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        基于多因素分析提高采收率驅(qū)替方式優(yōu)選方法的研究

        2022-09-28 01:24:36王婷婷吳貴彬陳建玲孫勤江王正波馮笑含趙萬春
        油氣藏評價與開發(fā) 2022年5期
        關(guān)鍵詞:鄧氏目標(biāo)區(qū)三次采油

        王婷婷,吳貴彬,陳建玲,孫勤江,王正波,馮笑含,趙萬春

        (1.東北石油大學(xué)電氣信息工程學(xué)院,黑龍江大慶163318;2.黑龍江省網(wǎng)絡(luò)與智能控制重點實驗室,黑龍江大慶163318;3.中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津300459;4.中國石油勘探開發(fā)研究院提高采收率國家重點實驗室,北京1000835;5.東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院,黑龍江大慶163318;6.東北石油大學(xué)非常規(guī)油氣研究所,黑龍江大慶163318;7.東北石油大學(xué)陸相頁巖油氣成藏及高效開發(fā)教育部重點實驗室,黑龍江大慶163318)

        三次采油技術(shù)是提高采收率、穩(wěn)定老油田原油產(chǎn)量的一項重要技術(shù)[1],主要包括采用注入蒸汽、二氧化碳和化學(xué)驅(qū)等開采技術(shù)[2-4]。由于不同驅(qū)替方式受多種因素影響和限制,在某些區(qū)塊究竟選擇哪一種驅(qū)替方式能夠最大程度提高采收率還未形成統(tǒng)一的優(yōu)選方法,這嚴(yán)重制約著油氣的高效開發(fā)[5-10]。為了不同研究區(qū)塊能夠優(yōu)選出最佳的驅(qū)替方式,提出了一種基于多因素分析提高采收率驅(qū)替方式優(yōu)選方法。

        模糊綜合評判法是計算多因素影響下參數(shù)優(yōu)選的有效方法之一。苗德山等[11]對邊坡技術(shù)狀況評價指標(biāo)進行等級劃分過程中引入模糊綜合判別法,解決邊坡穩(wěn)定狀態(tài)與判別指標(biāo)之間的界限問題;雷柏茂等[12]采用模糊綜合判別法對中子管故障中不方便量化的系統(tǒng)合成模糊關(guān)系,將一些模糊因素定量化,從而對多個因素進行了故障風(fēng)險綜合評價;張云鵬等[13]在對遵化鳳良鐵礦地質(zhì)環(huán)境影響評價研究中,提出用模糊綜合評判法確定地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌景觀、土地資源問題等各項的隸屬度,進而建立礦山地質(zhì)環(huán)境影響的模糊綜合評判模型;馬婧[14]運用模糊綜合評判法,將模糊綜合評判法與層次分析法相結(jié)合,建立水驅(qū)開發(fā)效果評價體系。模糊綜合評判法應(yīng)用在各行各業(yè)的多因素評價方法中,但在石油提高采收率方面鮮有報導(dǎo)。結(jié)合油田生產(chǎn)實際,調(diào)研得到影響三次采油的23 項關(guān)鍵參數(shù),并通過精細量化篩選方法厘定了23 項參數(shù)的取值范圍,基于模糊綜合判別方法對選取的23項油藏參數(shù)在不同驅(qū)替方式下進行選取并綜合打分,給出該油藏條件下的各影響參數(shù)的綜合分析,依據(jù)分值結(jié)果選取滿足該區(qū)塊較為合適的驅(qū)替方式。對選取的較為合適的幾種驅(qū)替方式,進一步通過鄧氏關(guān)聯(lián)法預(yù)測目標(biāo)區(qū)塊在已選適合驅(qū)替方式下的最終采收率,根據(jù)預(yù)測采收率的結(jié)果來選取最佳的驅(qū)替方式。使用改進的鄧氏關(guān)聯(lián)法,解決了原始鄧氏關(guān)聯(lián)法中不同油藏參數(shù)對驅(qū)替方式影響權(quán)重不同的問題。原始的鄧氏關(guān)聯(lián)法是對所有的油藏關(guān)鍵參數(shù)累積取平均值,但在實際情況中,不同的油藏參數(shù)對不同的驅(qū)替方式的權(quán)重也不同[15-16]。為貼近油田實際情況,在原始鄧氏關(guān)聯(lián)法的基礎(chǔ)上稍加改進,其改進后的鄧氏關(guān)聯(lián)法是按照不同三次采油驅(qū)替方式中所占重要程度的比重來進行分析目標(biāo)區(qū)塊與實例區(qū)塊的具體參數(shù)關(guān)聯(lián)度。根據(jù)關(guān)聯(lián)度優(yōu)選出與目標(biāo)區(qū)塊最匹配的實例區(qū)塊,并通過動用地質(zhì)儲量之比,預(yù)測目標(biāo)區(qū)塊最終采收率,最后通過預(yù)測目標(biāo)區(qū)塊在不同驅(qū)替方式下的采收率,來優(yōu)選出新區(qū)塊最佳的驅(qū)替方式。

        1 三次采油技術(shù)精細量化篩選方法

        1.1 精細量化篩選模型建立

        三次采油技術(shù)精細量化篩選方法主要是根據(jù)23項具體油藏條件,對每一種提高采收率技術(shù)可行性進行綜合性打分,快速對油田三次采油方式進行初步篩選及評估。綜合打分流程如下:

        設(shè)集合U={xi|xi∈ }23項具體油藏參數(shù),集合V={yi|yi∈ 9種三次采油驅(qū)油方式};其中集合U和V的直積UV={(xi,yi)|xi∈23項油藏參數(shù),yi∈9種三次采油驅(qū)油方式}中的模糊子集R被稱為U到V的二元模糊關(guān)系,用矩陣表示為:

        式中:Si={[a1∧μ(x1,yi) ]∨[a2∧μ(x2,yi) ]∨[a3∧μ(x3,yi)]∨… ∨[an∧μ(xn,yi) ]};S為篩選綜合打分結(jié)果(Si代表使用第i種驅(qū)油方式的打分結(jié)果);a1,a2,…,am為單參數(shù)根據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)打分結(jié)果;μ(x1,yi)代表第i個油藏篩選參數(shù)在第j個三次采油驅(qū)油方式中的占比,ai,μ(x1,yi) ∈(0,1)。

        1.2 精細定量篩選標(biāo)準(zhǔn)的制定

        在三次采油過程中,針對不同驅(qū)油方式進行精細量化評價時,選用不同三次采油方式所需考慮影響因素存在差異[17-21]。經(jīng)廣泛調(diào)研和專家論證,評選篩選參數(shù)共計23項,如表1所示。

        表1 篩選參數(shù)匯總Table 1 Screening parameters

        1.3 精細定量篩選法

        根據(jù)不同的三次采油驅(qū)油方式確定對應(yīng)精細量化篩選標(biāo)準(zhǔn),劃分不同油藏影響中參數(shù)所占的比重。并進行賦值。根據(jù)此比例采用模糊判別方法計算目標(biāo)區(qū)塊在不同三次采油方式下的綜合打分。最后系統(tǒng)篩選出綜合打分結(jié)果大于0.5 的驅(qū)替方式作為目標(biāo)區(qū)塊三次采油驅(qū)替方式的備選方案。

        2 三次采油潛力快速類比模型研究

        先將三次采油不同區(qū)塊影響參數(shù)給予打分,結(jié)果共5 個檔位,分別為0、0.25、0.50、0.75、1.00,并記作Xi,即Xi={x1i,x2i,x3i,…,xni}。

        將目標(biāo)區(qū)塊的參數(shù)按照實例區(qū)塊的標(biāo)準(zhǔn)予以打分,并記作X0,即X0={x10,x20,x30,…,xn0}。

        在對目標(biāo)區(qū)塊X0和若干實例區(qū)塊Xi中使用鄧氏關(guān)聯(lián)法可先計算目標(biāo)區(qū)塊和每個實例區(qū)塊的第k個關(guān)鍵油藏具體參數(shù)的關(guān)聯(lián)系數(shù):

        其中,Δi(k)代表目標(biāo)區(qū)塊與第i個實例區(qū)塊的第k個關(guān)鍵油藏具體參數(shù)的絕對差,Δi(k)=|xki-x0i|(k={1,2…n},i={1,2…m});a為兩者的最小差,即a=為兩者的最大差,{Δi(k)};ξ為分辨系數(shù),用來提高關(guān)聯(lián)系數(shù)之間差異的顯著性,通常情況下取ξ=0.5。

        改進的鄧氏關(guān)聯(lián)度算法為:

        式中:Wi為第i個關(guān)鍵油藏參數(shù)的權(quán)重值,0≤Wi<1,根據(jù)三次采油驅(qū)油方式的情況給出。

        3 實例分析

        以中國的實際油田研究區(qū)塊作為實例,利用模糊判別方法對不同驅(qū)替方式下目標(biāo)區(qū)塊23項油藏參數(shù)進行綜合打分(圖1)。

        圖1 不同方法篩選綜合打分結(jié)果Fig.1 Comprehensive scoring results of different screening methods

        計算結(jié)果表明:目標(biāo)區(qū)塊在重力驅(qū)、堿聚二元驅(qū)、聚表二元驅(qū)、混相氣驅(qū)、非混相氣驅(qū)和蒸汽驅(qū)中,按照油田專家的評審結(jié)果,綜合打分結(jié)果低于0.5,不適合作為驅(qū)油方式。因此,上述6 項驅(qū)替方法,不適合作為該區(qū)塊的驅(qū)油方式;聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)、火燒油層綜合打分結(jié)果高于0.5,該區(qū)塊適合聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)、火燒油層驅(qū)替方式,但具體選用哪一種驅(qū)替方式仍需進行潛力評價定量分析。將使用聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)和火燒油層驅(qū)替方式的油田分別標(biāo)注為實例區(qū)塊A、B、C,其區(qū)塊和目標(biāo)區(qū)塊的具體參數(shù)如表2 所示。對目標(biāo)區(qū)塊的油藏具體參數(shù)在不同實例區(qū)塊的驅(qū)替方式下予以打分結(jié)果為0、0.25、0.50、0.75、1.00,共5 個檔位(圖2—圖4)。通過改進的鄧氏關(guān)聯(lián)法求解得出:目標(biāo)區(qū)塊與實例區(qū)塊A、B、C之間的關(guān)聯(lián)度分別為0.275、0.912和0.484,目標(biāo)區(qū)塊與實例區(qū)塊B 之間具有更高的關(guān)聯(lián)度。因此,可以選擇實例區(qū)塊B 作為參考目標(biāo),采用火燒油層的驅(qū)油方式作為開發(fā)手段。

        表2 實例分析數(shù)據(jù)Table 2 Case analysis data

        圖2 目標(biāo)區(qū)塊與實例區(qū)塊A在聚合物驅(qū)替方式下主要油藏參數(shù)打分結(jié)果對比Fig.2 Scoring results comparison of main reservoir parameters of target block and example Block-A under polymer flooding mode

        圖3 目標(biāo)區(qū)塊與實例區(qū)塊B在火燒油藏驅(qū)替方式下主要油藏參數(shù)打分結(jié)果對比Fig.3 Scoring results comparison of main reservoir parameters of target block and example Block-B under fire flooding mode

        圖4 目標(biāo)區(qū)塊與實例區(qū)塊C在三元復(fù)合驅(qū)替方式下主要油藏參數(shù)打分結(jié)果對比Fig.4 Scoring results of main reservoir parameters of target block and example Block-C under compound flooding mode

        4 結(jié)論

        1)以23項儲層及流體特征參數(shù)作為評價指標(biāo),建立精細三次采油技術(shù)篩選標(biāo)準(zhǔn);利用模糊判別方法,將原有定性篩選改進為定量打分方式,可直觀、快速、準(zhǔn)確預(yù)測出研究區(qū)塊適宜的三次采油驅(qū)油方式。

        2)通過改進原始鄧氏關(guān)聯(lián)度計算方法,類比得到代表區(qū)塊與數(shù)據(jù)庫中各油田實例區(qū)塊之間關(guān)聯(lián)度,根據(jù)類比打分指定與代表區(qū)塊最匹配的實例區(qū)塊,預(yù)測代表區(qū)塊的最終采收率為34.26 %,與火燒油層驅(qū)替方式接近。

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