摘 要：低滲透油藏的油氣儲量在油氣探明儲量中所占比例較大，合理有效地開發(fā)低滲透油藏對于緩解油氣供給矛盾意義重大。存在諸多難點(diǎn)：儲層砂體有效性和連續(xù)性差，產(chǎn)液量偏低；地層滲流規(guī)律復(fù)雜，存在啟動壓力梯度；天然能量不足，壓敏效應(yīng)嚴(yán)重等。為此，筆者在水平井產(chǎn)能公式的基礎(chǔ)上，利用層次分析法對舉升方式進(jìn)行優(yōu)選分析，得到最優(yōu)舉升方式為螺桿泵舉升，以期為現(xiàn)場低滲透油藏水平井開發(fā)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏開發(fā)；產(chǎn)能；層次分析法；舉升方式；優(yōu)選分析

1 產(chǎn)能預(yù)測模型的建立

在中外學(xué)者對水平井產(chǎn)能的大量研究中，Joshi 方法是較為經(jīng)典的預(yù)測低滲透油藏水平井產(chǎn)能的模型，其以 Giger 水平井產(chǎn)能公式為基礎(chǔ)，將水平井三維滲流問題轉(zhuǎn)換為二維平面上橢圓形流動和垂直平面內(nèi)徑向流動。假設(shè)條件包括：流體在地層和井筒中為穩(wěn)態(tài)滲流；油藏厚度均勻，頂部及底部有良好隔層；水平井井筒位于油藏中部；儲層各向同性；忽略毛管壓力和重力的影響。將流體在水平井及地層中的滲流分為 2 部分：流體在水平井外圍橢圓邊界的滲流和流體在水平井段有效區(qū)內(nèi)的滲流。前者可近似為水平面上的滲流，后者可近似為平面徑向流，根據(jù)水電相似原理，即用電路來近似描述滲流過程，將2 部分滲流阻力近似為電阻進(jìn)行并聯(lián)后求解。以該模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)得到產(chǎn)能的計(jì)算公式。

2 模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證及敏感性分析

2.1 模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證

以A井為例驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性。水平井及地層參數(shù)包括：油藏厚度為 60 m，地層原始壓力為 12.3 MPa，泄油面積為 0.7 km2，井底流壓為 6.35 MPa，儲層巖心滲透率為 16×10- 3μm2，啟動壓力梯度為 0.018 MPa/m，滲透率變化系數(shù)為 0.073，粘度變化系數(shù)為 0.01，地層原油密度為0.8 g/cm3，粘度為9.8 mPa·s，體積系數(shù)為1.04。靶點(diǎn)井深為 1 353 m，靶點(diǎn)垂深為 1 296 m，水平井段垂深為 1 296 m，水平井段長度為158.5 m，水平井井徑為0.216 m。計(jì)算得到產(chǎn)液量為 35.79 m3/d。該井 25 d 的實(shí)際平均產(chǎn)液量為36.52 m3/d，計(jì)算結(jié)果與其的相對誤差為2%，擬合程度較高，說明所建模型準(zhǔn)確可靠。

2.2 敏感性分析

低滲透油藏水平井在開發(fā)過程中，產(chǎn)液量與水平井段長度密切相關(guān)。水平井段長度與油井極限產(chǎn)液量的關(guān)系（圖 1）表明：當(dāng)水平井段長度小于 400 m 時(shí)，極限產(chǎn)液量隨水平井段長度的增加基本上呈線性增加；當(dāng)水平井段長度大于400 m 時(shí)，極限產(chǎn)液量隨水平井段長度的增加增幅趨緩。

水平井井徑 由水平井井徑與油井極限產(chǎn)液量的關(guān)系（圖 2）可以看出：水平井極限產(chǎn)液量與井徑基本呈線性正相關(guān)；井徑越大，水平井極限產(chǎn)液量越大，但成本也會隨之增加。同時(shí)，在設(shè)計(jì)最佳水平井井徑時(shí)，還須考慮水平井后期作業(yè)時(shí)的工具配套性。

3 合理舉升方式優(yōu)選

在油田開發(fā)過程中，根據(jù)儲層狀況不同有各種不同的舉升方式，選取合理有效的舉升方式至關(guān)重要。筆者以A井為例，使用等級加權(quán)法與層次分析法相結(jié)合的方法優(yōu)選最佳舉升方式。等級加權(quán)法將影響舉升方式選擇的相關(guān)參數(shù)分為與可行性有關(guān)和與復(fù)雜性有關(guān)的 2 類參數(shù)，將可行性等級分為最好、好、適合、不好和不可行 5 個(gè)等級，分別用 4，3，2，1，0 表示；根據(jù)復(fù)雜程度，分為高、中和低 3 個(gè)等級，分別用 3，2，1 表示。該方法的特點(diǎn)是只要其中 1 個(gè)參數(shù)為 0，該舉升方法就被剔除；同時(shí)，該方法對級數(shù)較低的參數(shù)十分敏感。根據(jù)油井具體情況，將2 類參數(shù)進(jìn)行處理：根據(jù)計(jì)算結(jié)果，將Z 值大的方法作為選擇決策。層次分析法是一種將定性與定量相結(jié)合的權(quán)重決策分析方法，將問題決策中繁多、復(fù)雜的因素按性質(zhì)特征分為若干層，對層內(nèi)因素兩兩進(jìn)行比較，通過主觀權(quán)重賦值描述其重要性，其權(quán)重應(yīng)根據(jù)實(shí)際經(jīng)濟(jì)形勢和技術(shù)狀況而定。該方法將決策者的主觀判斷與客觀推理緊密結(jié)合起來，適用于解決決策準(zhǔn)則多但不易量化的復(fù)雜決策問題，在各個(gè)領(lǐng)域決策方案制定中發(fā)揮了重要作用。

層次分析法的步驟為：①確定因素指標(biāo)并分層即構(gòu)建層次分析決策流程；②通過兩兩比較，構(gòu)成每一層的比較判斷矩陣，確定每個(gè)元素指標(biāo)與其上一層重要性排序，即相對權(quán)值；③通過合成確定整個(gè)層次結(jié)構(gòu)中每一個(gè)元素指標(biāo)對最終目的的權(quán)重，將它們按照重要程度排序。這種計(jì)算可以歸結(jié)為求解矩陣的最大特征根和其對應(yīng)的特征向量，求解后將特征向量進(jìn)行歸一化處理即為對應(yīng)元素的權(quán)重值；④計(jì)算指標(biāo)層各因素指標(biāo)對目標(biāo)層權(quán)重，并綜合上面計(jì)算結(jié)果，得到低滲透油藏水平井舉升方式選擇指標(biāo)權(quán)重體系。

對于水平井舉升方式的選擇，先構(gòu)造低滲透油藏水平井采油方式層次分析決策流程，再根據(jù)前面所述步驟確定低滲透油藏水平井的最優(yōu)舉升方式。權(quán)重體系的最終計(jì)算結(jié)果為：技術(shù)指標(biāo)權(quán)重為 0.6，其中檢泵周期、檢泵時(shí)間、產(chǎn)液量適應(yīng)能力、抗結(jié)垢能力、技術(shù)配套能力、參數(shù)調(diào)節(jié)難易、檢泵工作量和維修難易分別為 0.06，0.06，0.12，0.12，0.03，0.03，0.06 和 0.12；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)權(quán)重為 0.4，其中檢泵成本、動力費(fèi)用、折舊成本、人力成本分別為 0.2，0.1，0.05 和0.05。以A井為例，首先利用等級加權(quán)法對舉升方式進(jìn)行優(yōu)選。結(jié)果表明，電潛泵舉升和水力泵舉升為可使用的舉升方法；然后利用層次分析法進(jìn)行優(yōu)選，先對其原始評價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，將層次分析后的權(quán)重體系結(jié)果與歸一化后的舉升方式評價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)相乘，得到有桿泵、水力泵、電潛泵、氣舉、螺桿泵各舉升方式適用性總權(quán)重分別為0.205，0.172，0.212，0.166 和 0.245，層次分析結(jié)果表明，對于A井低滲透油藏水平井，螺桿泵是其最佳舉升方式，其次為電潛泵舉升。而等級加權(quán)法分析時(shí)排除了螺桿泵舉升方式，故該井最終選擇電潛泵舉升。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆存章.低滲透油田開發(fā)技術(shù)文集[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

作者簡介：

曾冠鑫，652801198107210534，男，2005年參加工作，高級工程師職稱，現(xiàn)任塔里木油田公司油氣工程研究院副主任工程師。