王佳琦 邱淑新 王久星

摘 ? ? ?要： 我國低滲透油田經(jīng)過長期注水開發(fā)，大部分的油田已進(jìn)入高含水階段，油田產(chǎn)量遞減較快，單井產(chǎn)量低，傳統(tǒng)的開發(fā)效果評價方法已不能準(zhǔn)確地描述低滲透油田的開發(fā)狀況。因此，本文運用各個指標(biāo)對油田開發(fā)效果進(jìn)行科學(xué)的評價，并通過數(shù)學(xué)模糊算法賦予各個指標(biāo)不同的權(quán)重來綜合評判油藏開發(fā)效果，并針對該油藏的地質(zhì)特征完善了各個指標(biāo)相關(guān)的權(quán)重，總結(jié)出一套適合該區(qū)塊的理論系統(tǒng)，這為下一步開發(fā)政策的調(diào)整給出合理的理論依據(jù)，為保證油藏開采擁有最大采收率提供理論支持。

關(guān) ?鍵 ?詞：低滲透;開發(fā)效果評價;指標(biāo)優(yōu)選;數(shù)學(xué)模糊算法

中圖分類號：TE348 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）10-2260-05

Abstract： After long-term water injection development in China's low-permeability oilfields， most of the oilfields have entered the stage of high water cut， the production of oil fields is decreasing rapidly， and the output of single wells is low. The traditional development effect evaluation method can not accurately describe the development status of low permeability oil fields. In this paper， various indicators were used to scientifically evaluate the effect of oilfield development， and the different weights of each index were obtained through mathematical fuzzy algorithm to comprehensively evaluate the reservoir development effect. Based on the geological features of low permeability reservoirs in W block of Daqing oilfield， the weights of each indicator were perfected. A theoretical system for evaluating the development effect of low-permeability sandstone reservoirs was put forward. This system can provide a reliable basis for determining the current development technology policy boundaries and judging the potential for tapping potentials， and is also of great significance for improving the ultimate recovery of reservoirs.

Key words： Low permeability; Development effect evaluation; Index optimization; Mathematical fuzzy algorithm

隨著世界各國油氣工業(yè)的發(fā)展以及未來對石油的需求，開展低滲透油氣資源相關(guān)研究的重要性日益凸顯。我國低滲透油田儲量十分豐富且分布區(qū)域較廣，開發(fā)潛力十分巨大。在已探明的儲量中，低滲透油藏儲量的比例約占全國儲量的50%，而且在我國的主要盆地都有大面積分布：在東部諸如松遼盆地、渤海灣、海拉爾等，另外還有中部的鄂爾多斯、四川盆地，西部的準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、塔里木、三塘湖盆地等。低滲透油氣田的開發(fā)已經(jīng)成為重點研究對象，其中鄂爾多斯盆地、松遼盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、四川盆地的低滲透儲量比例均在85%以上，且累計探明低滲透油田石油儲量76億t，但由于其自身地質(zhì)獨特性，總體開采程度僅為16.6%[1]。大慶油田的低滲透儲量作為接替產(chǎn)量的重要戰(zhàn)略區(qū)，逐步成為油氣勘探開發(fā)的熱點，進(jìn)而如何高效開發(fā)以及評價這類低滲透油藏就必不可少。

國內(nèi)外學(xué)者對如何開展油田注水開發(fā)評價展開了十分全面的研究，并取得了不菲的成果。如高文君、徐君等，黃炳光等，唐海等人對存水率、采收率、壓力變化等指標(biāo)做了定性的評價[2-4]。宋子齊等把不同水驅(qū)油田的開發(fā)特點和評價指標(biāo)分類，運用相關(guān)數(shù)學(xué)算法，提供了可靠的依據(jù)，進(jìn)而為提高油田采收率提供了依據(jù)[5]。

這些新方法在常規(guī)砂巖油田取得了一定效果，但由于低滲透儲層地質(zhì)條件復(fù)雜以及方法的普適性很差，此類經(jīng)驗在大慶外圍油田低滲透儲層的應(yīng)用沒有得到有效的推廣。因此，低滲透油田水驅(qū)開發(fā)效果評價以及指標(biāo)優(yōu)選仍面臨著挑戰(zhàn)，至少在以下兩個方面，還有待做深入的探討：選擇適合低滲透油田開發(fā)效果評價的評價標(biāo)準(zhǔn);怎樣綜合各個參數(shù)從總體上評價目標(biāo)油田。

因此，筆者以大慶油田W區(qū)塊油層為例，結(jié)合油藏本身特性、開采情況以及現(xiàn)階段注水開發(fā)特點，運用數(shù)學(xué)模糊算法篩選出4項指標(biāo)中影響最大的指標(biāo)作為評價的首要參考依據(jù)，進(jìn)而為改善注水開發(fā)效果以及調(diào)整下一步開發(fā)方案提供理論依據(jù)。

1 ?研究背景

大慶油田W區(qū)塊位于松遼盆地中央坳陷大慶長垣二級構(gòu)造帶南部的三級構(gòu)造帶上，構(gòu)造條件相對復(fù)雜，縱向上主力油層為葡萄花油層。初期布井方式為反九點法，油井一般采取注水保持壓力的開采方式，開發(fā)后期井網(wǎng)加密為菱形反九點法注水。油層樣品分析孔隙度分布范圍為8.85%～13.55%，平均為8.9%;空氣滲透率分布范圍為（0.63～1.6）×10-3μm2，平均1.23×10-3μm2，屬于中孔、低滲透油層。砂體多以薄差儲層為主，沉積相主要為三角洲外前緣亞相。

2 ?開發(fā)效果評價

受現(xiàn)有動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及葡萄花油層構(gòu)造條件復(fù)雜等多方面限制，本文從影響油藏水驅(qū)開發(fā)潛力的4個因素即含水率、遞減率、剩余可采儲量、水驅(qū)儲量動用程度出發(fā)，參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并運用模糊綜合評判法，給出一種低滲透油藏水驅(qū)開發(fā)評價方法[6]。而遞減率和剩余可采儲量采油速度可以綜合反映出在當(dāng)前方案下油田的開采情況;水驅(qū)儲量動用程度是反映注采井網(wǎng)完善情況的指標(biāo)。

2.1 ?含水率綜合評價

W區(qū)塊在2002年底進(jìn)行注水開發(fā)，2013年開始實施注采井網(wǎng)調(diào)整，井網(wǎng)局部加密為反九點菱形井網(wǎng)。本文采用相對滲透率曲線法來綜合評價含水率及含水率的上升情況[7]。含水率與采出程度關(guān)系曲線分為3種，分別是凸型、S型和凹型，其中凸型含水率曲線正與目標(biāo)研究區(qū)塊油藏相符，因此這里采用凸型曲線進(jìn)行含水率評價。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

將油藏實際關(guān)系曲線與理論曲線進(jìn)行比較，從圖1可以看出隨著采出程度逐漸升高，含水率逐漸上升;當(dāng)采出程度達(dá)到10%時，逐漸接近理論曲線，當(dāng)采出程度達(dá)到20%左右時，含水率逐漸保持不變。實際關(guān)系曲線在理論曲線上方，呈現(xiàn)上升趨勢，后期含水率逐漸下降，慢慢低于理論曲線。

將采出程度與含水率的關(guān)系數(shù)據(jù)繪制于圖版中，得出如圖2所示曲線[8]，采出程度范圍在30%到32%之間，可得出該研究區(qū)塊最終采收率度為33.12%。由上述數(shù)據(jù)可以得出RR的變化范圍在90.6%與96.61%之間。

根據(jù)表1，研究區(qū)塊含水率屬于較好或者好之間，由數(shù)據(jù)可知含水率的評價矩陣為（0.17，0.65，0.14，0.02）。

2.2 ?產(chǎn)量遞減規(guī)律評價

如圖3所示W(wǎng)區(qū)塊產(chǎn)量經(jīng)歷了上升、穩(wěn)定和下降3個階段。研究區(qū)自投入生產(chǎn)開發(fā)以來，總體可分為以上3個生產(chǎn)階段，2002年至2008年為上產(chǎn)階段，大約6年，油田處于低含水采油期，油田產(chǎn)量穩(wěn)步上升，直至2008年末產(chǎn)量達(dá)到最大值，油田生產(chǎn)能力比較旺盛;2009年至2012年產(chǎn)量遞減較為明顯，2012年產(chǎn)量處于最低;從2012年開始進(jìn)行井網(wǎng)調(diào)整和新井的投產(chǎn)，開發(fā)效果有所好轉(zhuǎn)，產(chǎn)量略有回升，從2014年直至目前為穩(wěn)產(chǎn)期，產(chǎn)量穩(wěn)步上升[9]。

研究區(qū)遞減規(guī)律符合“產(chǎn)量遞減率加大又減小”類型：區(qū)塊 2002年投產(chǎn)，2006年開始進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段，呈雙曲遞減[10]。2006年11月—2009年8月，月遞減6.21%，2009年9月—2013年7月，產(chǎn)量遞減最大，月遞減達(dá)到7.08%;2013年以來實施了井網(wǎng)加密，產(chǎn)量上升，從2015年11月—2018年4月，遞減率略有回升為5.39%，總體開發(fā)效果好轉(zhuǎn)（如圖4所示）。

根據(jù)表2所示數(shù)據(jù)，該區(qū)塊的產(chǎn)量遞減指標(biāo)屬于“中等”。該區(qū)塊的產(chǎn)量遞減率的評價矩陣為（0，0，0.12，0.87）。

2.3 ?剩余可采儲量采油速度評價

自2002年投產(chǎn)開始，剩余可采儲量采油速度先隨時間逐漸上升，2005年末達(dá)到最高值5.06%，2006年開始緩慢下降;直至2013年，采油速度下降到最低值3.09%，隨后采油速度一直穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，略有回升但效果不明顯，如圖5所示。

截至2018年4月研究區(qū)采出程度為13.94%，計算得到剩余可采儲量采油速度總體分布在3.09%至5.06%之間，平均采油速度為3.84%;根據(jù)剩余可采儲量采油速度的評價標(biāo)準(zhǔn)（見表3）可知：研究區(qū)塊的剩余可采儲量采油速度屬于三類開發(fā)水平，即開發(fā)水平“較差”，剩余可采儲量采油速度的單因素評價矩陣為（0.81，0.16，0.01，0.0），從剩余可采儲量采油速度來看油田開發(fā)不理想。

2.4 ?水驅(qū)儲量動用程度評價

W區(qū)塊自2002年投入生產(chǎn)，上產(chǎn)階段6年后開始進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段，且產(chǎn)量遞減過快。針對研究區(qū)塊油田實際開采過程中的問題，結(jié)合甲型水驅(qū)特征曲線法進(jìn)行水驅(qū)儲量動用程度評價[11]。

根據(jù)圖6甲型水驅(qū)特征曲線計算出可動油儲量為5.457×105 t[12]，最終采出程度為35.12%（見表4）。已知的地質(zhì)可采儲量為2.138 1×106 t，故對應(yīng)的水驅(qū)儲量動用程度為72.67%。

根據(jù)表5所示的儲量動用程度評價表，該區(qū)塊的儲量動用程度“較好”。進(jìn)一步得出該指標(biāo)的評價矩陣為（0.17，0.67，0.14，0.02）。

3 ?模糊綜合評價法指標(biāo)優(yōu)選

根據(jù)上述指標(biāo)的評價與分析，結(jié)合模糊綜合評判法進(jìn)行綜合評價。采用數(shù)學(xué)方法將這些定性語言量化，對于評價油田開發(fā)效果更加具有可靠性和正確性[13]。

在對各開發(fā)指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合W區(qū)塊油藏特征，對各因素進(jìn)行對修正完善（見表6），進(jìn)而對研究區(qū)進(jìn)行合理評價[14]。

根據(jù)評價結(jié)果，隨著注水開發(fā)的不斷進(jìn)行，保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)難度較大。同時，從單因素評價結(jié)果來看，幾項指標(biāo)都處于“中等”與“較差”的范圍內(nèi)，表明整個水驅(qū)開發(fā)效果尚且不佳。因此，要進(jìn)一步改善區(qū)塊開發(fā)效果可以調(diào)整注采比，優(yōu)化酸化壓裂等措施，此外還要加強(qiáng)油水井管理，加強(qiáng)注水井監(jiān)測工作[15]。

此方法實用可靠，具有廣泛的適用性，有望為油田提高采收率、井網(wǎng)方案合理調(diào)整提供理論指導(dǎo)，同時也為同類型油田提供可靠的參考經(jīng)驗。

4 ?結(jié) 論

1）本文依照傳統(tǒng)的油藏工程方法，從多個指標(biāo)評價了低滲透砂巖油藏水驅(qū)開發(fā)效果。結(jié)合各個因素指標(biāo)的評價結(jié)果，可以看出研究區(qū)塊階段含水上升值為23.67%，較理論值偏高，目前采出程度為13.94%，水驅(qū)動用程度較高，產(chǎn)量遞減率較大，穩(wěn)產(chǎn)年限僅6年。

2）根據(jù)最大隸屬度原則可確定“遞減率”為影響程度較大的指標(biāo)，作為第一評價指標(biāo)，其次“含水率”也有較大影響。

3）通過該方法研究W區(qū)塊注水效果情況，把多個評價因素通過數(shù)學(xué)模糊算法評價水驅(qū)開發(fā)，依據(jù)研究結(jié)果可以得知現(xiàn)在油田開采的重要矛盾，為下一階段合理開發(fā)提供依據(jù)。

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