基于属性理论的海上油田开发效果评价——以渤海Y油田为例

徐 文 娟

(中海石油(中国)有限公司天津分公司， 天津 300452)

在渤海油田，通常采用水驱开发效果评价方法[1-2]，筛选递减率、含水上升率、存水率、水驱指数等因素[3]，评价油藏开发效果，优选措施方案，以保证油田长期稳产。但在实际应用中，单因素评价的结果往往存在差异，甚至相互矛盾。在此情况下，油田开发人员难以给出合理的解决对策，不能科学地指导油田实际生产。针对此类问题，本次研究中引入属性理论的方法，将多目标评价问题转化为单目标评价问题，将多因素的定性描述定量化，从而实现模糊属性的综合评价。

1 属性理论基本原理

属性理论中以置信度准则为识别准则，在属性集、属性测度空间和有序分割类等概念的基础上，将定性分析与定量分析相结合，最后建立综合评价模型进行分析[4-6]。属性理论目前已应用于多个领域，用于解决各类现实问题。

在工程实践中存在大量综合评价问题，由于各单项指标独立性引起的评价结果不相容，仅依靠单一指标评价难以得出合理的结论。之后相继发展的综合指数法、模糊评判法、灰色聚类法和人工神经网络法等，也各有优缺点。在解决有序分割问题方面，属性识别模型具有显著的优越性，该理论在人工智能、质量评价、风险分析、安全评估等方面已表现出重要的应用价值。

1.1 确立定量化评估指标体系

设综合评价空间为X，其评价对象有n个样品，每个样品有m项开发效果评价指标，其指标集合用Ij表示；设F为空间X上某类属性空间，F的有序分割由(c1，c2，c3，…，ck)构成，且满足条件c1>c2>c3>…>ck。已知各个指标的分类标准，可列出如下分类标准矩阵[7]：

矩阵中，ajk为空间F的一个有序分割ck的属性。根据ck的定义，有aj1>aj2>…>ajk。

1.2 建立属性识别模型

利用属性识别理论解决开发指标评估问题：(1)计算样品属性测度；(2)根据置信度准则，判断x属于哪一类；(3)按照评分准则的计算结果，对t进行比较和排序。具体方法如下：

对于开发效果评价指标的测量值xij，具有属性cp(1

(1)

当xij>ajk时，Tij1=1，Tijk=0(k>2)；当xij

(2)

由指标权重计算属性测度Tip：

(3)

按照置信度准则，通过公式(4)计算出综合评价结果Pi：

(4)

2 渤海Y油田各井组开发指标综合评价

2.1 油藏地质特征及开发现状

渤海Y油田位于渤海南部海域，属于渤中34油田群主力区，是典型的复杂断块中高渗轻质油藏。油藏储层物性好，属于中高孔渗储层，孔隙度主要为7.4%～42.8%(平均30.3%)，渗透率为1.6×10-3～5 604×10-3μm3。原油性质较好，以低黏度的中轻质油为主，地面原油密度为0.862～0.919 gcm3，地层原油黏度为1.32～12.50 mPa·s。油藏属于正常温度压力系统，油田压力梯度为950×103Pahm，温度梯度3.38 ℃hm。油田为中等规模，目前有A、B、D平台及第2、第3井区外挂甲板，共有69口开发井，2015年实施开发调整井17口。

2.2 基于属性分析进行定量化开发效果评价

渤海Y油田15个井组间静态地质油藏特征相似，由于动态油藏管理方式不同，各井组间开发效果差异较大。针对常规油藏经营管理中对多因素难以有效综合判别的问题[8-10]，以Y油田15个注水开发井组为研究对象，对反映油藏开发及注水状况的4项开发指标(含水上升率、递减率、阶段存水率及阶段水驱指数)开展单因素指标定量评价。表1所示为Y油田A井组开发指标单因素评价结果。其中，单个指标的评价结果从一类到三类不等，结果不一致，无法据此准确判断A井组开发效果。采用基于属性理论的综合评价方法基本可以解决此问题。

表1 Y油田A井组开发指标单因素评价结果

根据开发指标评价标准，建立属性矩阵。表2所示为Y油田A井组开发指标属性测度矩阵。根据式(1)计算A井组评价指标测量属性度。表3所示为Y油田A井组开发指标测量属性度。

表2 Y油田A井组开发指标属性测度矩阵

表3 Y油田A井组开发指标测量属性度

首先，通过式(2)计算各指标未归一化权重系数。递减率、含水上升率、存水率、水驱指数的权重系数分别为0.22、0.38、0.52、0.45，各指标未归一化权重系数和为1.57。

然后，将各指标权重系数进行归一化处理，得到递减率、含水上升率、存水率、水驱指数的权重系数分别为0.14、0.24、0.34、0.29。

将指标权重系数代入式(3)，计算综合指标的属性测度Tip，一、二、三类的属性测度Tip分别为0.63、0.26、0.11。

根据式(4)计算结果可作出准确判断：A井组综合开发效果(递减率、含水上升率、阶段存水率及阶段水驱指数)为一类。

运用上述多指标模糊属性综合评价方法，对渤海Y油田15个井组进行了综合评价。表4所示为各井组多指标综合评价结果。评价结果表明：在低含水阶段，一类井组数量占27%，二类井组数量占53%，三类井组数量占20%；在中含水阶段，一类井组数量占25%，二类井组数量占55%，三类井组数量占20%；在高含水阶段，一类井组数量占25%，二类井组数量占75%。

表4 各井组多指标综合评价结果

3 油藏精细管理图版研究

根据表3所示15个井组不同含水阶段综合评价结果进行分析，建立3个油藏管理指标评价图版(见图1、图2、图3)，以该图版为基准，优化初期采油速度、提液时机、阶段注采比等多项油藏管理指标。

(1) 初期采油速度。由图1 可知，在低含水阶段，采油速度为2%～4%时开发效果较优，采油速度低于2%或者高于4%时开发效果次之。

图1 采油速度指标管理与综合评价图

(2) 提液时机。由图2可知，在低含水期控液，在中高含水期提液，开发效果较好。这是由于在低含水期对油井进行控液，可以有效地延长无水采油期，提高无水采油量；而进入中高含水期之后对油井实施提液，能有效地控制含水上升速度，从而减缓产量递减速度。

图2 工作制度指标管理与综合评价图

(3) 阶段注采比。由图3中可知，阶段注采比为0.8～1.2，开发效果较好。当注采比相对较小(小于0.8)时，地层存在亏空，地层压力下降将会导致油井脱气，开发效果较差；当注采比相对较大(大于1.2)时，注入水突进加快，会导致油井过早见水，驱油效率较低。

4 结 语

海上油田开发指标综合评价对于进一步提高油藏管理水平，改善油田开发效果具有重要意义。通过研究，提出将属性理论应用到海上油田开发效果评价中，利用属性评价模型实现开发指标评价，将多目标评价问题转化成单一目标评价问题。该方法在渤海Y油田的成功应用实践表明，此评价方法是合理可行的。试验区油藏管理实践表明：低含水期，采油速度为2%～4%，开发效果较好；低含水期控液，中高含水期提液，开发效果较好；阶段注采比为0.8～1.2，开发效果较优。以本次建立的油藏管理图版为基准，优化初期采油速度、提液时机及阶段注采比等多项油藏管理指标，可改善油田各井组开发效果，预计贡献产能20万m3左右。

图3 阶段注采比指标管理与综合评价图