超低滲油藏機采系統效率影響因素分析

周楊帆，唐 凡，張 巖 （中石油長慶油田分公司超低滲透油藏研究中心，陜西 西安710018）

目前，長慶油田超低滲透油藏機采系統效率為18.1%，這嚴重影響了超低滲透油田整體開發(fā)效益和開發(fā)水平的進一步提升。機采系統效率影響因素眾多且關系復雜。明確影響機采系統效率的主要因素，對于采取有效措施提高機采系統效率具有重要作用，然而現階段關于抽油機井系統效率影響因素研究多以單因素分析為主［1－4］，該方法在眾多影響因素中無法有效判斷出主要和次要因素，常導致采取的措施無針對性。為此，筆者運用灰色關聯分析法對超低滲油藏機采系統效率影響因素進行了分析。

1 灰色關聯分析法

灰色關聯分析法是一種動態(tài)發(fā)展態(tài)勢的量化描述和比較方法［5］，以各影響因素的樣本數據為依據，用關聯度來描述因素間關系的強弱、大小和次序等。與傳統的分析方法 （如相關、回歸等）相比，利用該方法可在數據量較少的情況下依系統的離亂時序尋找反映系統演變的規(guī)律，從而更好地確定主要影響因素。

1.1 確定分析系列

在對所研究問題目標分析的基礎上，確定一個因變量和多個自變量因素。設因變量數據構成參考序列，各自變量數據構成比較序列，分別表示為：

式中，Y0為參考序列；Yi為比較序列；n為序列長度；i＝1，2，…，m；m為比較序列個數。

1.2 初始序列的無量綱化

由于系統中各因素的物理意義不同，導致原始變量序列具有不同的量綱或數量級。為了保證各因素具有等極性和等權性，需要對其進行正向化和無量綱化。常用的無量綱化方法有極大值法、初值法和均值法等，筆者采用極大值法進行處理，應用該方法進行無量綱化后的序列可表示為：

式中，j＝0，1，2，…，m；k＝1，2，…，n。無量綱化后的新序列為X0、Xi。

1.3 計算關聯系數

所謂關聯系數，實質上是曲線間幾何形狀的差別程度，因而可將曲線間差值大小作為關聯程度的衡量尺度。對于一個參考數列有若干個比較數列X1，X2，…，Xn，各比較數列與參考數列在各個時刻（即曲線中的各點）的關聯系數可由下列公式算出：

式中，ξ為分辨系數，0＜ξ＜1；ρ為分辨系數，一般取0.5；Δ（min）是所有差值的最小值；Δ（max）是所有差值的最大值。

1.4 計算關聯度

因為關聯系數是比較數列與參考數列在各個時刻 （即曲線中的各點）的關聯程度值，所以其數量不止一個，且信息過于分散不便于進行整體性比較。因此有必要將各個時刻 （即曲線中的各點）的關聯系數集中為一個值，即求平均值，作為比較數列與參考數列間關聯程度的數量表示，關聯度r0i計算公式如下：

1.5 依關聯度排序

對各比較序列與參考序列的關聯度從大到小排序，關聯度越大，表明該因素對系統效率的影響越明顯。

2 實例分析

為了找到影響超低滲透油藏各區(qū)塊、各層位機采系統效率的主要因素，對超低滲透油藏合水油田莊36區(qū)塊長8油層組10口采用6型抽油機的機采系統效率測試數據進行分析。各井的生產參數和機采系統效率測試數據如表1所示。

表1 單井機采系統效率與生產參數的原始數據表

利用灰色關聯法將系統效率作為母序列，將功率平衡指數、泵徑等8個因素作為子序列，采用極大值法對各序列進行無量綱化處理，結果標明每個序列的數值在0與1之間，即變換到區(qū)間 ［0，1］的范圍內。利用式 （4）進行各序列數值的關聯系數計算，結果如表2所示。

表2 各因素的關聯系數

求出各影響因素的關聯度，從而得出各個因素對抽油機系統效率影響的大小關系，結果如表3所示。從表3可以看出，影響該區(qū)塊10口油井機采系統效率的各因素的關聯程度由強到弱的排序依次為日產液、功率平衡指數、輸入功率、沉沒度、泵掛、沖次、沖程、泵徑。

表3 系統效率的影響因素及關聯度

3 結 語

灰色關聯分析法綜合考慮了多種影響因素，分析結果比較準確且符合實際，是一種較為科學、簡單可靠的系統分析方法［5］。利用灰色關聯分析法分析各因素對機采系統效率的影響程度，通過對各因素按關聯度進行大小排序，從而確定主要和次要因素。由于超低滲透油藏各區(qū)塊影響系統效率的主要因素不盡相同，因而應根據超低滲透油藏各區(qū)塊、層位和抽油機機型的差異性，采取針對性措施來提高機采系統效率。

［1］孫慶宇 .有桿泵井機采系統效率影響因素及參數優(yōu)化設計 ［J］.油氣田地面工程，2004，23（6）：52－53.

［2］李興，康成瑞，鄒俊松 .低滲透油田機采系統效率影響因素分析 ［J］.石油和化工節(jié)能，2008，16（3）：14－15.

［3］李福 .機采系統效率影響因素研究 ［J］.長江大學學報 （自科版），2010，7（3）：261－263.

［4］王洪勛 .采油工藝原理 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1989.

［5］鄧聚龍 .灰色系統理論教程 ［M］.武漢：華中理工大學出版社，1990.