李承龍

（中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

0 引言

聚驅(qū)階段，采用壓裂措施開發(fā)技術(shù)能夠進一步提高產(chǎn)能，可以解決由于聚合物吸附捕集而導致油層堵塞的問題，該技術(shù)已成為油田促效引效的重要手段，并且得到了廣泛的應用［1-3］，壓裂施工工藝和技術(shù)參數(shù)不同，對壓后的產(chǎn)能也有較大影響［4-5］。目前，現(xiàn)場常用的壓裂井層選取方法是人工分析法，通過對比分析儲層參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等因素，篩選壓裂井層。該方法缺乏相關(guān)理論依據(jù)，受到技術(shù)人員經(jīng)驗的限制，篩選結(jié)果具有不可靠性，影響壓裂效果［6-8］。

灰色綜合評估法是一種以灰色關(guān)聯(lián)分析理論為指導，基于專家評判的綜合性評估方法［9-10］。該方法中的權(quán)重選擇可以結(jié)合層次分析法，提高了評判結(jié)果的準確性［11-12］。該方法優(yōu)點為評判過程思路清晰，可對大量數(shù)據(jù)進行計算，且結(jié)果準確、可靠。因此，本次研究以大慶油田A區(qū)塊為例，采用灰色綜合評估法優(yōu)選聚驅(qū)階段壓裂井層，通過對優(yōu)選井層實施壓裂增產(chǎn)措施，進一步提高聚驅(qū)開發(fā)效果。

A區(qū)塊平均滲透率為372.8×10-3μm2，平均孔隙度為23.4%，共26個沉積單元；生產(chǎn)井42口，注入井14口。該區(qū)塊于2014年9月開展聚驅(qū)先導性試驗，截至2016年6月，全區(qū)產(chǎn)油量90.1 t/d，產(chǎn)液量730.5 t/d，綜合含水率87.67%，處于含水率低值期。結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，利用灰色綜合評估優(yōu)選該階段具有壓裂潛力的井層，并采取壓裂措施。截至2017年7月，通過對比分析壓裂井壓裂前后生產(chǎn)情況，驗證了灰色綜合評估法的準確性。

1 壓裂井層選取基本原則

在聚驅(qū)開發(fā)過程中，應根據(jù)試驗區(qū)生產(chǎn)情況、儲層發(fā)育特征及精細數(shù)值模擬的結(jié)果，分別對具有壓裂潛力的采出井、層段及壓裂時機進行優(yōu)選，具體基本原則為［13-16］：1）井身條件好，套管的直徑強度大、固井質(zhì)量較好的采出井。2）壓裂井在平面上應具有較完善的注采系統(tǒng)，平面連通方向數(shù)應在2個以上，聚驅(qū)階段可以多方向受效，提高措施效果。3）在聚合物驅(qū)油的過程中，優(yōu)選發(fā)生油層污染、聚合物吸附捕集而導致油層堵塞等現(xiàn)象引起產(chǎn)液量下降的采油井，這樣的油井在油層發(fā)育和連通狀況良好的情況下采取壓裂措施后，能夠改善注采關(guān)系。4）所選壓裂井具有充足的能量，選擇采出端近井地帶發(fā)生堵塞的采油井，這些因為地層壓力較高、流壓相對較低的情況導致注入困難，地層壓力較高，具有充足的能量。所選壓裂井至少有3個小層的有效厚度在1 m以上。5）所選壓裂層位砂體應以主河道砂體、主體席狀砂及淺河道砂體為主，剩余油較富集，具有一定的挖潛潛力。6）所選壓裂時機應以含水下降期及含水低值期為主。

2 灰色綜合評估模型的建立

灰色綜合評估法一般步驟為：1）確定評價指標；2）利用評價指標建立灰色綜合評估模型；3）確定評價指標的權(quán)重；4）進行綜合評判。

評價指標包括原始評價指標和最優(yōu)評價指標，其中，原始評價指標為各評價對象中初始的評價指標。

2.1 評價指標的確定

設定評價系統(tǒng)中共有m個研究對象，每個研究對象包括n個評價指標，則m個對象的原始評價指標可建立成矩陣：

式中：amn為評判指標值。

最優(yōu)指標是從所有參評對象的同一指標中選取最優(yōu)的一個。即評價系統(tǒng)中各評價指標的最優(yōu)值（若第i個評價指標取值越大，結(jié)果越有利，則取該指標在所有評價對象中的最大值；若評價指標取值越小，結(jié)果越有利，則取最小值）。建立最優(yōu)評價指標集：

由此，確定最優(yōu)評價指標集后，可建立矩陣：

2.2 評價指標的標準化處理

由于不同評價指標的數(shù)量級和單位不同，不便于比較，且大數(shù)據(jù)會減弱小數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)結(jié)果，增大評判結(jié)果的誤差，因此，需要對數(shù)據(jù)進行標準化處理，使數(shù)據(jù)具有可比較性，提高評判結(jié)果的準確性［17］。標準化處理過程見式（4）和式（5）。

則標準化處理后的評價指標矩陣可轉(zhuǎn)化為

2.3 關(guān)聯(lián)度的求解

將標準化處理后的原始指標集Di=（di1，di2，…，din）作為比較序列，將標準化處理后的最優(yōu)評價指標集D0=（d1，d2，…，dn）作為參考序列，利用式（7）和式（8）分別求得第i個對象的第k個評價指標Δi（）k與第k個最優(yōu)指標的關(guān)聯(lián)系數(shù)Xi（k）。

式中：ρ為分辨系數(shù)， 取 0.5；Δimin，Δimax分別為比較序列與其對應的參考序列的絕對差值的最小和最大值；i為正整數(shù)，1，2，…，m；k 為正整數(shù)，1，2，…，n。

2.4 確定評價指標權(quán)重

本次研究采用層次分析法，并結(jié)合現(xiàn)場專家經(jīng)驗，來確定各評價指標的權(quán)重。

式中：yj為權(quán)重值。

2.5 灰色綜合評估

由評價指標矩陣關(guān)聯(lián)度X和權(quán)重矩陣Y的乘積，求得出灰色綜合評估結(jié)果：

式中：W為灰色綜合評估結(jié)果。

3 實例分析

根據(jù)壓裂井層選取基本原則，篩選出15口井，共134個井層數(shù)據(jù)作為評價對象，利用灰色綜合評估法優(yōu)選出該階段具有壓裂潛力的井層。為了提高選取結(jié)果的科學性、合理性，將評判指標進行了分類，包括采出井指標、壓裂層段指標和壓裂時機指標。其中：采出井指標為綜合含水率、生產(chǎn)壓差及連通方向數(shù)，壓裂層段指標為滲透率、孔隙度、有效厚度、剩余油儲量豐度，壓裂時機指標為含水降幅、產(chǎn)液降幅。為方便運算，根據(jù)灰色綜合評價法編制軟件，進行計算。

在確定關(guān)聯(lián)度的基礎上，本次研究采用層次分析法和經(jīng)驗法確定各指標的權(quán)重。通過9標度法確定各指標間的相互影響比值，獲得各評判指標間的判斷矩陣。9標度法定義見表1。

表1 9標度定義

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，通過詳細對比分析各評價指標間的重要程度，由大慶油田專家和技術(shù)人員對9個評價指標因素進行打分，從而建立評判矩陣C。

采用方根法求評判矩陣的權(quán)重矩陣和最大特征值，在此基礎上，檢驗評判矩陣的一致性，確定權(quán)重結(jié)果是否可靠。

由表2獲取隨機一致性指標RI=1.45，則一致性指標CI和一致性比率CR為

一致性比率CR＜0.1，則評判矩陣C滿足一致性，權(quán)重計算結(jié)果可靠。

表2 隨機一致性指標取值

由灰色綜合評價式（10），得到134個井層數(shù)據(jù)的最終評判結(jié)果。經(jīng)過對比分析現(xiàn)場人工選取結(jié)果，確定了具有壓裂潛力井層的評判值界限（W≥0.5），從而優(yōu)選出該階段具有壓力潛力的井層。通過計算，共優(yōu)選出5口采出井，共28個井層具有壓裂潛力（見表3）。

4 礦場試驗

根據(jù)壓裂井層優(yōu)選結(jié)果，2016年7月，分別對W7，W8，W12，W17，W18 井的相應層位進行了壓裂措施，截至2017年7月，5口壓裂井壓裂前后生產(chǎn)對比情況如表4所示。

表3 壓裂井層優(yōu)選結(jié)果

表4 5口壓裂井壓裂前后生產(chǎn)情況

由5口壓裂井壓裂前后生產(chǎn)情況可以看出，5口壓裂井壓裂效果均較好，平均增油量達904 t，平均有效期為324 d。其中：W7，W8井增油效果顯著，截至2017年6月，2口井仍處于壓裂有效期，增油量在853 t以上；W12，W17，W18井有效期 281 d以上， 單井增油量624 t以上，增產(chǎn)效果較好。

5 結(jié)束語

利用灰色綜合評估法優(yōu)選了聚驅(qū)階段具有壓裂潛力的井層。該方法綜合考慮了A井區(qū)采出井因素、層段因素及壓裂時機因素，采用層次分析法并結(jié)合現(xiàn)場專家經(jīng)驗，確定了各評價指標的權(quán)重，經(jīng)過對比分析現(xiàn)場人工選取結(jié)果，明確了評判值界限，從而使得評判結(jié)果更具合理性、可靠性、準確性、科學性。由現(xiàn)場實際情況得出：在聚驅(qū)階段，通過灰色綜合評估法優(yōu)選出的壓裂井層，壓后增產(chǎn)效果明顯，其中2口采出井仍處于壓裂有效期。證明了該方法的有效性，可用于聚驅(qū)階段壓裂井層的選取。

［1］孫寶才.水力壓裂發(fā)展現(xiàn)狀以及增產(chǎn)機理的探討［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013（22）：116-116.

［2］萬榮暉，柴汝寬.二類油藏油井壓裂措施研究［J］.當代化工，2016，45（1）：138-142.

［3］曹亮.提高壓裂施工效果的措施［J］.化工設計通訊，2017，43（6）：24-25.

［4］白潔.A開發(fā)區(qū)聚驅(qū)采出井壓裂措施探討［J］.長江大學學報（自然科學版），2014，11（20）：103-104.

［5］丁惠姝.喇嘛甸油田二類油層聚驅(qū)油井壓裂效果預測方法［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2013，32（4）：76-80.

［6］劉艷艷，劉大偉，李永良，等.水力壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.鉆井液與完井液，2011，28（3）：75-78.

［7］曲文池，曲悅銘，劉丹.聚合物驅(qū)油藏剩余油潛力分析及壓裂時機確定［J］.數(shù)學的實踐與認識，2015，45（10）：138-143.

［8］曲占慶，黃德勝，毛登周，等.基于灰色關(guān)聯(lián)法的低滲氣藏壓裂效果影響因素分析［J］.西北大學學報（自然科學版），2014，44（4）：603-609

［9］劉思峰，楊英杰.灰色系統(tǒng)研究進展（2004—2014）［J］.南京航空航天大學學報，2015，47（1）：1-18.

［10］石廣仁，張慶春.模糊數(shù)學和灰色理論綜合評判效果對比［J］.石油勘探與開發(fā)，2002，29（2）：84-85.

［11］李天政，賈子超.層次分析法原理及應用舉例［J］.內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學院學報，2008，2（4）：52-55.

［12］徐淑柏.層次分析法原理［J］.天津：天津大學出版社，1988：6-25.

［13］李楊.重復壓裂的選井選層方法及壓裂效果影響因素分析［J］.遼寧化工，2016（3）：334-336.

［14］張鵬飛.壓裂選井選層方法研究與應用［J］.國外測井技術(shù)，2017（3）：42-45.

［15］閆姝.聚驅(qū)采出井壓裂選井選層標準優(yōu)化研究［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2014，40（2）：155-156.

［16］吳穎，張金功.低滲透油藏壓裂層位優(yōu)選研究：以G644區(qū)塊特低滲透油藏為例［J］.石油地質(zhì)與工程，2016，30（5）：85-87.

［17］張繼紅，李承龍，趙廣.用灰色模糊綜合評判方法識別聚驅(qū)后優(yōu)勢通道［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2017，36（1）：104-108.