朱龍權 粟 娥 彭明超 郭 濤

(1.中石化江蘇油田分公司， 江蘇 金湖 211600； 2.四川海盾石油新技術有限公司， 成都 610041；3.中油川慶鉆探工程有限公司， 成都 610051； 4.中油新疆油田分公司, 新疆 克拉瑪依 834000)

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低滲透礫巖油藏注水開發(fā)效果綜合評價

朱龍權1,2粟 娥3彭明超4郭 濤2

(1.中石化江蘇油田分公司， 江蘇 金湖 211600； 2.四川海盾石油新技術有限公司， 成都 610041；3.中油川慶鉆探工程有限公司， 成都 610051； 4.中油新疆油田分公司, 新疆 克拉瑪依 834000)

沖積扇形成的低滲透礫巖油藏，儲層巖石成份成熟度和結構成熟度低，平面、縱向非均質性強，常用的注采能力、井網適應性、采收率等指標難以有效評價和對比該類油藏的注水開發(fā)效果。根據(jù)不同地質因素、開發(fā)因素對注水開發(fā)效果的影響程度，篩選9類20項開發(fā)動態(tài)指標，應用模糊綜合評判方法，定量評價不同油藏注水開發(fā)效果。

低滲透； 礫巖油藏； 注水效果評價； 模糊評判； 權重分析

新疆烏爾禾 — 夏子街油田共有18個注水開發(fā)單元，屬于低滲透礫巖多層狀油藏。注水開發(fā)表現(xiàn)出油井見水早、含水率上升快。油田過早進入中高含水開發(fā)階段，采出程度、采油速度低，地層能量保持程度低。為合理有效開發(fā)該類油藏，需對油藏注水開發(fā)效果進行有效評價，篩選出注水效果差、調整潛力大的油藏實施開發(fā)調整。

針對如何開展油田注水開發(fā)效果評價，學者們開展了深入研究，形成了一系列的經驗公式和圖版：如評價采收率和水驅動用儲量的水驅特征曲線[1-3]；評價含水與采收率關系的童氏圖版[1]；評價注水利用率的存水率、含水率與采出程度圖版[4-5]；還有相關壓力系統(tǒng)、水驅儲量動用等現(xiàn)場統(tǒng)計與計算，注采能力分析，井網適應性分析等方面。這些指標分別從不同的方面評價油田注水開發(fā)效果。實際應用中，各指標可量化，但具有一定的片面性，且在綜合評價時只能定性說明。本次研究結合油藏注水開發(fā)特點，分析篩選9類20項表征注水開發(fā)效果的指標，通過歸一化處理、權重分析、模糊綜合評判，計算評價注水開發(fā)效果的綜合指標，實現(xiàn)不同注水開發(fā)單元、不同注水開發(fā)井組的注水效果評價，為改善注水開發(fā)效果和調整開發(fā)方案提供依據(jù)。

1 指標的選取和計算

考慮既能反應注水開發(fā)效果，又要便于獲得和對比，因此評價指標選取和計算盡量用無因次指標[6-7]。

1.1 注采能力指標

無因次產液量：目前年均日產液量除以注水前年均日產液量。

無因次產油量：目前年均日產油量除以注水前年均日產油量。

無因次視吸水指數(shù)：目前年均視吸水指數(shù)除以注水初期視吸水指數(shù)。

1.2 采出速度指標

采液速度：折算年產液量除以地質儲量。

采油速度：折算年產油量除以可采儲量[1-2]。

1.3 井網適應性指標

見效井比例：見效油井數(shù)除以注水對應的油井數(shù)。

水竄井比例：注水快速水竄油井數(shù)除以見效油井數(shù)。

水驅控制程度：油井射開層段中注水層厚度除以總厚度[8]。

1.4 壓力系統(tǒng)指標

壓力保持水平：目前地層壓力除以原始地層壓力。

無因次油井流壓：目前油井流壓除以飽和壓力。

無因次注水壓力：目前注水井油壓除以計算最大井口壓力。

1.5 含水率指標

含水上升率：注水后年平均含水上升率。

無因次含水采出比：目前含水采出比除以極限含水采收率比。

1.6 注水利用率指標

即時耗水率：階段注水量與階段產油量之比。

累積耗水率：累積注水量與累積產油量之比。

存水率：階段注水量與階段產水量之差階段注水量之比。

1.7 水驅動用狀況指標

水驅動用程度：吸水和產液厚度與油水井射開總厚度的比值[8]。

1.8 技術措施效果指標

綜合遞減率：注水后年平均綜合遞減率。

1.9 可采儲量指標

無因次預測采收率：動態(tài)預測采收率[1-2]與標定采收率的比值。

無因次采出程度：目前采出程度與標定采收率的比值。

2 指標計算及權重分析

2.1 指標歸一化處理

由于各個指標之間存在量綱、數(shù)量級的差異，無法直接進行比較，因此將這些指標進行無量綱化處理，歸一化到[0，1]區(qū)間。這個過程就是求指標的隸屬函數(shù)，利用隸屬函數(shù)可求得每項指標的決策因子的大小[9-10]。根據(jù)“相對優(yōu)化”理論，把指標分成“越大越優(yōu)型”和“越小越優(yōu)型”；結合實際問題特點，選用梯形分布。無因次產液量、無因次產油量、無因次視吸水指數(shù)、采液速度、采油速度、見效井比例、水驅控制程度、壓力保持水平、存水率、無因次預測采收率、無因次采出程度等指標參數(shù)越大，反應注水效果越好，采用升半梯形分布；而水竄井比例、無因次注水壓力、含水上升率、無因次含水采出比等7項指標越小反映注水效果越好，采用降半梯形分布。

(1)升半梯形分布。其數(shù)學表達方式為：

(1)

式中：a1— 單項因素的極小值；

a2— 單項因素的極大值。

(2)降半梯形分布。其數(shù)學表達方式為：

(2)

在評價過程中，考慮個別層位參數(shù)突變影響評價結果，因此對評價指標規(guī)定了最大值和最小值。當參數(shù)為“越大越優(yōu)型”，評價參數(shù)大于或等于最大值時，該參數(shù)的決策因子值為1；當評價參數(shù)小于或等于最小值時，該參數(shù)的決策因子值為0。當參數(shù)為“越小越優(yōu)型”，評價參數(shù)大于或等于最大值時，該參數(shù)的決策因子值為0；當評價參數(shù)小于或等于最小值時，該參數(shù)的決策因子值為1。因此求出的決策因子介于[0，1]。

區(qū)分正逆向參數(shù)后，分別根據(jù)升半梯形分布、降半梯形分布，建立評價指標的指標因素集[7,9-11]。對各指標數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，剔除不同參數(shù)間量綱的差異，得到無量綱參數(shù)矩陣R。

(3)

式中：xij— 第i個樣品的第j個指標值；

μij—xij無量綱化結果。

2.2 指標權重的確定

采用層次分析法，根據(jù)各指標、參數(shù)對注水開發(fā)效果評價的重要程度，分2級給出不同的權重，各級權重以專家打分為主[7, 9-11]。各參數(shù)的權重分數(shù)如表1所示。

3 實際應用

根據(jù)本次研究提出的綜合評判方法，結合常規(guī)評價相關開發(fā)指標的求取，對新疆烏爾禾 — 夏子街礫巖低滲透油藏18個注水單元20項指標進行采集，并按照歸一化處理方法、權重分配系數(shù)、矩陣計算等求得各單元注水效果綜合指數(shù)。

根據(jù)計算結果并結合各單元實際開發(fā)情況，把注水效果分為5類：(1)注水開發(fā)效果很差，綜合指數(shù)≤0.3，有2個開發(fā)單元；(2)注水開發(fā)效果較差，0.3<綜合指數(shù)≤0.4，有6個開發(fā)單元；(3)注水開發(fā)效果一般，0.4<綜合指數(shù)≤0.5，有3個開發(fā)單元；(4)注水開發(fā)效果較好，0.5<綜合指數(shù)≤0.6，有3個開發(fā)單元；(5)注水開發(fā)效果很好，綜合指數(shù)>0.6，有5個開發(fā)單元(圖1)。

表1 指標權重分配表

圖1 某油田注水開發(fā)單元注水效果綜合評價分類圖

根據(jù)評價結果，對注水開發(fā)效果很差和較差單元注水的適應性進行系統(tǒng)研究。目前已對W101T1b、W109T1b、W36T1b等3個注水效果差或者較差的開發(fā)單元實施停注，停注后開發(fā)效果有所好轉；對W16T2k1、W16T2k2、W5T2k2等注水效果較差單元開展改善開發(fā)效果綜合研究；針對注水開發(fā)效果一般的開發(fā)單元，可以實施注水開發(fā)，但需要對井網的適應性進行研究，即將開展W33T2k1井網

加密調整；針對注水開發(fā)效果較好的開發(fā)單元，需加強細分注水、動態(tài)調配和油水井措施，進一步強化注水效果；針對注水開發(fā)效果很好的開發(fā)單元，需考慮注水開發(fā)后期進一步提高采收率問題。

4 結 語

(1)綜合評價指標可定量評價注水開發(fā)效果，各指標參數(shù)的求取應用了傳統(tǒng)的相關經驗公式和圖版，指標參數(shù)可信度高。

(2)注水效果綜合評價指標選取了9類20項，涵蓋了表現(xiàn)注水開發(fā)效果的主要特征參數(shù)，評價結果能夠代表注水開發(fā)單元的真實情況，也可應用于同一注水開發(fā)單元內不同注采井組注水效果分析。

(3)對某油田18個注水開發(fā)單元綜合評價表明，評價結果符合實際開發(fā)現(xiàn)狀。根據(jù)開發(fā)效果級別，開展相應研究并采取措施，且已實施開發(fā)單元效果良好。

[1] 童憲章.油井產狀和油藏動態(tài)分析[M].北京:石油工業(yè)出版社,1981:37-49.

[2] 陳元千.油氣藏工程實用方法[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999:344-397.

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The Evaluation Methods on Water-flooding Effectiveness in Low Permeability Conglomerate Reservoir Development

ZHULongquan1,2SUE3PENGMingchao4GUOTao2

(1. Sinopec Jiangsu Oilfield Company, Jinhu Jiangsu 211600, China;2. Sichuan New Technology Co., Ltd., Chengdu 610041, China;3. CNPC Chuanqing Drilling Engineering Company Limited, Chengdu 610051, China;4. PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay Xinjiang 834000, China)

Low Permeability conglomerate reservoir, caused by alluvial fan, has low rock compositional maturity and textural maturity but very high heterogeneity in different direction. In the development progress on such reservoirs, it′s difficult to evaluate the efficiency of water injection, the well pattern adaptability, the injection and corresponding production capability and the recovery rate, et al. According to the analysis and statistics of exploitation dynamics, this paper sifts 20 numerical indicators, which is classified in 9 classes, to quantitatively evaluate the efficiency of water injection in reservoir development by fuzzy mathematics comprehensive methods.

low permeability; conglomerate reservoir; water-flooding effect evaluation; fuzzy evaluation; weight analysis

2015-01-29

中石化科技基金項目“小斷塊油藏油水過渡帶提高采收率研究”(P13125)

朱龍權(1973 — )，男，高級工程師，研究方向為油田開發(fā)工程。

TE33+1

A

1673-1980(2015)05-0056-03