筒排液的協(xié)調關系，分析管柱受力是否合理、泵效組成等指標。井例：GDGB1-19井組實施汽驅后，液面變化顯著，工況由參數(shù)偏大區(qū)進入合理區(qū)，用Peoffice軟件實施了跟蹤評價和優(yōu)化。第二步：優(yōu)化轉周措施，尋找最大增油潛力，不供液井得到治理。在轉周全過程中，孤一區(qū)優(yōu)選井號、及時抓住轉周時機、嚴密監(jiān)督作業(yè)運行、專人監(jiān)控注汽質量、優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，

17、循序漸進的提高轉周接替產(chǎn)能。第三步：優(yōu)化階段參數(shù)，挖掘增油降耗潛力：轉周初期，提高參數(shù)，加快引效，促使轉周井加快排水，早日見到產(chǎn)量。資料勤錄取排水引效轉周穩(wěn)產(chǎn)期，優(yōu)化參數(shù)、協(xié)調周期階段供排，工況最佳化例子：GDGB1-19 井實施注汽后，液面得到提升，通過用Peoffice軟件實施了跟蹤評價和優(yōu)化，將參數(shù)調整為3米5次調至3米7次，加強跟蹤監(jiān)控，7次生產(chǎn)后，產(chǎn)量得到提升，工況進入合理區(qū)。實施：3*5實施：3*75次調整為7次實施效果對比網(wǎng)上工況跟蹤見效中期階段敏感性評價見效初期階段敏感性評價 生產(chǎn)末期，降低參數(shù)減少能耗進入周期末，油井產(chǎn)液能力下降，噸液耗電高。為了控制能耗，對這些井進行了參數(shù)評

18、價，在沖次、沖程、泵徑、泵掛的評價中發(fā)現(xiàn)，這些參數(shù)改變液量基本不變，但是井下效率卻發(fā)生了很大變化，因此實施優(yōu)化下調參數(shù)生產(chǎn)。沖次評價沖程評價泵徑評價泵掛評價2011年優(yōu)化下調參數(shù)16井次，液量基本不變，累計節(jié)電9.62萬KW.H。（三）精選配套工藝措施，新工藝增效稠油生產(chǎn) 在配套工藝選取方面，孤一區(qū)通過前期分析、跟蹤調整、優(yōu)化調整做到選好、用好新工藝，精選了雙空心桿、標準井口等工藝，解決了近井地帶供液、井筒液舉升、井口保溫等問題。同時全面推行電能法調平衡心技術，實施“三必測、五必調、一跟蹤”工作法，保障了稠油生產(chǎn)的高效運行。1、多措并舉，優(yōu)化工藝，挖掘增油點 （1）分區(qū)塊優(yōu)選雙空心桿加熱工藝,

19、改善特稠油井井筒稠油流動性針對孤一區(qū)GB1斷塊儲層敏感性強，注汽后井筒溫度遞減快，有效生產(chǎn)時間短的區(qū)塊特點，實施了雙空心桿加熱工程，安裝空心桿加熱爐9套，取得了良好增油效果。 （2）分季節(jié)周期熱洗工藝，延長稠油井生產(chǎn)期針對周期短又有產(chǎn)能潛力的特稠油井冬季由于井筒溫降較大易躺井的典型問題，采取重點井周期熱洗，疏通近井地帶粘壁稠油，恢復油井產(chǎn)能。高溫熱洗（3）分物性采取連續(xù)加藥工藝，改善零散稠油井開采效果 針對近井地帶流動性差的實際，采取安裝自動套管加藥裝置，實施點滴式加降粘劑的方式，改善泵吸入口流動性，降粘效果明顯。累增油480噸（4）應用稠油井專用新式保溫，提升管理水平 針對稠油井口保溫轉周作

20、業(yè)頻繁，保溫層反復拆卸，造成人力和材料浪費的問題，孤一區(qū)進行了標準井口改造，安裝了易拆式井口保溫套，既節(jié)約材料成本，又省去了重復保溫井口的勞動量，達到了井口高效保溫。2、實施電能平衡調整，節(jié)能降耗顯著在采油廠技術部的技術指導下，孤一區(qū)首先在平衡率變化大的稠油單元全面推廣實施了電能法調整平衡工作。要求各注采站針對周期階段、季節(jié)變化、作業(yè)開井，做到必測電能平衡，實施“五比測”“一對比”工作法，取得節(jié)能效果顯著。例子：GB1-13在動態(tài)監(jiān)控中，發(fā)現(xiàn)該井進入轉周中后期，及時電能平衡測試后，通過數(shù)據(jù)分析該井平衡率為65%，負功成分大，在調整平衡后，下沖程做功得到有效改善，顯著達到節(jié)電功能。測試分析實施調

21、后效果周期動態(tài)變化2011年稠油井累計調整平衡82井次，日耗電節(jié)約864KW.H，節(jié)電率為7.1%（四）精確定位崗位節(jié)點責任，閉環(huán)管理提升管理水平 1、摻水過程優(yōu)化過程管理,明確注采站統(tǒng)籌職責摻水管理是稠油生產(chǎn)中最重要的工作環(huán)節(jié)，摻水管理，整個過程從頭至尾包括軟件、硬件兩個方面，硬件上，實施專職干部負責制，定期按計劃督導班組送檢與清洗水表，確保計量準確性；軟件上，建立了每日巡檢制度，及時巡檢管線、匯總巡檢情況，將管線穿孔影響外輸及摻水的可能性降到最低，同時實施專人精調摻水和技術員定期優(yōu)化摻水試驗工作。精調摻水專人負責有利于積累個人經(jīng)驗、摸請各井摻水特點，發(fā)生異常波動及時調整，協(xié)同工程技術員優(yōu)化

22、試驗。油井摻水巡檢調控流程圖2、實施班組一日志一卡一報告制度，明確班組匯報協(xié)調職責一日志：即建立摻水調整日志。每天詳細記錄每口井摻水動態(tài)、回壓變化和摻水效果，摸索單井摻水規(guī)律，尋找摻水臨界點。一卡：即建立單井摻水調整優(yōu)化卡，通過采油廠摻水范圍和摻水日志優(yōu)化出的數(shù)據(jù)，詳細記錄在摻水卡上，指導班組嚴格控制摻水量。一報告：每日巡檢中班組詳實觀察單井回壓、井口溫度和摻水量變化，遇有異常變化情況及時報告，及時進行摻水試驗并調整摻水。3、推行稠油過程關鍵點管理，明確崗位職工巡檢職責將摻水干壓、摻水溫度、井口回壓等13稠油生產(chǎn)中的影響因素，列入巡檢重點，實行可視化管理，每當發(fā)現(xiàn)異常波動，及時調整處理，并粘貼

23、動態(tài)圖版，進入預警狀態(tài)，提示巡檢職工加強加密關注該關鍵點，及時將影響生產(chǎn)的隱患消滅在萌芽狀態(tài)，延長開發(fā)周期。四、基于稠油生產(chǎn)優(yōu)化的矩陣管理模式的保證措施（一）緊密結合管理需求，完善預案機制在出現(xiàn)摻水故障如摻水干線穿孔等因素影響無法摻水時有可能會導致大面積停井事故的發(fā)生，為了避免各種常見因素的發(fā)生，結合實際總結了摻水相關知識和摻水應急處理方法；如單井回壓升高處理方法、摻水波動處理方法。通過對職工的培訓提高職工的應急處理能力。班組摻水管理預案一：摻水波動（不穩(wěn)）處理預案摻 水波 動摻水干壓波動單井摻水壓力、瞬時流量異常干壓出現(xiàn)偏低，調壓不穩(wěn)，立刻核實配水間干壓和摻水分壓，派人巡線。1、干壓穩(wěn)定，單井摻水壓力變小、瞬時流量變大，立刻落實管線。2、干壓穩(wěn)定，單井摻水壓力變大、瞬時流量變小，立刻落實回壓，及時上調摻水。單井摻水壓力、瞬時流量與井口回壓關系1、油井生產(chǎn)正常期，三者應該在一個穩(wěn)定范圍，要合理控制摻水壓力與井口回壓間的差值點。2、低效井需要控制泵效點與摻水間關系，杜絕大排量摻水。摻水穩(wěn)定點上報上報班組摻水管理預案二：摻水上下限調節(jié)預案上限調節(jié)（接近上限）下限調節(jié)（接近下限）日度氣溫最低時段，摻水壓力或回壓小幅上升時，摻水調至上限運行日度氣