深部调剖系统优化设计

汪旭颖

摘要：深部调剖技术是油田控水增油的重要措施之一。现有的深部调剖系统存在诸多问题，如系统流程不完整、模型设计不完善、普通技术人员难以操作等。为了解决这些问题，建立了深部调剖全流程一体化模型体系，并设计了一款集数据集成、优化设计和可视化为一体的深部调剖优化设计系统。应用结果表明，系统能够满足深部调剖优化设计生产需要，提高了深部调剖设计质量和措施效果，且操作简便，为油田及时控水提供了技术保障。

关键词：深部调剖；数据集成；优化设计；可视化

中图分类号：TP31 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）14-0101-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

0 引言

随着大庆油田进入高含水开发阶段，油藏特征及环境变化复杂，油藏深部非均质矛盾加剧，深部调剖已成为改善高含水油藏水驱开发效果的重要技术措施[1-4]。目前对于深部调剖优化设计的研究主要集中在利用数值模拟软件建立调剖机理模型上[5-9]。其中，对常用调剖剂建立不同数学模型和采用传统方式从现有的调剖剂中筛选为主要手段[10-12]。所开发的调剖系统未包括现场应用等模块，大庆油田部分合作项目开发的小型软件，都是针对具体一两种深部调剖剂、部分区块开发的小型的深部调剖软件，有可借鉴的地方，但在深部调剖药剂种类和区块应用上都不够系统完整。数值模拟软件操作复杂，对人员要求高，因而亟须建立一种全流程一体化深部调剖系统。

1 系统设计

1.1 数据集成模块

系统数据分为两类：一是油田原始数据，二是应用基础数据。油田原始数据由网络数据库和本地数据存储。网络数据主要以Oracle数据库为主，而本地数据则主要为.dbf、.xls、.txt、.doc等四种类型文件。油田数据存储规范，数据输入量大，应用频率高。调剖剂性能及应用数据一般存储在总结文档中，输入量少，应用频率低。

应用基础数据以Microsoft Access（Microsoft Data?base） 数据库存储。为了便于数据采集，并与油田原始数据存储兼容，同时沿用原开发数据库分类整合方式，将应用基础数据分为6 个数据表：井位数据DAA02、小层数据DAA05、采出井井史DBA04、注入井井史DBA05、分注井井史DBA051、吸水剖面数据DBC02或者剖面图。调剖剂性能数据分为4个数据表：液体型调剖剂数据、颗粒型调剖剂数据、调剖剂应用数据、调剖剂性能数据。如表1所示。

1.2 选井选层模块

目前选井选层主要采用决策技术和大孔道识别技术。决策技术需要对区块内一定数量的井进行分析与计算，再对指标结果进行区间划分，从而筛选出目标井。大孔道识别技术能够在对应的注入井和采出井间进行，实现局部的大孔道识别，筛选出目标井层。决策技术中国内具有代表的有：石油大学（华东）的PI决策技术和RE决策技术、北京勘探开发研究院的RS决策技术，国外主要代表性的是哈里伯顿公司的XERO决策系统。

选井选层由井组划分、井组完善度、调剖井选择、调剖层选择和优势方向评价组成，解决了决策技术筛选存在的局部最优问题和大孔道识别技术存在的“一对一”筛选。

井组划分：以注入井和采出井坐标为基础，划分井组注采单元，提供可视化井组追踪。

井组完善度：计算注采井组单元井网完善度，包括注采井组相位均匀度、井距均匀度和井配位数等参数，绘制各参数等值图，设置参数阈值供完善井选择使用。

调剖井选择：提供视吸水指数、比视吸水指数、综合含水、超标率、日注水量、注水压力、压力阈值（压力空间）等7个参数作为选井参考参数项，用户均值计算和浮动值设置各参数阈值为选井使用。系统可绘制注水量等四项参数等值图。

调剖层选择：提供吸水剖面和小层基础数据两种选择方法。选择调剖层，确定增注段，计算调剖层和增注段厚度和注入分数。模块耦合了吸水剖面识别工具，用于吸水剖面图量化识别。提供调剖层吸水比例、调剖层厚度、增注段厚度比例等阈值设置供选层使用。

优势方向评价：计算注采井组注采关系，计算参数能量和液量两个参数，采用相关系数法和关联度法，绘制注采井组间注采关系量化相关图和井组注采动态曲线图。

1.3 调剖剂选择量化模块

目前，调剖剂选择方法主要从以下3个方面按权重和层级进行匹配：1） 地层流体参数：矿化度、温度、PH值；2） 调剖井特征：地层类型（裂缝、微裂缝）、吸水能力（每米吸水指数WI、KI） 、层厚、孔隙度；3） 调剖剂性能静态参数：黏度、耐温性、耐PH值。随着油田动态开发，储层非均质性特征明显，渗透率极差扩大，无法实现选择的调剖剂性能与地层完全匹配。

调剖剂选择包括调剖层物性计算、调剖剂类型选择、调剖剂浓度选择三部分内容，利用这三部分内容实现调剖剂性能与地层完全匹配。

物性参数计算：主要计算调剖层内封堵段和增注段的渗透率、孔隙度、孔径等参数。孔隙度用区块渗透率和孔隙度回归函数计算，回归函数包括指数函数和幂函数两种。

调剖剂类型选择：系统根据油藏区块温度、地层水矿化度和PH值，自动匹配出调剖剂数据库中适合的调剖剂，根据调剖剂性能特性数据进行筛选。

调剖剂浓度选择：系统根据选定的调剖剂类型以往措施井状况，再结合已有措施井的渗透率、压力上升幅度和增油效果等参数确定调剖剂浓度。

1.4 注入参数优化模块

注入参数优化涉及基础信息、用量优化和段塞设计三部分。

基础信息：提取和汇总调剖层信息、调剖剂信息和相关价格信息，计算调剖层相关参数，完成调剖剂用量优化计算参数准备。

调剖剂用量优化：计算在不同调剖半径下的增油量和投产比，以此选择合适的调剖半径，并计算调剖剂用量。再根据调剖剂性能设置封堵率，并按照调剖周期的要求进行分组。

调剖段塞设计：用于设计调剖各段塞的用量、注入速度和注入周期，并计算段塞注入过程中的压力升幅。对同组调剖井段塞进行复制，实现同注入段塞顺序，同注入浓度，同注入周期。

1.5 方案设计模块

系统以区块调剖模板为基础，生成施工方案设计。模板包括140余项参数，由系统自动提取计算。用户可选择一键式将参数提取到模板，也可以在施工设计的各个模块中逐步提取。

1.6 效果预测模块

注入井深部调剖效果预测：在调后与调前注水量相同情况下，计算调剖后注入井的调后注入压力、视吸水指数和调剖层吸液分数，调后注水方式为笼统注水。

采出井深部调剖效果预测：计算调剖井组采出井增油量、见效时间以及投产比，同时考虑年含水上升率。

1.7 效果评价模块

对采取深部调剖措施后的调剖井进行效果评价，涉及调剖井自身评价和其相邻采出井增油效果评价。

调剖井效果评价：应用措施调剖井生产动态和测试数据进行评价。主要内容包括调剖层吸水分数、视吸水指数等，能够生成绘制措施前后对比柱状图、措施井生产曲线以及措施前后吸水剖面图。

采出井效果评价：计算调剖井周围采出井月产液、月产油、含水等参数值。绘制措施前后曲线和柱状图对比，在计算增油过程中，会考虑年含水上升率。

2 应用效果

目前，该系统已在大庆油田某区块实际应用，对区块内42口注入井和47口生产井进行了分析。结果表明：系统运行稳定，操作简单，流程完整，整体方案设计时间缩短，控制在2天以内。各模块运行结果与实际结果的符合率达到了87.5%，能够满足深部调剖优化设计的生产需求，为油田深部调剖措施提供了技术保障。

3 总结

1） 该系统按照产品化、商品化标准开发，功能全面、界面友好、操作方便。它能够满足常规深部调剖优化设计的需要，提高了深部调剖方案设计的质量和措施效果。同时，实现了深部调剖工作全流程的信息化，可广泛应用于各高含水油田的水驱、聚驱区块，以提高驱替效果。

2） 该系统的建立对促进提高油田数据应用挖掘能力和信息化建设具有重要影响，其推广应用前景广阔。

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【通联编辑：梁书】