基于生產(chǎn)實(shí)際的大孔道模糊識別模型及評價體系研究

賈云林 王 冰 劉月田 涂 彬 吳清輝

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中國石油大學(xué)石油工程學(xué)院，北京 102249；3.中海油能源發(fā)展有限公司鉆采工程研究院，天津 300452）

基于生產(chǎn)實(shí)際的大孔道模糊識別模型及評價體系研究

賈云林1王 冰2劉月田2涂 彬2吳清輝3

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中國石油大學(xué)石油工程學(xué)院，北京 102249；3.中海油能源發(fā)展有限公司鉆采工程研究院，天津 300452）

利用模糊綜合評判法識別大孔道具有經(jīng)濟(jì)適用、簡捷快速的優(yōu)勢，但是其指標(biāo)的選取及評價體系的建立會直接影響識別結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜合考慮油藏特點(diǎn)及資料的可獲取程度，優(yōu)選9種影響大孔道形成的靜態(tài)指標(biāo)與9種表征大孔道形成的動態(tài)指標(biāo)，并充分利用油藏實(shí)際數(shù)據(jù)確定各指標(biāo)的界限，建立了基于生產(chǎn)實(shí)際的大孔道模糊識別模型及其評價體系。通過對比大孔道模糊識別模型的識別結(jié)果與示蹤劑解釋結(jié)果，發(fā)現(xiàn)符合率大于80%，說明建立的方法體系可靠程度高、適用性好。

大孔道識別；評價體系；模糊綜合評判

疏松砂巖油藏注水開發(fā)后期，油水井間易形成水流優(yōu)勢通道甚至大孔道，導(dǎo)致儲層吸水能力不均、水驅(qū)動用程度偏低［1-8］。調(diào)驅(qū)工藝是改善、均衡各油層吸水能力，提高水驅(qū)開發(fā)效果的有效手段。大孔道識別技術(shù)研究可定性判定大孔道存在與否，為調(diào)剖、調(diào)驅(qū)措施工藝方案設(shè)計和優(yōu)化提供技術(shù)支持，確保措施成功率和效果。

目前國內(nèi)識別大孔道的方法主要有示蹤劑測試、試井解釋、生產(chǎn)動態(tài)分析及模糊綜合評判方法［9-10］。其中示蹤劑測試結(jié)果可準(zhǔn)確識別大孔道，但成本較高；現(xiàn)有試井解釋方法識別大孔道模型均基于水平、等厚、各向同性的理想模型，與實(shí)際地層有一定差距，因此識別結(jié)果的準(zhǔn)確性不高，方法的適用性不強(qiáng)；動態(tài)分析法識別大孔道受主觀因素影響較大，經(jīng)驗(yàn)豐富者識別準(zhǔn)確性相對較高，但是動態(tài)分析經(jīng)驗(yàn)不足者識別準(zhǔn)確性相對較低；模糊綜合評判法可綜合考慮多種影響因素對大孔道進(jìn)行識別，與其他方法相比具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡捷快速的優(yōu)點(diǎn)，但是模糊綜合評判模型及評價體系會直接影響大孔道識別準(zhǔn)確性。

1 大孔道形成后油水井生產(chǎn)動態(tài)特征

儲層形成大孔道后，儲層物性、電性特征及油水井生產(chǎn)動態(tài)特征均發(fā)生明顯的變化，由于生產(chǎn)動態(tài)特征可反映儲層的物性變化且生產(chǎn)資料在實(shí)際生產(chǎn)中極易取得，因此筆者主要研究大孔道形成后的動態(tài)特征，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行大孔道識別。

儲層形成大孔道后，儲層非均質(zhì)性明顯增強(qiáng)，縱向滲流矛盾突出，注入水沿大孔道所在層位突進(jìn)，使大孔道所在層位孔隙度、滲透率明顯增加，油水井動態(tài)特征出現(xiàn)明顯的變化。對渤海某油田區(qū)塊進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，儲層發(fā)育大孔道后，油水井生產(chǎn)動態(tài)具有如下特征：①油井含水率上升快；②吸水剖面表現(xiàn)出單層突進(jìn)；③油井產(chǎn)液量對水井注水量變化有明顯的響應(yīng)；④水井井底壓力下降，油井井底壓力上升；⑤水井的吸水指數(shù)上升，油井采液指數(shù)上升；⑥井組注采比偏大易形成大孔道。

2 大孔道模糊識別模型及評價體系的建立

結(jié)合區(qū)塊開發(fā)實(shí)際及資料的可獲取程度，采用模糊綜合評判法，建立3級評判指標(biāo)體系。第1級評判指標(biāo)是目標(biāo)層，即評判的目標(biāo)是識別大孔道是否存在；第2級評判指標(biāo)是準(zhǔn)則層，即將目標(biāo)層分為動態(tài)因素和靜態(tài)因素；第3級評判指標(biāo)是指標(biāo)層，即各單項(xiàng)指標(biāo)。綜合考慮到油藏的實(shí)際特點(diǎn)及資料的可獲取程度，優(yōu)選出評判指標(biāo)體系中的9項(xiàng)靜態(tài)地質(zhì)因素指標(biāo)和9項(xiàng)開發(fā)動態(tài)因素指標(biāo)，并以油藏實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)確定指標(biāo)界限。

2.1 靜態(tài)指標(biāo)選取及指標(biāo)界限確定

根據(jù)大量文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果［11-12］，選取9種影響大孔道形成的典型靜態(tài)因素，并根據(jù)某油藏區(qū)塊實(shí)際情況，確定靜態(tài)指標(biāo)界限，見表1。

表1 靜態(tài)指標(biāo)選取及指標(biāo)界限

2.2 動態(tài)指標(biāo)選取及指標(biāo)界限確定

生產(chǎn)動態(tài)關(guān)聯(lián)系數(shù)是表征油、水井生產(chǎn)動態(tài)相關(guān)性大小的指標(biāo)，可根據(jù)不同時間油井采液指數(shù)與水井視吸水指數(shù)的相關(guān)性判斷注水井和生產(chǎn)井的連通情況，關(guān)聯(lián)系數(shù)越大表明油水井之間連通性越好；測井系列異常程度為最大吸水百分?jǐn)?shù)除最小吸水百分?jǐn)?shù)（非零），它可以直觀反映層間吸水量差異程度；累積出砂量是大孔道發(fā)育程度最直觀的反映，累積出砂量越多，大孔道發(fā)育的可能性越大；含水上升速度為生產(chǎn)歷史中自投產(chǎn)至最高含水率值過程中，平均每年含水上升幅度；井組累積注采比為井組水井累積注入量與油井累積產(chǎn)液量之比，累積注采比過大易導(dǎo)致油井水淹；視吸水指數(shù)上升幅度為對應(yīng)油井含水率最大時水井平均視吸水指數(shù)與初期視吸水指數(shù)之差；產(chǎn)液指數(shù)上升幅度為油井含水率最大時平均視產(chǎn)液指數(shù)與初期平均視產(chǎn)液指數(shù)之差；注采壓差下降幅度為油井含水率最大時平均注采壓差與初期平均注采壓差之差；含水率最大值是大孔道發(fā)育程度的直接反映，定義為含水率最大時前后各2月內(nèi)平均含水率。

根據(jù)SZ36-1區(qū)塊生產(chǎn)實(shí)際，選取9種影響大孔道形成的典型動態(tài)因素，并確定動態(tài)指標(biāo)界限，見表2。

表2 動態(tài)指標(biāo)選取及指標(biāo)界限

2.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，主要步驟為：首先建立層次結(jié)構(gòu)模型，將準(zhǔn)則層定為靜態(tài)地質(zhì)因素和動態(tài)開發(fā)因素，然后對下邊的各靜態(tài)、動態(tài)因素重要性進(jìn)行判斷，用九標(biāo)度法給出定量化判斷值，這樣就構(gòu)造了一個判別矩陣，最后通過求解該矩陣得出各指標(biāo)因素的權(quán)重值。具體的操作步驟如下：

2.3.1 層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 將準(zhǔn)則層定為靜態(tài)地質(zhì)因素和動態(tài)開發(fā)因素，將選取的9個動態(tài)指標(biāo)與9個靜態(tài)指標(biāo)作為指標(biāo)層，建立層次結(jié)構(gòu)模型（圖1）。

圖1 大孔道識別層次結(jié)構(gòu)

2.3.2 判別矩陣的建立與權(quán)重計算 對準(zhǔn)則層的靜態(tài)和動態(tài)因素以及指標(biāo)層的各因素重要性進(jìn)行比較判斷，用九標(biāo)度法將判斷值用矩陣的形式表示出來，即得到判別矩陣，然后采用方根法計算各指標(biāo)權(quán)重值。準(zhǔn)則層各指標(biāo)判別矩陣及權(quán)重見表3，靜態(tài)指標(biāo)判斷矩陣及其權(quán)重見表4，動態(tài)指標(biāo)判斷矩陣及其權(quán)重見表5。

表3 結(jié)構(gòu)模型第1層地質(zhì)和開發(fā)動態(tài)指標(biāo)權(quán)重

表4 靜態(tài)地質(zhì)指標(biāo)判別矩陣及其權(quán)重

表5 動態(tài)開發(fā)指標(biāo)判別矩陣及其權(quán)重

2.3.3 缺少資料時指標(biāo)權(quán)重的處理 現(xiàn)場資料不全時，需要采用動態(tài)的方法處理指標(biāo)權(quán)重。先將資料缺少的因素權(quán)重值賦為0，然后再將所有因素的權(quán)重值累加，將各因素的權(quán)重值除以權(quán)重值的累加值，以此作為各因素指標(biāo)的實(shí)際權(quán)重值。

2.4 大孔道模糊識別模型及評價體系

2.4.1 大孔道模糊識別模型 大孔道的動態(tài)判度：是將各動態(tài)因素指標(biāo)值FDi和其權(quán)重值ωDi乘積并累加，其累加值記作FD；大孔道的靜態(tài)判度：將各靜態(tài)因素指標(biāo)值FJi和其權(quán)重值ωJi相乘的累加值記作FJ

（1）

（2）

大孔道的綜合判度FZ：將大孔道的動態(tài)判度FD和靜態(tài)判度FJ分別和其權(quán)重值ωD和ωJ相乘再求和，表達(dá)式如下

2.4.2 大孔道模糊識別模型的評價體系

（1）大孔道識別評判標(biāo)準(zhǔn)。若靜態(tài)判度FJ＜0.3：當(dāng)大孔道的綜合判度Fz＜0.45時，表示未發(fā)育大孔道；當(dāng)大孔道的綜合判度0.45≤Fz＜0.65時，表示存在高滲透條帶；當(dāng)大孔道的綜合判度0.65≤Fz＜1時，表示存在裂縫。若靜態(tài)判度FJ≥0.3：當(dāng)大孔道的綜合判度Fz＜0.45時，表示未發(fā)育大孔道；當(dāng)大孔道的綜合判度0.45≤Fz＜0.65時，表示存在高滲透條帶；③當(dāng)大孔道的綜合判度0.65≤Fz＜1時，表示存在大孔道。

（2）判別類型。通過上述評判標(biāo)準(zhǔn)，可以將不同靜態(tài)地質(zhì)條件和動態(tài)開發(fā)指標(biāo)下的大孔道的發(fā)展?fàn)顩r劃分為4種類型：未發(fā)育大孔道；存在高滲透條帶；存在裂縫；存在大孔道。

3 適用性評價

根據(jù) SZ36-1區(qū)塊區(qū)塊 4個井組（J3、A2、A8、A13）動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)及生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)，計算各動態(tài)、靜態(tài)指標(biāo)，計算井組內(nèi)各油水井井對的靜態(tài)判度、動態(tài)判度、綜合判度，用模糊綜合評判模型對SZ36-1區(qū)塊4個井組進(jìn)行大孔道識別。評價結(jié)果見表6。

表6 大孔道識別模糊綜合評判模型在SZ36-1區(qū)塊的適用性評價結(jié)果

從表6可以看出，大孔道識別模糊綜合評判模型得到的大孔道識別結(jié)論和示蹤劑測試得到的結(jié)論相比，符合率為85%，說明大孔道識別模糊綜合評判模型在SZ36-1區(qū)塊可以應(yīng)用，且適用性較好。

4 結(jié)論

（1）綜合考慮到油藏的實(shí)際特點(diǎn)及資料的可獲取程度，優(yōu)選出評判指標(biāo)體系中的9項(xiàng)靜態(tài)地質(zhì)因素指標(biāo)和9項(xiàng)開發(fā)動態(tài)因素指標(biāo)作為大孔道模糊識別模型的評判指標(biāo)，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定了各指標(biāo)界限。

（2）建立大孔道模糊識別模型及其評價體系，對SZ36-1區(qū)塊4個井組大孔道的存在性進(jìn)行判別，識別結(jié)論和示蹤劑測試結(jié)果符合率為85%，說明大孔道模糊識別模型在SZ36-1區(qū)塊的適用性較好。

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（修改稿收到日期 2013-08-27）

Research on high-capacity channel fuzzy recognition model and evaluation system based on actual production situation

JIA Yunlin1, WANG Bing2, LIU Yuetian2, TU Bin2, WU Qinghui3
（1. Tianjin Branch of CNOOC,Tianjin300452,China; 2. College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing102249,China;3.CNOOC Energy Technology&Services-Oilfield Engineering Research Institute,Tianjin300452,China）

It’s economical and simple to use Fuzz Comprehensive Evaluation Method to recognize big channels, but the selected index and established evaluation system will directly affect the accuracy of results. According to the actual reservoir characteristics and the data availability, 9 static indexes that affect the form of big channels and 9 dynamic indexes that represent the form of big channels are selected as indexes of this fuzz model in this paper. And then selected indexes limits are determined based on the actual reservoir data. With the selected indexes and limits, fuzz pattern recognition model and evaluation system based on actual production situation are established. By comparing the results of fuzz recognition model and tracer interpretation, it figures out that the coincidence rate is up to 80%, and which mean the applicability and reliability of method established in this paper is very well.

high-capacity channel recognition; evaluation system; fuzz comprehensive evaluation

賈云林，王冰，劉月田，等.基于生產(chǎn)實(shí)際的大孔道模糊識別模型及評價體系研究［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（5）：88-91.

TE343

：A

1000–7393（2013） 05–0088–04

賈云林，1974年生。1999年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院，獲碩士學(xué)位，長期從事油氣田開發(fā)與開采技術(shù)管理工作，工程師。

〔編輯 付麗霞〕