安塞油田杏河區(qū)調(diào)剖選井多層次模糊綜合評判方法研究

高冬，李元，唐冬，任鵬

（中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安716002）

安塞油田杏河區(qū)調(diào)剖選井多層次模糊綜合評判方法研究

高冬，李元，唐冬，任鵬

（中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安716002）

安塞油田地處陜甘寧盆地，是一個典型的“低滲、低壓、低產(chǎn)”的三低油藏，隨著開發(fā)時間的延長，油藏平面及剖面上的矛盾日益突出，注入水單向或多向突進導(dǎo)致油井含水上升速度較快，嚴(yán)重制約了油藏的整體開發(fā)效果。調(diào)剖技術(shù)作為降低油井含水和提高原油采收率的有效手段，成為該油田持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，然而以往的調(diào)剖選井考慮的因素不夠全面。本文通過將影響調(diào)剖選井的因素綜合起來應(yīng)用多層次模糊綜合評判方法對杏河區(qū)27口井進行優(yōu)選。結(jié)果表明，該方法具有較高的可靠性，較以往選擇調(diào)剖井更為科學(xué)、合理。

安塞油田；調(diào)剖技術(shù)；影響因素；模糊綜合評判方法

隨著油田開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，油藏非均質(zhì)情況越來越嚴(yán)重，在水驅(qū)過程中注入水在縱向上沿高滲層單層突進，在橫向上舌進，很大程度上降低了注入水的波及體積，影響了注水開發(fā)效果［1］。調(diào)剖技術(shù)通過封堵高滲帶或微裂縫，能有效改善注水井吸水剖面，擴大注入水波及體積，緩和層間、層內(nèi)的矛盾，抑制注入水突進，提高注水開發(fā)效果［2，3］。安塞油田目前主要應(yīng)用區(qū)塊整體調(diào)剖PI決策技術(shù)和動態(tài)分析相結(jié)合的方法進行調(diào)剖井的選擇，但是這種方法未能綜合考慮影響調(diào)剖選井因素，導(dǎo)致措施后效果不是很理想，所以有必要對影響調(diào)剖選井因素進行綜合研究分析。

1　影響調(diào)剖井選擇的因素

調(diào)剖井的選擇影響因素很多，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗和前人的研究成果，總結(jié)影響調(diào)剖井的選擇因素包括：每米吸水指數(shù)、每米視吸水指數(shù)、壓降曲線的壓力指數(shù)PI值、滲透率變異系數(shù)、吸水剖面、連通油井總產(chǎn)液量、平均含水率、剩余儲量和連通油井的采出程度。將這些因素可以歸納為三種類型：反映注水井吸水能力，油層非均質(zhì)性以及對應(yīng)油井動態(tài)情況［4］。

1.1注水井吸水能力因素

注水井的吸水能力是油層非均質(zhì)性的反映和表征，通常情況下，對存在高滲透層的井，層間、層內(nèi)矛盾突出。因此，選擇吸水強度相對較大的井進行調(diào)剖，有利于改善層間層內(nèi)矛盾和降低含水率。影響注水井吸水能力的因素有每米吸水指數(shù)、每米視吸水指數(shù)和井口壓降指數(shù)PI值［5］。

1.1.1每米吸水指數(shù)每米吸水指數(shù)是指單位生產(chǎn)壓差下每米油層日注水量。

式中：Kh-每米吸水指數(shù)，m3/（d·MPa·m）；q－全井日注水量，m3；pwh－注水井流壓，MPa；pe－注水井靜壓，MPa；h－吸水厚度，m。

本文利用吸水指示曲線計算每米吸水指數(shù)，用吸水指示曲線計算每米吸水指數(shù)的公式為：

式中：Kh－每米吸水指數(shù)，m3/（d·MPa·m）；q1、q2－注水量，m3；p1、p2－注水壓力，MPa；h-吸水厚度，m。

1.1.2每米視吸水指數(shù)每米視吸水指數(shù)是指單位注入壓力下每米油層的吸水量。

式中：K－每米視吸水指數(shù)，m3/（d·MPa·m）；q－全井日注水量，m3；pwh－井口壓力，MPa；h－吸水厚度，m。

1.1.3井口壓降指數(shù)PI值在正常注水條件下關(guān)井時，井口壓力隨時間的變化關(guān)系，得到井口壓降曲線（見圖1）。

圖1　注水井井口壓降曲線

井口壓力指數(shù)定義為：

式中：PI－井口壓力指數(shù)，MPa；t－關(guān)井時間，min；p（t）－注水井關(guān)井t時間后的井口壓力或其隨時間變化的函數(shù)。

1.2油層非均質(zhì)性因素

油層的非均質(zhì)性直接導(dǎo)致了油水井間的注采矛盾，是反映水驅(qū)方向的關(guān)鍵參數(shù)。滲透率的非均質(zhì)性有效反映了油層的滲透能力，本文應(yīng)用滲透率變異系數(shù)和吸水剖面指標(biāo)來描述油層平面和剖面上的非均質(zhì)性。

1.2.1滲透率變異系數(shù)滲透率是影響注水能力的最主要因素，滲透率變異系數(shù)是指滲透率標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值，滲透率變異系數(shù)越大，水驅(qū)開發(fā)效果越差。因此在選擇調(diào)剖井時應(yīng)優(yōu)先考慮滲透率變異系數(shù)比較大的井進行調(diào)剖。

1.2.2吸水剖面非均質(zhì)性吸水剖面非均質(zhì)性反映了注水井在縱向上吸水能力的差異，這種差異越大，注入水不均勻推進越嚴(yán)重，調(diào)剖后效果更好，選擇調(diào)剖井時應(yīng)重點考慮吸水剖面不均勻的井。本文采用吸水百分數(shù)變異系數(shù)的差異來描述吸水剖面的非均質(zhì)性［6］，該變異系數(shù)較大的井一般是需要調(diào)剖的井。

1.3連通油井動態(tài)因素

注采井組內(nèi)的油井動態(tài)因素是考慮該注水井調(diào)剖后是否能提高或改善連通油井的生產(chǎn)狀況的指標(biāo)。井組內(nèi)采出程度低且高含水的油井所對應(yīng)的水井應(yīng)該優(yōu)先考慮。本文從區(qū)塊生產(chǎn)實際出發(fā)，借鑒前人的經(jīng)驗，綜合分析連通油井的總產(chǎn)液量、平均含水率、剩余儲量、采出程度因素。

1.3.1連通油井總產(chǎn)液量與注水井連通油井的總產(chǎn)液量對調(diào)剖井的選擇也有影響，連通油井總產(chǎn)液量是指與注水井連通的油井的產(chǎn)液量之和。

1.3.2連通油井平均含水率連通油井的平均含水率是影響調(diào)剖井選擇的因素之一，由于連通油井的含水各不相同，因此選取平均含水率作為評價指標(biāo)。

1.3.3連通油井剩余儲量連通油井剩余儲量數(shù)值上等于連通油井原始地質(zhì)儲量與累計產(chǎn)油量之間的差值。1.3.4連通油井采出程度連通油井采出程度也是影響調(diào)剖井選擇的因素之一，數(shù)值上等于連通油井的累計產(chǎn)油量與連通油井的原始地質(zhì)儲量之間的比值。

2　多層次模糊評判方法

影響調(diào)剖選井的因素很多，各因素在不同層次上可能對調(diào)剖井的選擇有影響，為了全面考慮各因素的信息，本文采用多層次模糊綜合評判方法進行綜合決策。首先，影響調(diào)剖井選擇的各因素可以分為三類：反映吸水能力因素、反映非均質(zhì)性因素和連通油井動態(tài)因素，其次，在反映吸水能力指標(biāo)、反映非均質(zhì)性指標(biāo)和連通油井動態(tài)指標(biāo)的第一層次上進行多因素評判，最后在第一層次評判的基礎(chǔ)上對注水井吸水能力、非均質(zhì)性和連通井動態(tài)三個因素進行二級綜合評判，得到綜合評判結(jié)果。

2.1確定評價對象因素集

因素集是指影響調(diào)剖井選擇的所有因素的集合。

um－影響調(diào)剖井選擇的每個因素。

2.2評價指標(biāo)隸屬度的計算

影響調(diào)剖井選擇的因素中，不同類型指標(biāo)隸屬度的計算方法不同，根據(jù)大量數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場經(jīng)驗，采用梯形分布計算各個評價指標(biāo)的隸屬度。對于每米吸水指數(shù)、每米視吸水指數(shù)、滲透率變異系數(shù)、吸水剖面、連通油井總產(chǎn)液量、平均含水率和剩余儲量這些越大越需要調(diào)剖的指標(biāo)采用升半梯形隸屬函數(shù)來描述，而壓降曲線的壓力指數(shù)PI值和連通油井的采出程度采用降半梯形隸屬函數(shù)來描述，因為這兩個指標(biāo)越大越不需要調(diào)剖［7］。

對于越大越優(yōu)指標(biāo)：

對于越小越優(yōu)指標(biāo)：

式中：xij-第j口井第i個因素的指標(biāo)值；min xij-第j口井第i個因素指標(biāo)中的最小值；max xij-第j口井第i個因素指標(biāo)中的最大值，由此計算的各井決策因子rij介于［0，1］之間。

2.3調(diào)剖選井多層次綜合決策技術(shù)

2.3.1反映吸水能力的參數(shù)決策根據(jù)區(qū)塊實際測試數(shù)據(jù)和油藏動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得到各井吸水能力的指標(biāo)值。經(jīng)過各因素隸屬度計算，并經(jīng)歸一化處理得到關(guān)系矩陣：

式中：rij-第j口井第i個因素的隸屬度；R1-吸水能力關(guān)系指標(biāo)矩陣。

2.3.2反映非均質(zhì)性的參數(shù)決策根據(jù)區(qū)塊實際測試數(shù)據(jù)和油藏動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得到各井非均質(zhì)性的指標(biāo)值。經(jīng)過各因素隸屬度計算，并經(jīng)歸一化處理得到關(guān)系矩陣：

式中：kij-第j口井第i個因素的隸屬度；R2-周圍油井動態(tài)關(guān)系指標(biāo)矩陣。

2.3.3反映周圍油井動態(tài)的參數(shù)決策本文對連通油井的總產(chǎn)液量和平均含水率進行統(tǒng)計計算，得到各因素隸屬度，并經(jīng)歸一化處理得到關(guān)系矩陣：

式中：vij－第j口井第i個因素的隸屬度；R3－非均質(zhì)性關(guān)系指標(biāo)矩陣。

2.3.4一級模糊評判本文通過借鑒前人經(jīng)驗，選用層次分析法確定各因素間的相對重要次序，從而確定各因素的權(quán)重，再利用合適的算子進行計算得到各因素的一級模糊綜合評判結(jié)果：B1=A1×R1；B2=A2×R2；B3=A3×R3。從而得到一級評判矩陣：

表1　注水井一級評判結(jié)果

2.3.5綜合評判在第一級評判的基礎(chǔ)上，根據(jù)專家對影響注水井吸水能力指標(biāo)、反映非均質(zhì)性指標(biāo)和周圍油井動態(tài)指標(biāo)的權(quán)值：A=（a1，a2，a3）。

經(jīng)過模糊綜合變換得到調(diào)剖選井的綜合決策結(jié)果為：B=A×R，根據(jù)綜合決策結(jié)果，選擇決策因子較大的注水井進行調(diào)剖。

3　實例計算

本文以安塞油田杏河區(qū)開展的27口注水井調(diào)剖為例，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計和搜集各井特征因素，經(jīng)過以上方法計算得出最終的評判結(jié)果。

3.1一級模糊評判

經(jīng)計算，得到27口注水井一級評判結(jié)果（見表1）。

圖2　單井調(diào)剖日增油與模糊綜合評判結(jié)果關(guān)系

3.2綜合評判

經(jīng)計算，得到27口注水井綜合評判決策因子（0.46，0.48，0.60，0.34，0.34，0.27，0.13，0.41，0.65，0.25，0.35，0.36，0.22，0.44，0.37，0.34，0.42，0.44，0.53，0.39，0.31，0.30，0.23，0.38，0.25，0.32，0.23），將這些單井綜合評判的結(jié)果與日增油量對比（見圖2），從圖2可以看出，二者相關(guān)系數(shù)達到0.75，說明該結(jié)果具有較強的準(zhǔn)確性。

4　結(jié)論

（1）影響調(diào)剖井選擇的因素有每米吸水指數(shù)、每米視吸水指數(shù)、壓降曲線的壓力指數(shù)PI值、滲透率變異系數(shù)、吸水剖面、連通油井總產(chǎn)液量、平均含水率、剩余儲量和連通油井的采出程度，利用多層次模糊綜合評判的方法可以綜合考慮這些因素的影響，使調(diào)剖井的選擇更加科學(xué)、合理。

（2）結(jié)合實際區(qū)塊油水井的動靜態(tài)資料，運用多層次模糊綜合評判方法得出的結(jié)果具有較強的可靠性，可以很好的指導(dǎo)調(diào)剖井的選擇。

［1］熊春明，唐孝芬.國內(nèi)外堵水調(diào)剖技術(shù)最新進展及發(fā)展趨勢［J］.石油勘探與開發(fā)，2007，34（1）：83-85.

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［4］張勇.調(diào)剖優(yōu)化決策與效果預(yù)測技術(shù)研究［D］.成都：西南石油學(xué)院，2005.

［5］王生奎.調(diào)剖優(yōu)化決策技術(shù)與決策系統(tǒng)［D］.成都：西南石油學(xué)院，2005.

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［7］周志軍，李慧敏，黨慶功，等.應(yīng)用模糊綜合評判方法優(yōu)選非均質(zhì)油藏調(diào)剖井和層［J］.數(shù)學(xué)的實踐與認識，2010，40（4）：89-92.

Ansai oilfield district of selecting well for profile control of multi-level fuzzy research on comprehensive evaluation method

GAO Dong，LI Yuan，TANG Dong，REN Peng
（Oil Production Plant 1 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Yan'an Shanxi 716002，China）

The Ansai oilfield is located in the Shanxi-Gansu-Ningxia basin，is a typical"low permeability，low pressure，low-yield"three-low reservoirs，with the extended development time，contradiction of the reservoir on the plan and profile，water water containing unidirectional or multidirectional lunge lead rise faster，severely restricted the overall development of the reservoir.Profile control technique for lowering the well water and effective methods to improve oil recovery，became key to the sustainable development of oil fields，however ever profile selection factors to be considered are not comprehensive.Through influence of profile selection factors combined application of multi-level fuzzy comprehensive evaluation method to optimizing the 27 wells in the river almond.Results show that this method has higher reliability，choose profile control more scientific and reasonable than in the past.

Ansai oilfield；profile control technique；influence factor；fuzzy comprehensive evaluation method

TE357.6

A

1673-5285（2016）10-0033-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.10.008

2016－07-18

高冬，男（1991-），助理工程師，2013年畢業(yè)于西北大學(xué)資源勘察與工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油開發(fā)工作。