榆樹林油田模糊綜合評判經(jīng)濟調(diào)剖選井方法

殷代印，何 瑞，汪 勇

(1.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318；2.中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

0 引 言

榆樹林油田樹103井區(qū)位于榆樹林油田東部，主要產(chǎn)層為葡萄花層，平面非均質(zhì)性強，斷層較發(fā)育，該區(qū)塊不發(fā)育裂縫。油層滲透率較低，平均滲透率為70.47 mD，進入中高含水階段后，含水上升速度及產(chǎn)量下降速度明顯加快，調(diào)剖為主要增產(chǎn)措施。目前中國常用的調(diào)剖選井方法主要分為單因素決策分析法和多參數(shù)選井決策法，其中，單因素決策分析法考慮因素較少，可在最終決定調(diào)剖井時起參考作用[1]；多參數(shù)選井決策法中，RE決策法僅考慮了儲層靜態(tài)參數(shù)，并未考慮油水井動態(tài)資料；RS決策法在考慮了儲層靜態(tài)數(shù)據(jù)及儲層非均質(zhì)性的同時兼顧了油水井動態(tài)數(shù)據(jù)[2-3]，結(jié)果更為合理。然而，上述選井方法均未將經(jīng)濟因素考慮在內(nèi)，而在油田開發(fā)過程中，經(jīng)濟效益對于調(diào)剖方案的可行性有很大的影響，因此，有必要研究一種能兼顧科學(xué)選井與經(jīng)濟效益的選井方法。

1 評價因素篩選

根據(jù)調(diào)剖選井原理，綜合考慮儲層靜態(tài)數(shù)據(jù)及層間非均質(zhì)性、注水井吸水剖面數(shù)據(jù)以及周圍油井生產(chǎn)動態(tài)，由灰度關(guān)聯(lián)法篩選出5項指標共同決策確定調(diào)剖井[4]：①米視吸水指數(shù)。油層在單位壓力下每米的吸水量，數(shù)值越大表示該層越需要調(diào)剖。②滲透率變異系數(shù)。該系數(shù)用來衡量儲層滲透率大小，表示儲層非均質(zhì)性強弱[5]。該系數(shù)越大，滲透率低的部位剩余油越多。因此，在調(diào)剖選井過程中，要優(yōu)先選擇滲透率變異系數(shù)大的井進行調(diào)剖[6]。③吸水剖面。吸水剖面反映注水井各層吸水量的多少，若一口注水井的吸水剖面不均勻，則注入水在油層中非均勻前進，產(chǎn)生水驅(qū)優(yōu)勢通道，需對其進行調(diào)剖[7]，為此引入吸水百分數(shù)變異系數(shù)。④周圍油井平均含水率。在注水過程中，與該注水井連通的油井含水率上升速度越快，表示注入水在油層中不均勻推進而導(dǎo)致提早突破，油井產(chǎn)量降低[8-9]。⑤周圍油井平均產(chǎn)液量。在一定的注水速度條件下，注水井周圍存在產(chǎn)液量升高的油井時，則表示注入水在該油井方向突破較快，對應(yīng)層位的吸水剖面分布不均勻，需進行調(diào)剖措施[10-20]。

2 模糊綜合評判經(jīng)濟模型建立

2.1 構(gòu)建評價指標矩陣

根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)取得各井的指標值，組成多因素指標評價矩陣：

(1)

式中：Ksi為第i口井的米視吸水指數(shù)，m3/(d·kPa)；Kvi為第i口井的滲透率變異系數(shù)；Wvi為第i口井的吸水百分數(shù)變異系數(shù)；fwi為第i口井的周圍油井平均含水率；Qi為第i口井的周圍油井平均產(chǎn)液量，m3/d；Ai為調(diào)剖井指標評價矩陣；n為井?dāng)?shù)。

2.2 確定指標權(quán)重值

不同指標對調(diào)剖井選擇的影響程度不同，根據(jù)專家打分，利用層次分析法計算得出不同指標的權(quán)重值分配比例(表1)。

2.3 確定評價集

根據(jù)不同油價計算出最低單井增油量。由于油價處于波動階段，選擇油價為2 230～4 010 元/t作為調(diào)剖界限，目前單井調(diào)剖費用約為50×104元，根據(jù)預(yù)計投入產(chǎn)出比為1.0∶1.6，目前美元與人民幣的匯率為1.0∶6.9，分別計算不同油價下對應(yīng)單井最低增油量(表2)。

表2 原油價格對應(yīng)單井最低增油量

在其他調(diào)剖指標不變的情況下，改變米視吸水指數(shù)，通過CMG數(shù)值模擬軟件預(yù)測1 a內(nèi)不同米視吸水指數(shù)對應(yīng)的單井增油量，如圖1所示，圖中虛線為不同原油價格對應(yīng)的單井最低增油量[16]。

圖1 不同米視吸水指數(shù)下的增油量

同樣，采用控制變量的方法，分別對滲透率變異系數(shù)、相對吸水量變異系數(shù)、連通油井含水率、連通油井產(chǎn)液量4個單一指標不同界限下的增油量進行計算。各指標經(jīng)濟增油界限值見表3。

表3 不同油價對應(yīng)各指標界限值

根據(jù)不同油價可以確定各單一指標界限，為考慮各項指標對調(diào)剖選井的綜合影響，將各指標界限乘以指標權(quán)重后求和作為評價界限(表4)。

表4 原油價格對應(yīng)綜合評價指標界限

根據(jù)表4可以將綜合評價指標分為5個等級，設(shè)綜合評價指標為X，則X≤0.200的井可在國際油價為4 010 元/t時進行調(diào)剖，0.200

2.4 評價指標隸屬度計算

指標隸屬度的確定是模糊綜合評判中重要的步驟，根據(jù)指標的不同，采用越大越優(yōu)型和越小越優(yōu)型2種隸屬函數(shù)進行描述。

(1) 越大越優(yōu)型：對于越大越優(yōu)型采用升半梯型分布求其隸屬度。

Ei=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中：Xi為評價指標原始數(shù)據(jù)；Ei為評價指標標準化對應(yīng)值；Xmin為單項因素的最小值；Xmax為單項因素的最大值。

(2) 越小越優(yōu)型：對于越小越優(yōu)型采用降半梯型分布求其隸屬度。

Ei=(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)

(3)

2.5 綜合評價指數(shù)確定

經(jīng)過模糊計算，各指標的綜合評判結(jié)果如下：

REI=∑aiEi

(4)

式中：REI為綜合評價指數(shù)；ai為評價指標權(quán)重。

3 實例計算

以榆樹林油田樹59-40井組為研究對象，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)資料利用上述方法計算篩選出需要進行調(diào)剖的井名和層位。

3.1 評價矩陣指標統(tǒng)計

榆樹林油田樹59-40井組各指標統(tǒng)計結(jié)果如表5所示。

表5 調(diào)剖指標統(tǒng)計

3.2 評判矩陣指標的隸屬度計算

將上述各指標按式(2)、(3)進行歸一化處理，得到各井指標隸屬度，如表6所示。其中，井的各項指標隸屬度值越高，說明該井所在處的非均質(zhì)性越強，注入水突破時間越早。

表6 各井指標隸屬度

3.3 各井綜合評價指數(shù)計算

利用式(4)計算區(qū)塊內(nèi)各井的綜合評價指數(shù)，如表7所示。井的綜合評價指數(shù)越高，說明調(diào)剖后獲得的收益越大，但在選擇調(diào)剖井時還需綜合考慮井間的砂體聯(lián)通情況。

表7 各井對應(yīng)綜合評價指數(shù)

3.4 調(diào)剖井層篩選

在綜合評價指數(shù)上限確定的基礎(chǔ)上，以國際油價為2 670 元/t時綜合評價指標界限為0.335，結(jié)合評價集選擇綜合評價指數(shù)大于0.335的注水井作為調(diào)剖井，選定的調(diào)剖井有Y57-40、Y57-42、Y59-40、Y60-44、Y61-43、Y61-45、Y63-43井，考慮到調(diào)剖井周圍剩余油分布情況與砂體連續(xù)性特征，Y61-43井與其他調(diào)剖井砂體連通較差，可不對其進行調(diào)剖；Y63-43井與其他5口調(diào)剖井距離過遠，無法實現(xiàn)整體調(diào)剖效果；Y59-42井與其他5口井砂體連通性較好，且這6口井在剩余油較多的主力層均有射孔。因此，對Y57-42、Y59-40、Y59-42、Y60-44、Y61-45、Y57-40這6口井進行調(diào)剖。劃分調(diào)剖井區(qū)如下，共6口調(diào)剖井和22口受效油井，見圖2中綠色圓點標注。

在篩選出調(diào)剖井的基礎(chǔ)上，逐井確定調(diào)剖層位。對于調(diào)剖層的篩選，應(yīng)將優(yōu)勢滲流通道所在層位以及受其影響的低滲層所組成的一組層位均選為調(diào)剖層，確定的調(diào)剖層位如表8所示。

圖2 調(diào)剖井區(qū)

3.5 實際應(yīng)用效果

對榆樹林油田樹59-40井組篩選出的6口注水井進行調(diào)剖措施，6口井的綜合評價指標及其連通油井調(diào)剖前后的效果如表9所示。

由表9可知，6口調(diào)剖井的綜合評價指標均大于0.335，對比綜合評價指標界限可知，調(diào)剖井對應(yīng)的6口連通油井在調(diào)剖后均能在國際油價為2 670 元/t時獲得經(jīng)濟效益。在進行調(diào)剖措施后，6口連通油井的日產(chǎn)油量分別提升了45.7%、10.0%、77.0%、16.2%、89.6%和2.4%，含水率分別降低20.6、7.3、21.2、10.4、34.1和1.2個百分點，每口井的每日平均收益分別提高2 130、1 540、2 770、2 210、4 610、190 元/d。該研究成果對油田的調(diào)剖選井工作具有重要的參考意義。

表8 調(diào)剖層位

表9 綜合評價指標與調(diào)剖前后的效果

4 結(jié) 論

(1) 從儲層靜態(tài)數(shù)據(jù)及層間非均質(zhì)性、注水井吸水剖面數(shù)據(jù)以及周圍油井生產(chǎn)動態(tài)角度篩選出了米視吸水指數(shù)、滲透率變異系數(shù)、吸水剖面、周圍油井平均含水率、周圍油井平均產(chǎn)液量5個主要影響因素作為調(diào)剖選井評價指標。

(2) 建立了模糊綜合評判經(jīng)濟模型，確定了評價指標矩陣；利用CMG軟件建立了區(qū)塊概念模型，利用數(shù)值模擬預(yù)測出5個評價因素在不同油價下的指標界限；確定了不同油價對應(yīng)的綜合評價指標界限即評價集，利用梯形分布法公式求得各評價因素的隸屬度，建立評價因素的權(quán)重體系，最終算出綜合評價指數(shù)。

(3) 以榆樹林油田樹59-40井組作為研究對象，根據(jù)目前油價2 670 元/t對應(yīng)綜合評價指標界限為0.335，結(jié)合調(diào)剖井間的砂體連通情況，最終確定適合調(diào)剖的井為Y57-40、Y57-42、Y59-40、Y59-42、Y60-44、Y61-45井，調(diào)剖層位為P152、P14、P161、P151、P13。在實際應(yīng)用效果中，所選調(diào)剖井對應(yīng)的6口連通油井的日產(chǎn)油量平均提升了41.66%，含水率整體下降15.8個百分點。