趙 坤

（長城鉆探工程公司壓裂公司，遼寧盤錦421000）

模糊數(shù)學(xué)在雷97井區(qū)超稠油油氣藏井網(wǎng)選擇中的應(yīng)用

趙 坤*

（長城鉆探工程公司壓裂公司，遼寧盤錦421000）

對于超稠油油氣藏，選擇合適的井網(wǎng)對開發(fā)效果的影響很大。在決策中，影響井網(wǎng)選擇的因素往往很多，而且這些因素本身具有一定的模糊關(guān)聯(lián)性。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇井網(wǎng)的傳統(tǒng)方法，主觀性強(qiáng)。利用模糊數(shù)學(xué)方法對超稠油區(qū)塊雷97井區(qū)生產(chǎn)井網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)選。該方法綜合考慮了候選井網(wǎng)的多個性能指標(biāo)，在一定程度上克服了以往選擇超稠油井網(wǎng)井網(wǎng)的不確定性，因而更加合理，結(jié)果與實(shí)際相符程度更高。

井網(wǎng)；決策因子；模糊數(shù)學(xué)；超稠油區(qū)塊；雷97井；優(yōu)選

1 遼河區(qū)塊超稠油油藏的特點(diǎn)

遼河盆地超稠油油氣藏十分發(fā)育，主要分布在西部凹陷，如杜84、歡623、雷97、冷127等區(qū)塊，層位主要為上第三系館陶組。超稠油油氣藏主要受控于沉積和成巖作用，其特點(diǎn)是埋藏深度淺（一般為1500～2300m）、成巖性差，油質(zhì)稠（密度大于0.98g/cm3）、儲層巖石粒度粗（為塊狀砂礫巖）、油藏厚度大（200～300m），油氣水層分布無規(guī)律；在電性上反映為高電阻，并且各儲層間無明顯間隔。

模糊數(shù)學(xué)分析方法是一門新興的油氣數(shù)學(xué)分支學(xué)科，它應(yīng)用了數(shù)學(xué)原理分析油氣藏的開采價值，在油氣藏的勘探開發(fā)中具有重要的分析地位，是將分析熟悉與油藏工程緊密結(jié)合的產(chǎn)物。

模糊數(shù)學(xué)分析方法，通過油藏信息的分布和計算，理性的計算出油藏的開采指數(shù)，判斷出開采決策合理性，對于評價油氣藏、提高采收率和尋找剩余油越來越重要，模糊數(shù)學(xué)分析方法具有快速、定量、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，顯示出旺盛的生命力，具有廣闊的應(yīng)用前景[1]。

遼河盆地已成為高成熟探區(qū)，主要產(chǎn)區(qū)已進(jìn)入高含水區(qū)開采階段，勘探開發(fā)難度越來越大，超稠油油藏已成為勘探開發(fā)的重要目標(biāo)，遼河油田的超稠油油藏主要分布在歡喜嶺油田和曙光油田。通過對該地區(qū)的大量巖石熱解和色譜資料的分析評價，結(jié)合試油資料，建立了超稠油評價標(biāo)準(zhǔn)，提高了井位布井準(zhǔn)確率和合格率。

2 該井油藏基本情況

遼河油田雷97井屬于曙光采油廠的超稠油區(qū)塊，該區(qū)塊長5+6油藏油層滲透率為0.812×10-3μm2（巖芯分析），孔隙度13.1%，屬于低孔隙度、特低滲透型油藏，但其泄油面積大、儲量開采程度低、儲層非均質(zhì)性差，屬于具有天然裂縫的超稠油巖性油藏。

3 井網(wǎng)優(yōu)選的方案設(shè)計

3.1 井網(wǎng)設(shè)計

根據(jù)數(shù)值模擬與油藏工程結(jié)合的研究結(jié)果，井網(wǎng)密度數(shù)值在該區(qū)設(shè)定在11口/km2附近較合理，因此優(yōu)化井網(wǎng)設(shè)計時主要考慮了菱形反九點(diǎn)450m×150m、菱形反九點(diǎn)550m×150m、不等距線狀注水450m×150m、不等距線狀注水550m×150m、反七點(diǎn)450m×150m和反七點(diǎn)550m×150m這6種井網(wǎng)布局進(jìn)行優(yōu)化選擇，每種方法都有選擇的依據(jù)，但是每種方法都有自己的優(yōu)劣所在，在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行井位選擇和布網(wǎng)時，應(yīng)該理性分析各方法的優(yōu)劣，結(jié)合雷97井所在超稠油區(qū)塊進(jìn)行具體評價。各方案的具體數(shù)值見表1。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價

對于油井布位的經(jīng)濟(jì)評價，既要考慮產(chǎn)值回收時間，又要考慮投入開采效率，當(dāng)投入開采效率太低時，投資成本難免回收時間長。于是在兼顧投資成本、開采效率、產(chǎn)值回收時間，技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)上動態(tài)投資收益率法為最好的經(jīng)濟(jì)評價方法。以上6種方案，技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價方案如表2所示。

表1 遼河油田方案設(shè)計表

表2 遼河油田各方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

4 井網(wǎng)優(yōu)化選擇

4.1 評價指標(biāo)的選擇

把優(yōu)化結(jié)果影響較大的方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)選擇為優(yōu)化方案的評價指標(biāo)，在方案選擇時，既不能單方面顧忌投資數(shù)額，又不能急功近利的追求投資回收期,根據(jù)雷97井區(qū)塊的情況參考,選擇開發(fā)到第16年的含水率、開采程度和評價期內(nèi)的方案動態(tài)投資回收期、內(nèi)部財務(wù)收益率和財務(wù)凈現(xiàn)值作當(dāng)做綜合評價指標(biāo)是比較理想的選擇。

4.2 評價指標(biāo)值的確定

利用本隸屬函數(shù)（μA）可求得每項(xiàng)指標(biāo)的最終決策因子（F）的大小。根據(jù)實(shí)際相關(guān)問題的特點(diǎn)，選用了可以適用的梯形分布[2]。

（1）含水率：把第16年的含水率當(dāng)做評價依據(jù)，含水率數(shù)值越高,說明開發(fā)效果越差。

式中：x——第16年的含水率

（2）采出程度：以第16年的開采程度為評價依據(jù)，開采程度越高,說明油藏開發(fā)效果越好，反之，則油藏開采效果欠佳。

式中：x——第16年的開采程度

（3）動態(tài)投資回收期：理論上無論投資數(shù)額大小，動態(tài)投資回收期時間越短,說明油田開發(fā)效果越好,評價期內(nèi)收不回投資的（動態(tài)投資回收期此處為空）,此項(xiàng)值為0。

式中：x——動態(tài)投資回收期。

（4）內(nèi)部收益率。油田內(nèi)部收益率越大,說明開油田發(fā)效果越好,內(nèi)部收益率低于基準(zhǔn)收益率時（8%）,此項(xiàng)值為設(shè)置0。

式中：x——油田內(nèi)部收益率

（5）財務(wù)凈現(xiàn)值。財務(wù)凈現(xiàn)值數(shù)值越大,說明油田開發(fā)效果越好,財務(wù)凈現(xiàn)值小于0,此項(xiàng)值為0。

式中：x——油田財務(wù)凈現(xiàn)值。

通過分析，得出決策因子動態(tài)計算結(jié)果，把計算結(jié)果統(tǒng)計后，以上6種方案，決策因子動態(tài)計算結(jié)果如表3所示。

4.3 指標(biāo)權(quán)重確定途徑

表3 決策因子動態(tài)計算結(jié)果表

采用九度法[3]，對各影響相關(guān)因素兩兩比較得出其重要性的大小，并把比較的結(jié)果最終通過合適的標(biāo)度表示出來，設(shè)定權(quán)值，寫成矩陣，即得到最終判斷矩陣（見表4）。在確定權(quán)值時，要考慮多方面因素，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，通過合理的判斷確定權(quán)值。因?yàn)闄?quán)值的大小沒有具體的選擇依據(jù)，具有一定的主觀性，但是權(quán)值在以后的矩陣計算中地位舉足輕重。

表4 權(quán)重計算表

權(quán)重矩陣為：

N=[0 .077 0.3077 0.1538 0.1538 0.3077]T

4.4 方案最終優(yōu)選結(jié)果

效果測度矩陣為：

M=N×H=[0 .211 0.32 0.686 0.513 0.235 0.402]T

從而所有6個方案最終優(yōu)選后排列順序?yàn)椋悍桨?，方案4，方案6，方案1，方案5，方案2。由此最終可見，方案2即不等距線狀注水方案450m×150m井網(wǎng)為最優(yōu)選擇井網(wǎng)[4]，其他井網(wǎng)布局方案也有一定的合理性，但是在開采效果上也許不理想，也許存在著回收期較長的特點(diǎn)，故不予采用。

5 結(jié)論

本文綜合考慮了選擇井網(wǎng)時應(yīng)考慮的幾種關(guān)鍵因素，利用模糊數(shù)學(xué)方法理論上建立了優(yōu)選井網(wǎng)的綜合評判模型[5]。針對遼河油田，超稠油區(qū)塊多低壓油藏的實(shí)際情況以及目前井位選擇、井網(wǎng)布局存在的不確定性和盲目性，通過模糊數(shù)學(xué)分析方法，有的放矢地選擇了雷97井井網(wǎng)，該選擇即是在運(yùn)用在該方法后得出的基礎(chǔ)上相對科學(xué)合理，該方法決策可靠度高，在現(xiàn)場應(yīng)用中取得了較好的應(yīng)用效果。該方法針對超稠油油藏的井網(wǎng)選擇，提出了一種新的井網(wǎng)布局的理論依據(jù)，具有一定的實(shí)際意義。

[1]劉擇華，向興建.油藏工程基礎(chǔ)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009.

[2]李洪興，王有福.工程模糊數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1993：104-132.

[3]劉月田，婁福忠.大孔道模糊識別與定量計算方法[J].石油鉆采工藝，2013（10）：55-56.

[4]謝先平，王偉.層次分析法優(yōu)選五點(diǎn)井井網(wǎng)[J].大慶石油地質(zhì)，2015（3）：32-34.

[5]黃志強(qiáng)，熊青山.灰色理論系統(tǒng)和層次分析法在礦井選擇中的應(yīng)用[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014（9）：25-26.

TE345

B

1004-5716（2016）12-0069-03

2016-01-25

2016-02-17

趙坤（1983-），男（漢族），河南焦作人，工程師，現(xiàn)從事壓裂酸化方面的相關(guān)工作。