汽驅(qū)油藏適應(yīng)性研究

劉欣，張莉娜

（中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東青島266555）

汽驅(qū)油藏適應(yīng)性研究

劉欣，張莉娜

（中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東青島266555）

汽驅(qū)油藏是多因素、多參數(shù)控制的系統(tǒng)，在篩選適合汽驅(qū)的稠油油藏時，需要評價可量化因素的權(quán)重，甄別其重要程度，為建立合理有效的油藏篩選評價體系提供依據(jù)。將模糊綜合評價方法和生產(chǎn)實際相結(jié)合，在層次分析法基礎(chǔ)上利用效果評價的思路修正現(xiàn)有權(quán)重集，從而建立較為精確的地質(zhì)參數(shù)模糊評價模型。并將該模型應(yīng)用于克拉瑪依油田某區(qū)，確定首批轉(zhuǎn)驅(qū)井組，成功實現(xiàn)了汽驅(qū)油藏篩選的定量、定性評價。

汽驅(qū)；模糊綜合評價；權(quán)重集；數(shù)值模擬

1996年Daniel Diaz[1]首次提出利用篩選指標的權(quán)重集乘以其適宜度矩陣，對油藏進行綜合評價。2001年趙西萍等應(yīng)用多級模糊綜合評價方法，指導(dǎo)油藏的經(jīng)營決策[2]，2007年應(yīng)用突變理論建立突變模糊隸屬函數(shù)，對蒸汽驅(qū)油藏建立了加權(quán)模糊評價運算模型[3-4]，2012年對篩選指標進行了邏輯分析和相關(guān)性分析，建立稠油熱采開發(fā)效果評價的模糊綜合評價模型[5]。這些研究存在的共同問題是：關(guān)于權(quán)重的確定多采用統(tǒng)計法、專家打分法、層次分析法、模糊關(guān)系方程求解法等，具有較強的主觀性和多解性。

根據(jù)前人研究，通過層次分析法確定權(quán)重，再利用實際生產(chǎn)效果對權(quán)重進行修正，使模糊評判效果更加客觀合理。

1 模糊評價模型的建立

1.1 模型建立思路

根據(jù)克拉瑪依油田某區(qū)的油藏情況建立概念模型，得到6個主要地質(zhì)因素（有效厚度、滲透率、φ·So、凈毛比、縱向變異系數(shù)、轉(zhuǎn)驅(qū)前的原油黏度）的隸屬度分布函數(shù)，利用層次分析法得到模糊權(quán)重集；構(gòu)建完整的模糊評價模型，得到模糊評價得分。接下來需要通過分析評分是否合適，驗證權(quán)重集的合理性并加以修正。選取該區(qū)一井組（該井組具有任意性，只用做擬合評分結(jié)果），根據(jù)實際汽驅(qū)效果與模糊綜合評價模型所得評分進行對比。若二者一致，則權(quán)重集具有代表性，符合本區(qū)實際情況；反之，根據(jù)曲線異常點，微調(diào)權(quán)重集，直至數(shù)值模擬結(jié)果和模糊評價結(jié)果變化一致，流程見圖1。

圖1 模糊綜合評價方法流程Fig.1Flow of uzzy synthetic appraisal method

1.2 指標體系的確定

根據(jù)新疆油區(qū)汽驅(qū)先導(dǎo)試驗和概念模型敏感性因素分析，得出較為關(guān)心的且對開發(fā)效果影響較大的參數(shù)有6個：有效厚度、滲透率、φ·So、凈毛比、縱向變異系數(shù)、原油黏度。參數(shù)的多少可根據(jù)實際情況增加或是減少，有效參數(shù)越多，評價體系越完善，但相應(yīng)的工作量也會增多。

式中：ui為影響因素（變量）；n為篩選指標個數(shù)；DQ為蒸汽驅(qū)累計增油量。

采用CMG中STARS模塊建立概念模型，確定各指標的分布情況。將油藏儲層近似為均質(zhì)儲層，注氣井和生產(chǎn)井按照五點井網(wǎng)布置。設(shè)置模型參數(shù)為：模型大小100 m×100 m×20 m，網(wǎng)格數(shù)10×10×4= 400個，埋深290 m，原始油藏溫度為20℃，平均孔隙度30%。平均滲透率1 200×10-3μm2，含油飽和度75%。注汽速度80 m3/d，注汽溫度260℃。

根據(jù)數(shù)值模擬得到關(guān)于各個參數(shù)的基本認識后，建立基礎(chǔ)的線性型和梯形型隸屬度函數(shù)模型，即確定各個隸屬函數(shù)的分布類型。針對石油行業(yè)數(shù)據(jù)的特殊性，在滿足系統(tǒng)性、簡易性、可行性、定性和定量相結(jié)合的原則下，依據(jù)概念模型汽驅(qū)增油量（控制變量法）為隸屬函數(shù)確定依據(jù)，對不適合轉(zhuǎn)汽驅(qū)的井以相對優(yōu)劣程度在[0，1]區(qū)間上進行打分，確定隸屬函數(shù)各個拐點。

為確保打分合理有效，對所選井的地質(zhì)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計類比，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出所有評價井的分數(shù)分布，來調(diào)節(jié)各個參數(shù)拐點情況，使得分數(shù)分布盡量趨于擬正態(tài)分布（正常情況下，井的各項數(shù)據(jù)分布應(yīng)符合擬正態(tài)分布）。圖2即為調(diào)節(jié)后的各個參數(shù)的隸屬度函數(shù)。

輸入每口井各參數(shù)矩陣，根據(jù)隸屬度函數(shù)進行歸一化處理，即可得到這6個因素的模糊評價矩陣R。其中行數(shù)n表示n個篩選指標，列數(shù)m表示m口井。

1.3 指標權(quán)重的求取及修正

權(quán)重代表各篩選指標對評價結(jié)果的重要程度，xi數(shù)值越大，說明該指標越重要。

1.3.1 層次分析法求權(quán)重

1.3.2 利用汽驅(qū)先導(dǎo)試驗修正權(quán)重

選取該油田蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗區(qū)具有代表性的6口井，根據(jù)實際汽驅(qū)開發(fā)效果，對計算權(quán)重值進行修正。從圖3的擬合曲線中，可以明顯看出部分井的評分（如井DF131）與實際汽驅(qū)效果存在一定差異，單獨分析這些異常井點的實際地質(zhì)參數(shù)，對權(quán)重集進行微調(diào)整。

圖2 各篩選指標對應(yīng)的模糊分布函數(shù)Fig.2Fuzzy distribution function corresponding to each screening index

表1 篩選指標的比較矩陣Table 1Comparison matrix of screening index

圖3 油藏實際開發(fā)效果與評分結(jié)果擬合曲線Fig.3Fitting curves of actual reservoir development effects and scoring results

以井DF131為例，分析井DF131原油黏度等參數(shù)均在最佳范圍區(qū)間附近，有效厚度是在最佳范圍內(nèi)，只有滲透率略高最佳范圍。由擬合曲線知該井的評分偏低，分析原因：滲透率的權(quán)重微高、有效厚度的權(quán)重微低。多次微調(diào)層次分析法中的比較矩陣，當(dāng)權(quán)重集為X=（0.223，0.307，0.074，0.046，0.187，0.163）時，擬合情況理想，說明該權(quán)重集可以較好地反映油藏開發(fā)潛力。

1.4 評價體系表

用VB或Matlab語言編程，輸入克拉瑪依某區(qū)汽驅(qū)候選油藏內(nèi)每口井地質(zhì)參數(shù)，可直接進行模糊變換（本文采用矩陣乘法X·R），求出全區(qū)每口井的評分結(jié)果，評分越高代表該井當(dāng)前時間越適合轉(zhuǎn)驅(qū)（表2）。

2 實例應(yīng)用

對克拉瑪依某區(qū)，將模糊評價模型加以應(yīng)用，目的是為了驗證修正過的模型可行性與可靠性。試驗區(qū)井?dāng)?shù)共423口，利用該模型確定的首批汽驅(qū)井組15個，目前已進行了1年的汽驅(qū)開發(fā)，生產(chǎn)穩(wěn)定，其生產(chǎn)效果與評價模型的評價結(jié)果基本一致。由此可見，本文所修正的模糊綜合評價模型在進行油藏篩選時合理可靠，將模糊方法進行了量化，可以更加準確地反映汽驅(qū)候選油藏的開發(fā)潛力。

表2 克拉瑪依某區(qū)汽驅(qū)候選油藏某井組汽驅(qū)效果及評分Table 2Steam flooding effect and ratings of some well group of steam drive reservoir in some district of Karamay

3 結(jié)論

1）采用層次分析法和數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合的方法，綜合了多個開發(fā)指標，建立較為準確的模糊評價模型，可以真實反映油藏實際情況，降低汽驅(qū)候選油藏篩選的風(fēng)險系數(shù)。

2）本方法消除了模糊函數(shù)、權(quán)重傳統(tǒng)確定方法中的主觀因素，利用數(shù)學(xué)方法、擬合原理對其進行了客觀、合理的驗證。

3）所選取的評價指標依據(jù)對油藏汽驅(qū)開發(fā)效果的影響程度，所提出的評價標準符合油藏各參數(shù)實際分布，建立的模型簡單易操作。

4）本方法可以推廣到其他蒸汽驅(qū)候選油藏，具有一定的應(yīng)用價值和推廣前景。

[1]Daniel Diaz.Screening criteria for application of carbon dioxide miscible displacement in water flooded reservoirs containing light oil[C].SPE/doe 35431.1996:21-24.

[2]趙西萍，劉玲，高靜樂.模糊綜合評價法在區(qū)塊油藏經(jīng)營決策中的應(yīng)用[J].西安石油學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2001，10（2）：27-31.

[3]師俊鋒，吳曉東，竺彪.稠油油藏動用順序決策中的復(fù)雜性問題研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報，2007，29（5）：137-140.

[4]高海紅，程林松，趙梅，等.稠油油藏蒸汽驅(qū)篩選的模糊綜合評判[J].西南石油大學(xué)學(xué)報，2007，29（3）：53-56.

[5]杜殿發(fā)，王青，師耀利，等.稠油熱采開發(fā)效果的模糊綜合評價模型[J].新疆石油地質(zhì)，2012，33（3）：331-333.

（編輯：嚴駿）

Study on adaptability of steam flooding reservoir

Liu Xin and Zhang Lina
(School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong 266555,China)

Steam flooding reservoir is a system controlled by multi-factors and multi-parameters.When screening heavy oil reser?voir suitable for steam flooding,it’s crucial to evaluate the weight of quantifiable factors and determine its importance,which will help to forecast the effects of steam flooding and complete economic evaluation work.Combined the fuzzy comprehensive evalua?tion method with the actual production and on the basis of the analytic hierarchy process,a more accurate fuzzy evaluation model of geological parameters was established by correcting existing weight set.The model was applied in some district of Karamay oil field.The first well groups applied steam flooding were determined.The quantitative and qualitative evaluation of the screening work were realized successfully

steam flooding,fuzzy comprehensive evaluation method,weight set,numerical simulation

TE357.4

A

2014-11-24。

劉欣（1989—），男，在讀碩士研究生，油氣藏開發(fā)、數(shù)值模擬研究。