海上稠油油田深部调驱选井决策方法研究

孟祥海，刘义刚，邹 剑，刘长龙，陈存良，张志熊

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

海上稠油油田深部调驱选井决策方法研究

孟祥海，刘义刚，邹 剑，刘长龙，陈存良，张志熊

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

海上油田高强度的合注合采导致优势通道普遍发育，开展深部调驱是油田稳产的关键。提出了一种适用于海上稠油油田的深部调驱选井决策方法，从静态指标、生产动态指标和动态监测指标出发，全面筛选、构建了选井决策的评价指标体系；利用隶属函数实现指标定量计算，利用模糊层次分析法分步确定指标权重，从而计算综合评判因子进行选井。矿场应用表明，调驱井压降变缓，措施区块增油降水效果显著，含水下降1.2%，累计增油6.10×104m3，提高采收率0.21%，充分证明了该方法的可靠性。

海上稠油油田；深部调驱；选井指标；模糊层次分析法

由于技术及经济条件的限制，海上油田早期多采取高强度的大段合注、合采方式开发，储层的孔喉结构更易发生变化，形成优势通道[1]，严重影响油藏水驱的开发效果[2]。深部调驱技术既能起到调剖的作用，又解决了近井浅调可能造成的注入水绕流现象，是优势通道治理、油田剩余油挖潜的重要途径之一[3]。陆上油田在调剖方面已经积累了比较成熟的经验[4-6]，陆上油田的吸水剖面等资料相对于海上油田更容易获取且精度较高，因此，陆上油田深部调驱选井多依赖于吸水剖面等测试资料。海上油田受测试条件、经济条件等限制，不可能每一口井都有测试资料，且资料精度可能存在较大误差，不能照搬陆地油田的做法。目前，海上油田深部调驱选井多采用多因素综合评价方法，该方法要求各井具有相同类别的评价指标，缺少其中一类评价指标便无法使用。同时，权重确定方法对指标数目有所限制，考虑的评价指标不全面，方法不完善。本文从油藏整体出发，选取了静态指标、生产动态指标和动态监测指标等3大类15项指标确定选井评价指标体系，利用分步法确定权重，指标更全面，方法简单，数值更加合理；最后，结合模糊数学理论形成深部调驱选井定量决策模型和变权模型，为海上水驱稠油油田的高效开发提供支持。

1 评价指标体系的建立

水驱效果差、剩余油潜力大的井是最需要调驱的井。具体地说，在静态指标方面，应该选地层及流体分布非均质性强、储层连通性好和具备较好调驱条件的井；在日常生产动态方面，应该选开采效果比理论预期差的井；在动态监测方面，应该选吸水不均、泄压能力相对较快的井。从这三方面出发，选取了3大类15项评价指标，构建了深部调驱选井的评价指标体系，见表1。

表1 深部调驱选井指标体系

(1)原油黏度及黏度级差。稠油具有黏度大、密度高、流动难等性质，因此，将稠油的黏度作为选井的决策指标是非常有必要的。平面上，原油黏度越大，注入流体突破的波及面积越小，就越需要调驱；纵向上，原油黏度级差越大，层间矛盾越突出，注入流体越容易沿阻力较小的层窜流，就越需要调驱。

(2)渗透率变异系数。渗透率变异系数越大，即储层非均质性越强，高渗层越容易窜流；水洗的不均匀程度越高, 剩余油分布越不均匀，越需要调驱。

(3)沉积相特征参数。沉积相带不同，相同条件下水驱开发效果不一样，深部调驱的潜力也不一样；按水驱开发效果将各相带进行排列，选择水驱开发效果较差相带中的井开展深部调驱。

(4)含水率与采出程度关系。采出程度低、含水率高且含水上升率快的注水井组存在严重的非均质性，形成优势通道的可能性较大，要首先考虑此类井为调驱井。

(5)存水率与采出程度的关系。和含水率-采出程度关系类似，采出程度低、存水率低时，注水井组的注入流体无效循环的可能性较大，需要考虑此类井为调驱井。

(6)吸水剖面异常程度。吸水剖面直观反映了各层吸水量的相对大小，吸水剖面越不均匀，各层吸水差异越大，越需要开展深部调驱。

(7)压力指数(PI)。PI值反映了目前储层的整体泄压水平，PI值越小，储层地层系数越小，泄压能力越快，越应该进行调驱。

(8)无因次压力指数(DPI)。相关文献[7-8]针对PI值无法考虑优势通道形成前后储层渗透率动态变化的问题，提出了DPI指数，该值与储层渗透率增大倍数成反比，即储层的优势通道发育级别越高，渗透率增大倍数越大，DPI值越小，越应该进行调驱。

其余参数可适当参考陆地油田计算[9]。

2 指标的定量评价

由于开展深部调驱的界限存在不确定性与模糊性，采用模糊数学中的隶属函数对各指标进行定量化[10]。对于指标大、需要调驱的指标(例如渗透率变异系数)，采用简化的升半梯形隶属函数处理(式1)；对于指标小、需要调驱的指标(例如PI)，采用简化的降半梯形隶属度函数处理(式2)。

(1)

(2)

式中：μ——定量化后的指标值；x——原始指标值；a1——原始指标值的最小值；a2——原始指标值的最大值。

3 选井决策模型的建立

专家打分得到权重的方法过分依赖主观判断，为了克服此问题，本文采用模糊层次分析法确定指标权重。模糊层次分析法是一种定性与定量相结合的系统分析方法，该方法采用小数表示一种因素比另一种因素的重要程度，克服了层次分析法检验判断矩阵一致性难度大、判断标准缺乏科学依据的不足，这种基于模糊数学的方法提高了判断的可靠性。一般而言，模糊层次分析法的评价指标不超过9个，本文评价指标数目众多，直接应用模糊层次分析法确定权重难度较大，因此，提出分步确定权重法：

(1)确定类别权重。利用模糊层次分析法对静态指标、生产动态指标和动态监测指标三大类指标赋予权重(表2)。

表2 类别权重表

(2)确定各类指标的内部权重。利用模糊层次分析法仅对静态指标所包含的指标赋予权重，称为内部权重，同样的方法可确定生产动态指标和动态监测指标各包含的指标内部权重。以动态监测指标为例，见表3。

(3)确定综合权重。用类别权重与各类指标对应的内部权重的乘积作为该指标的综合权重(表3)。

得到定量评价的指标值和权重后，采用多因素模糊决策模型进行综合评价，见式(3)。

表3 动态监测指标内部权重和综合权重

FZ=λμ

(3)

式中：FZ——综合评价因子；λ——指标的综合权重。

在实际应用中，由于技术经济条件的限制，并不是每一口井都有齐全的资料，如果权重系数仍然保持不变，会限制本文方法的应用，甚至造成评价结果的错误。为此，建立变权模型，即缺少资料项的权重值设为0，其余因素的权重值按照原有权重值重新归一化，这样，尽管改变了指标的绝对性，但指标的相对性没有改变，仍然可以利用其余指标进行深部调驱的选井。

4 矿场应用

海上某油田位于辽河坳陷辽西低凸起中段，开发已有20余年，目前处于中高含水开发阶段。开发生产过程中，该油田逐步暴露出优势通道发育明显、水驱动用差等一系列问题，油田开发效果变差，应用本文方法对某区块进行了深部调驱选井决策。该区块有7个注水井组，反九点井网开发，含水近75%，而采出程度不足20%，开展水驱开发调整意义重大。根据区块的实际资料，利用变权模型进行选井，选取了12项指标，各指标值见表4；以各井综合评价因子的平均值作为选井基准，决策出A1～A4井需要调驱。

从A1井调驱前后的压降测试曲线可以看出，调驱后该井起始压力增大，压降曲线更加平缓，说明调驱有效(图1)；从A 2井调驱前后的指示曲线可以看出，调驱后该井注入压力上升，注水指示曲线斜率变小，说明调驱有效(图2)。

图1 A1井调驱前后压降曲线对比

经过深部调驱后，措施区块增油降水效果显著，含水下降1.20%，考虑区块综合递减率情况下，累计增油6.10×104m3(图3)，提高采收率0.21%，证明了该方法的可靠性。

5 结论

(1)从静态指标、生产动态指标和动态监测指标出发，全面筛选并构建了深部调驱选井决策的评价指标体系，结合模糊数学理论，提出了一种适用于海上水驱稠油油田的深部调驱选井决策方法。

图2 A2井调驱前后指示曲线对比

图3 某区深部调驱前后实际数据及预测数据

(2)针对过分依赖主观判断和指标数目众多带来的权重确定问题，提出利用模糊层次分析法分步确定指标权重，权重确定更科学有效。

(3)矿场应用结果验证了本文方法的可靠性，可以为深部调驱选井决策提供技术支撑，具有一定推广价值。

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[11] 雷占祥，陈月明，徐耀东．应用模糊层次评判法进行油藏调剖适宜度综合评价[J].大庆石油地质与开发，2007，26(3)：82-86.

编辑：王金旗

1673-8217(2017)03-0087-04

2016-10-10

孟祥海，高级工程师，硕士，1976年生，1999年毕业于原大庆石油学院石油工程系，现从事海上油田采油工艺研究管理工作。

“十二五”国家科技重大专项“海上油田丛式井网整体加密及综合调整技术”(2011ZX05024-002)；中国海洋石油总公司十二五重大科技专项“海上在生产油气田挖潜增效技术研究”(CNOOC-KJ125ZDXM06LTD)。

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