周建堂，史建國，康麗俠，賀建霞

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊 713800）

在以原油產(chǎn)量為中心的油田生產(chǎn)管理中，油藏的合理產(chǎn)量是衡量生產(chǎn)管理水平的重要指標(biāo)，為了保證油藏合理產(chǎn)量，保持油藏的良性運(yùn)行，需要對生產(chǎn)管理過程中引起產(chǎn)量變化的因素進(jìn)行監(jiān)控，從而及早的發(fā)現(xiàn)問題，并采取針對性的措施，避免不必要的損失。因此需要建立油藏生產(chǎn)動態(tài)預(yù)警體系，確保原油產(chǎn)量的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

導(dǎo)致原油產(chǎn)量變化的原因，大體可將其分為三種：人為因素、地質(zhì)因素以及外部因素。當(dāng)油田進(jìn)入遞減期后，油田的產(chǎn)量在一段時間內(nèi)是處于相對平穩(wěn)狀態(tài)的，就是產(chǎn)量由一些因素的影響而出現(xiàn)了短時間的產(chǎn)量下降，但在沒有人為干擾的情況下，產(chǎn)量很快又恢復(fù)正常水平，但是當(dāng)油井出現(xiàn)較大異常時，產(chǎn)量會出現(xiàn)持續(xù)的下降。直到人們發(fā)現(xiàn)異常，使用人工措施（包括酸化、壓裂、補(bǔ)孔、大修等）增產(chǎn)，使產(chǎn)量回歸正常水平[1]。

目前針對異常以往經(jīng)驗(yàn)判斷對油田產(chǎn)量進(jìn)行提前預(yù)判，或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析，對產(chǎn)量預(yù)測的準(zhǔn)確度并不高。隨著精細(xì)油藏描述技術(shù)的發(fā)展，其地質(zhì)模型精度非常高，預(yù)測模型的準(zhǔn)確性也相應(yīng)提高，通過實(shí)際產(chǎn)量和預(yù)測產(chǎn)量的對比情況，設(shè)定合理預(yù)警值，對產(chǎn)量異常下降進(jìn)行預(yù)警，提前治理，并且預(yù)報的準(zhǔn)確性較高。

1 預(yù)警模型的建立

1.1 預(yù)警理論

預(yù)警一詞最早出現(xiàn)于軍事領(lǐng)域，對突然襲擊進(jìn)行防范，是關(guān)于突然襲擊的信息的預(yù)告[9]。預(yù)警的定義是在目前的技術(shù)和知識基礎(chǔ)上，對事物的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識和總結(jié)，通過分析事物的狀態(tài)和特定信息來預(yù)測描述事物的發(fā)展變化趨勢，并和預(yù)期設(shè)定的指標(biāo)量進(jìn)行比較，對超出指標(biāo)量的狀態(tài)進(jìn)行示警，以便通過采取對應(yīng)的措施和對策來預(yù)防和降低異常情況帶來的損失[2-4]。

1.2 油田生產(chǎn)動態(tài)預(yù)警指標(biāo)體系的建立

預(yù)警指標(biāo)的構(gòu)建一般方法主要是根據(jù)油田開發(fā)的實(shí)際過程對油井生產(chǎn)預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行理論分析，通過查詢資料，并結(jié)合專家意見給出預(yù)警指標(biāo)。類指標(biāo)：一類是描述油藏地質(zhì)狀態(tài)的指標(biāo)體系。另外一類是描述油井開發(fā)和開采狀態(tài)的指標(biāo)體系[6]。前者包括孔隙度、滲透率、有效厚度、砂巖系數(shù)、飽和度、地飽壓差、流動系數(shù)、滲透率變異系數(shù)、儲量豐度、單儲系數(shù)。后者包括水井流壓、采油時率、自然遞減率、周圍油水井比、油井利用率、綜合含水率、采出程度、措施井有效率、綜合遞減率、油井流壓、采油速度、井網(wǎng)密度等[14-16]。

1.3 預(yù)測模型及可靠性的建立

數(shù)學(xué)預(yù)測模型建立考慮到了油藏地質(zhì)狀態(tài)，如孔隙度、滲透率、含水飽和度、砂體厚度等指標(biāo)。依靠斯倫貝謝公司開發(fā)地質(zhì)建模軟件Ptrel，在小層砂體注采對應(yīng)關(guān)系認(rèn)識清楚的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，網(wǎng)格精度達(dá)到10 m×10 m×0.5 m，地質(zhì)模型的網(wǎng)格數(shù)據(jù)至少千萬個，為預(yù)測模型提高了堅實(shí)模型基礎(chǔ)[10，13]。

地質(zhì)模型粗化后的精度，結(jié)合計算機(jī)硬件水平，模型的精度可達(dá)到20 m×20 m×0.5 m～1.0 m，預(yù)測模型的網(wǎng)格數(shù)據(jù)至少百萬個。同時考慮到油井開發(fā)和開采狀態(tài)的指標(biāo)，如生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)、油井利用率、油井流壓、采油速度等指標(biāo)。

油藏歷史擬合的精度是油藏動態(tài)跟蹤預(yù)警的基礎(chǔ)，只有歷史擬合精度達(dá)到要求，才能進(jìn)行下一步的預(yù)測，滲透率、有效厚度、油水和油氣界面等為不確定參數(shù)調(diào)整，允許范圍較大，可放大或縮小2、3倍或更多；而孔隙度、巖石和流體壓縮系數(shù)、油氣PVT性質(zhì)、初始壓力等為確定參數(shù)，允許修改范圍較小[7，17-20]。依靠目前數(shù)值模擬預(yù)測技術(shù)，基本實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊歷史生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)擬合率達(dá)到99%以上，單井生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)擬合率85%以上，保證預(yù)測趨勢的準(zhǔn)確性[11，12]。

1.4 預(yù)警值的優(yōu)選及預(yù)警區(qū)間劃分

預(yù)測值與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)必然會產(chǎn)生誤差，當(dāng)誤差值超過某一個臨界值時，油藏開始變差，其臨界值定義為預(yù)警值。合理的預(yù)警值是產(chǎn)量預(yù)警的關(guān)鍵，預(yù)警值設(shè)定太大時，油藏發(fā)生變化將會被隱藏，錯過油藏最佳調(diào)整時機(jī)；預(yù)警值設(shè)定太小時，頻繁的預(yù)警會造成恐慌，最終會導(dǎo)致疲于應(yīng)付，對油藏生產(chǎn)極為不利。

本文采用經(jīng)驗(yàn)法，主要選擇年度時間段內(nèi)，油藏開發(fā)明顯變差的區(qū)塊為樣本，與預(yù)測模型預(yù)測值對比，其油藏開發(fā)趨勢轉(zhuǎn)變的臨界值為±3%，確定綏靖油田低滲透油藏的預(yù)警值為±3%。由于油田開發(fā)更關(guān)心油藏變差的趨勢，故給定油藏變差預(yù)警值為-3%，同時為了使這個預(yù)警更加敏感，將［0，-3%］區(qū)間又細(xì)分為三個區(qū)間，用不同的顏色表示。

預(yù)警的方法根據(jù)其機(jī)制可以分為：黑色、黃色、紅色、白色和綠色預(yù)警[8-9]，結(jié)合油田開發(fā)的實(shí)際情況，對黃色、紅色預(yù)警進(jìn)行定義，并引入橙色預(yù)警。

紅色預(yù)警代表油藏發(fā)生重大變化，開發(fā)形勢急劇變差，嚴(yán)重影響了油藏的進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)，確認(rèn)油藏變差，及時制定措施方案。其預(yù)警值在［-2.0%，-3.0%］或由預(yù)測線上運(yùn)行急下穿預(yù)測線，誤差絕對值大于2.0%（見圖 1）。

黃色預(yù)警代表油藏發(fā)生一定的變化，開發(fā)形勢稍有變差，對油藏進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)工作影響較小，其預(yù)警值在［0，-1.0%］，主要表現(xiàn)為纏繞運(yùn)行，引起關(guān)注（見圖1）。

橙色預(yù)警代表油藏發(fā)生較大變化，開發(fā)形勢變差，對油藏進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)工作產(chǎn)生了較嚴(yán)重的影響，油藏有變差趨勢，找原因，待確認(rèn)，制措施，其預(yù)警值在［-1%，-2.0%］（見圖 1）。

圖1 預(yù)警級別劃分圖

表1 2017年靖安油田A區(qū)油藏動態(tài)跟蹤預(yù)警表

1.5 預(yù)警模型建立及跟蹤

預(yù)測前需要考慮到下年油藏技術(shù)政策的調(diào)整，如油井提液、單井注水量調(diào)配等因素，在預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，預(yù)測下年產(chǎn)量、含水的數(shù)據(jù)。在預(yù)測模型中要考慮生產(chǎn)時率、注入水量等。應(yīng)用xls編寫油藏動態(tài)跟蹤預(yù)警程序，并形成了制定油藏動態(tài)跟蹤預(yù)警表（見表1）。

2 預(yù)警模型檢驗(yàn)

通過2012年至2017年在靖安油田不間斷的預(yù)測、跟蹤、完善，預(yù)測油藏57個，預(yù)測模型預(yù)測值與實(shí)際生產(chǎn)值最大平均誤差僅4.3%，標(biāo)準(zhǔn)誤差最大值0.7%（見圖2）。期間治理7個，治理前后對比自然遞減小1.9%～3.0%，實(shí)現(xiàn)了油藏動態(tài)預(yù)警。

圖2 綏靖油田預(yù)警跟蹤圖

3 結(jié)語

文中在對傳統(tǒng)預(yù)警方法的學(xué)習(xí)分析基礎(chǔ)之上，建立了以精細(xì)油藏描述技術(shù)為基礎(chǔ)的油藏動態(tài)預(yù)警模型，結(jié)合歷年生產(chǎn)數(shù)據(jù)，確定了油藏預(yù)警值，并建立了三級預(yù)警區(qū)間。通過5年跟蹤，取得了較好的效果，提前預(yù)警，減小了油藏遞減增大。后期將應(yīng)用于油藏配產(chǎn)中。