鄧志穎，曾 江，萬文杰，杜 昊，何桂平

(中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 717500)

安塞油田杏河區(qū)體積壓裂候選井多級(jí)模糊決策方法

鄧志穎，曾 江，萬文杰，杜 昊，何桂平

(中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 717500)

安塞油田是典型的低滲、低壓、低產(chǎn)油藏，壓裂是油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的的一個(gè)重要措施。目前常規(guī)壓裂實(shí)施后產(chǎn)液量、含水率大幅度上升，產(chǎn)油量變化不大，無法實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)的目的，為此應(yīng)用了體積壓裂改造儲(chǔ)層的方法。影響體積壓裂的主要因素有儲(chǔ)層特征、產(chǎn)能和工程三方面，這三方面又可細(xì)分為很多影響因素，將層次分析法和多級(jí)模糊決策方法結(jié)合起來應(yīng)用于體積壓裂候選井的評(píng)判上，對(duì)杏河區(qū)30口井進(jìn)行了優(yōu)選。結(jié)果表明，該方法較以往憑經(jīng)驗(yàn)選擇體積壓裂候選井更為科學(xué)、合理。

安塞油田；體積壓裂；影響因素；模糊決策方法；層次分析法

安塞油田為典型的低壓、低滲、低產(chǎn)“三低”油藏，油層物性差，非均質(zhì)性強(qiáng)，油層孔喉半徑較小，油井一般無自然產(chǎn)能，經(jīng)壓裂后才能獲得工業(yè)油流。隨著油田不斷開發(fā)，儲(chǔ)層原來壓裂的裂縫逐漸閉合, 造成壓裂失效[1]。對(duì)壓裂失效井,常規(guī)重復(fù)壓裂實(shí)施后，老裂縫張開，產(chǎn)液量、含水率大幅度上升，產(chǎn)油量變化不大，側(cè)向剩余油難以動(dòng)用，無法實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)的目的。體積壓裂通過實(shí)施“大排量、高液量、低黏液體”及裂縫轉(zhuǎn)向技術(shù)，不僅在平面上對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)裂縫的縱向改造，使裂縫呈復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，增加泄油面積，提高單井產(chǎn)能[2-5]。但是部分措施后的井仍存在增產(chǎn)幅度不大、含水上升、 產(chǎn)量遞減快、有效期短問題，這與選井選層不合適密切相關(guān)。目前大多數(shù)油田主要靠經(jīng)驗(yàn)來確定候選井, 具有較大的盲目性[6]，因此有必要對(duì)體積壓裂的選井選層進(jìn)行研究。

1 影響體積壓裂的因素

1.1 儲(chǔ)層特征

儲(chǔ)層物性好，油層厚度大，剩余油富集，能力充足，與注水井連通程度好，處于多向水驅(qū)狀態(tài)，是體積壓裂效果理想的先天條件。

對(duì)杏河區(qū)30口措施井統(tǒng)計(jì),從圖1、圖2中可見，體積壓裂效果好壞與流動(dòng)系數(shù)和壓力保持水平呈正相關(guān)性。

1.2 產(chǎn)能

根據(jù)歷年措施效果分析，油井含水率越低，開采初期采液量高、可動(dòng)用剩余油越多、后期措施效果越明顯?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際表明，體積壓裂后在中低含水期應(yīng)用效果較好。

圖1 壓力保持水平與單井增油關(guān)系

圖2 流動(dòng)系數(shù)與單井增油關(guān)系

1.3 工程因素

如果油井初期改造加砂強(qiáng)度小、改造程度低、改造次數(shù)少，儲(chǔ)層破壞程度就低。儲(chǔ)層破裂壓力越小，實(shí)施措施后裂縫轉(zhuǎn)向越容易，后期見效越明顯。從圖3可知，體積壓裂后單井日增油隨前期壓裂破裂壓力的減小而增加。

圖3 前次壓裂的破裂壓力與單井增油關(guān)系

影響體積壓裂選井的因素眾多，各因素可能在不同層次上對(duì)壓裂效果起著不同的作用，且各因素本身具有模糊性，用常規(guī)的單一函數(shù)方法很難確定重復(fù)壓裂候選井, 且有效率是一個(gè)值得商榷的問題[7]。因此，本文基于模糊系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程層次分析原理，確定各項(xiàng)參數(shù)對(duì)綜合效用值的權(quán)重，得到了影響因素(圖4)，并計(jì)算綜合效用值以確定合適的體積壓裂候選井。

2 模糊分析基本方法及原理

模糊綜合評(píng)價(jià)是通過構(gòu)造等級(jí)模糊子集把反映被評(píng)事物的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化，再利用模糊變換原理對(duì)各指標(biāo)綜合。

圖4 體積壓裂影響因素

2.1 確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素域

P個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，u={u1,u2,u3……，up} 。

2.2 歸一化處理

歸一化處理就是為了便于比較，將數(shù)值壓縮在閉區(qū)間[ 0, 1]上, 讓比較的對(duì)象具有相同的量綱。對(duì)于越小越優(yōu)指標(biāo):

對(duì)于越大越優(yōu)指標(biāo):

2.3 建立模糊關(guān)系矩陣

確定從單因素ui(i=1,2, ……,p)來看被評(píng)事物對(duì)等級(jí)模糊子集的隸屬度(R|ui)，進(jìn)而得到模糊關(guān)系矩陣：

2.4 確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量并合成模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量

在模糊綜合評(píng)價(jià)中，確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)向量：A=(a1,a2, ……,ap)。權(quán)向量A中的元素ai本質(zhì)上是因素ui對(duì)模糊子{對(duì)被評(píng)事物重要的因素}的隸屬度。本文使用層次分析法來確定評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相對(duì)重要性次序,從而確定權(quán)系數(shù)，再利用合適的算子將A與各被評(píng)事物的R進(jìn)行合成，得到各被評(píng)事物的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量。

3 實(shí)例計(jì)算

以安塞油田杏河區(qū)塊排狀注水井網(wǎng)和菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)開展30口井體積壓裂井為例, 通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并搜集到各井的特征數(shù)據(jù)。

3.1 綜合評(píng)判

對(duì)各井的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到模糊關(guān)系矩陣R(排狀注水井網(wǎng)特征數(shù)據(jù)為0，菱形反九點(diǎn)井網(wǎng)為1)。

3.2 權(quán)重確定

經(jīng)計(jì)算, 各因素的權(quán)重分配見表1。

表1 各影響因素的權(quán)重

排序時(shí)數(shù)值越大越有利的參數(shù)為：厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、流動(dòng)系數(shù)、表皮系數(shù)、壓力保持水平； 排序時(shí)數(shù)值越小越有利的參數(shù)是:壓裂前日產(chǎn)油、壓裂前日產(chǎn)液、壓裂前含水率、壓裂前動(dòng)液面、井網(wǎng)壓裂次數(shù)、前次壓裂的破裂壓力。

其權(quán)重分配為

A=(0.073,0.113,0.025,0.009,0.143,0.025,0.230,0.107,0.009,0.133,0.013,0.050,0.045,0.023)

3.3 結(jié)果對(duì)比

合成權(quán)重分配系數(shù)A與各被評(píng)對(duì)象R，得到模糊評(píng)判綜合效用值，將其與單井日增油量對(duì)比，從圖5可以看出，兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.7，兩者較為匹配，表明計(jì)算結(jié)果合理、準(zhǔn)確。

圖5 體積壓裂單井日增油與模糊評(píng)判結(jié)果關(guān)系

4 結(jié)論

(1) 油層物性好、初次改造程度低、地層能量充足是體積壓裂措施成功的基礎(chǔ)，即影響體積壓裂效果主要因素是壓力保持水平、流動(dòng)系數(shù)、措施井含水率、孔隙度等。

(2) 靠經(jīng)驗(yàn)確定各因素權(quán)重的方法, 具有主觀性, 本文綜合考慮了可能影響體積壓裂效果的各種因素，將多級(jí)模糊評(píng)判和層次分析方法結(jié)合起來并應(yīng)用于體積壓裂候選井的選擇上,得到的結(jié)果更合理、準(zhǔn)確。

[1] ?？》? 蔡文新, 姚飛, 等.樁74斷塊南區(qū)重復(fù)壓裂技術(shù)[J].石油學(xué)報(bào), 1998，17(3):73-76.

[2] 張丁勇.重復(fù)壓裂應(yīng)力分析[J].油氣地質(zhì)與提高采收率，2004，14(3)：23-25.

[3] Harris P C.Chemistry and rheology of borate cros-slinked fluids at temperatures up 300F[J].SPE 24339,1992,(5):285-294.

[4] 王鳳江，單文文．低滲透氣藏水力壓裂研究[J]．天然氣工業(yè)，1995，2(5)：42-44．

[5] 曾雨辰.轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂技術(shù)研究與應(yīng)用[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，12(2)：31-75.

[6] 霍霏霏，王海軍.轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂技術(shù)在陜北低滲透油田的應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2011，25(4)：95-97.

[7] 楊光,申芙蓉.重復(fù)壓裂選井選層模糊綜合評(píng)判方法[J].內(nèi)蒙古石油化工,2007，10(4)：25-26.

編輯：李金華

1673-8217(2015)04-0120-03

2015-02-02

鄧志穎，碩士，1987年生，2013年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，從事石油開發(fā)研究工作。

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