石俊鵬(東北石油大學(xué)石油工程專業(yè))

優(yōu)勢通道識別綜合評價指標(biāo)體系在油井生產(chǎn)管理的應(yīng)用

石俊鵬(東北石油大學(xué)石油工程專業(yè))

本文針對特高含水期層間挖潛潛力降低，低效無效循環(huán)嚴(yán)重，常規(guī)措施效果變差的矛盾，綜合分析油層非均質(zhì)性，水井吸水能力及油井生產(chǎn)動態(tài)多方面因素，利用灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)綜合評判，建立能夠有效識別優(yōu)勢通道綜合評價指標(biāo)體系，并依據(jù)多級決策結(jié)果判斷優(yōu)劣次序，定性識別優(yōu)勢通道，對于指導(dǎo)油藏進行整體調(diào)剖、堵水、周期注水等現(xiàn)場應(yīng)用很有幫助。

綜合評價指標(biāo)體系；秩相關(guān)系數(shù)；灰色關(guān)聯(lián)；PI指數(shù)

目前國內(nèi)許多油田已經(jīng)進入高含水期，甚至特高含水期，經(jīng)過長期水流沖刷，儲層孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致儲層非均質(zhì)性加強，出現(xiàn)優(yōu)勢滲流通道，壓力場、流線場形成定勢，嚴(yán)重影響水驅(qū)開發(fā)效果。針對層間挖潛潛力降低，常規(guī)措施效果變差的矛盾，控水提效工作需要從單一井點向區(qū)塊和井組整體控制轉(zhuǎn)變。因此，為了科學(xué)合理地識別優(yōu)勢滲流通道分布，在綜合分析各種影響因素——注水井吸水能力、油層非均質(zhì)性、周圍油井動態(tài)等因素以及已有研究成果基礎(chǔ)上，建立能夠有效識別優(yōu)勢通道綜合評價指標(biāo)體系，依據(jù)多級決策結(jié)果判斷優(yōu)劣次序，定性識別優(yōu)勢通道，達到優(yōu)選措施井的目的。

1 單因素識別及決策值計算

(1)油層非均質(zhì)性。油層非均質(zhì)性主要包括滲透率因素以及吸水剖面因素。滲透率因素包括滲透率變異系數(shù)以及平均滲透率[1]，二者越大越易形成優(yōu)勢通道；吸水剖面因素包括吸水百分?jǐn)?shù)變異系數(shù)以及平均吸水百分?jǐn)?shù)，二者越大越易形成優(yōu)勢通道[2]。(2)注入井吸水能力。吸水能力因素主要包括視吸水指數(shù)、每米吸水指數(shù)、注水井井口壓降曲線。由注水井的井口壓降曲線，可以按照下式計算水井的壓力指數(shù)(PI)值[3]：

式中：PI為注水井的壓力指數(shù)值； P(t)為注水井井口壓力隨關(guān)井時間t變化的函數(shù)；t為關(guān)井時間。

PI與地層及流體物性參數(shù)關(guān)系：

式中： q為關(guān)井前注水井的注入量，m3/d；μ為注入液的黏度，mPa·s； K為儲層目前的滲透率，μm2； h為儲層有效厚度，m； re為注水井的控制半徑，m； φ為儲層的孔隙度；C為綜合壓縮系數(shù)， MPa-1。

從公式(2)可以看出PI值與地層流動系數(shù)大小成反比，如果儲層滲透率越高、厚度越大、流體的粘度越小，則儲層內(nèi)流體的流動能力越強，吸水能力越強，PI值越??；反之，儲層的吸水能力越弱，PI值越大。當(dāng)儲層中形成優(yōu)勢通道后，儲層的滲透率急劇增大，而且優(yōu)勢通道內(nèi)原油飽和度接近于殘余油飽和度，因此優(yōu)勢通道內(nèi)流體的粘度很小，流動能力很強，PI值較小。以上因素中，視吸水指數(shù)以及每米吸水指數(shù)越大越易形成優(yōu)勢通道；PI值越小越易形成優(yōu)勢通道。

(3)油井生產(chǎn)動態(tài)。油井動態(tài)因素主要包括連通井平均含水率、累計產(chǎn)液量、剩余儲量、采出程度、日產(chǎn)液量、動液面等。以水驅(qū)規(guī)律曲線為基礎(chǔ)計算連通井單井動態(tài)控制儲量和采出程度。水驅(qū)特征曲線表達式為：

由此計算出地質(zhì)儲量：

累計產(chǎn)油量與含水率關(guān)系式為：

2 多因素綜合識別選井決策

灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種多因素比較分析法，其基本原理是曲線發(fā)展變化態(tài)勢的分析，它是以各因素的樣本井為依據(jù)用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強弱、大小和次序的。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)的多因素綜合評判技術(shù)，可以實現(xiàn)量化識別優(yōu)勢通道的目的，為區(qū)塊整體調(diào)剖、堵水、周期注水等提供科學(xué)依據(jù)。

由于水驅(qū)曲線反應(yīng)了水驅(qū)動態(tài)控制儲量的變化趨勢，若產(chǎn)生優(yōu)勢滲流通道，則油水井間平面驅(qū)油效率降低，單井動態(tài)控制儲量必然會上翹，可以用來核實優(yōu)勢滲流通道存在與否，因此選取區(qū)塊和井組的水驅(qū)曲線異常上翹幅度(末端斜率與擬合段斜率差值)比值為參考序列，地質(zhì)和生產(chǎn)參數(shù)為比較序列。

評價研究工區(qū)各井優(yōu)勢滲流通道函數(shù)值大小，并根據(jù)函數(shù)值大小進行排序，確定存在優(yōu)勢滲流通道(函數(shù)值大于0.4)。

3 確定主要水流方向

注水開發(fā)油藏，油井生產(chǎn)動態(tài)主要受到對應(yīng)注水井水驅(qū)狀況的影響。利用油水井間秩相關(guān)系數(shù)量化井間相互作用的強弱，通過計算某一段時間內(nèi)注水量與產(chǎn)油量、產(chǎn)水量之間的秩相關(guān)系數(shù)，可以判斷注采井間的相互關(guān)系及油水運動方向。對于某一油井而言，與周圍注水井相關(guān)系數(shù)大者為主要注入水流動方向小者為次要流動方向。

式中：注水量的評秩為X1，X2，…，Xn；相應(yīng)相同時間內(nèi)產(chǎn)液量的評秩為Y1，Y2，…，Yn， di來衡量兩組評秩之間偏離的程度。

記Spearman相關(guān)系數(shù)為rs，則Spearman相關(guān)系數(shù)的最方便公式可以表示為：

通過對比灰色系統(tǒng)評判模型判定存在優(yōu)勢通道井組的秩相關(guān)系數(shù)大小，確定井組的主要液流方向，具體操作在這里不做詳細說明。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

針對X區(qū)塊綜合含水級別高，層間動用差異大，低效無效循環(huán)嚴(yán)重的問題，綜合評價指標(biāo)體系開展優(yōu)勢滲流通道識別工作。通過對30口井評價，選出存在優(yōu)勢滲流通道井組7個，后經(jīng)注產(chǎn)剖面測試資料和靜態(tài)資料確認(rèn)出6個井組，符合率達到80%以上。

5 結(jié)語

(1)利用綜合評價指標(biāo)體系準(zhǔn)確識別優(yōu)勢滲流通道，優(yōu)化措施調(diào)整可以有效改善注入水的不均勻推進狀況，改善開發(fā)效果。(2)應(yīng)用秩相關(guān)系數(shù)法能夠量化區(qū)塊和井組水流優(yōu)勢方向，克服了油水井干擾研究中對靜態(tài)小層對比和數(shù)值模擬研究的過分依賴性，也符合目前靜態(tài)研究服從于動態(tài)研究的原則，為油藏下步進行整體調(diào)剖、堵水、周期注水提供依據(jù)。

[1]鄭宇霞,梁于文,蘇愛芹，等.優(yōu)勢滲流通道評價技術(shù)在胡狀集油田的應(yīng)用[J].斷塊油氣田,2008,15(4)：63-65.

[2]何長,李平,汪正勇等.大孔道的表現(xiàn)特征及調(diào)剖對策[J].石油鉆采工藝,2000,22(5)：63-66.

[3]秦國偉,潘攀,陶洪輝，等.PI決策技術(shù)分析原理及其應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2005,31(8)：120-123.