基于見效特征的調(diào)剖井組分類及差異化調(diào)整方法

劉廣為姜漢橋王 敏熊 偉陳付真

（1.中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京 102249；2.中國石油吉林油田扶余采油廠，吉林松原 138001）

基于見效特征的調(diào)剖井組分類及差異化調(diào)整方法

劉廣為1姜漢橋1王 敏1熊 偉2陳付真1

（1.中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院，北京 102249；2.中國石油吉林油田扶余采油廠，吉林松原 138001）

引用格式：劉廣為，姜漢橋，王敏，等. 基于見效特征的調(diào)剖井組分類及差異化調(diào)整方法［J］.石油鉆采工藝，2015，37（6）：90-93.

針對調(diào)剖后可能出現(xiàn)的吸水指數(shù)下降、含水率下降、產(chǎn)油量上升等多種現(xiàn)象，建立了可量化的調(diào)剖見效評價指標(biāo)體系。在此基礎(chǔ)上，采用模糊聚類理論，建立了調(diào)剖井組的多指標(biāo)評價分類方法。根據(jù)分類結(jié)果，對不同類型的調(diào)剖井組提出了差異化調(diào)整措施：調(diào)剖見效綜合評價較好的井組繼續(xù)使用該類調(diào)剖劑；綜合評價較差的井組，針對影響其評價結(jié)果的主要指標(biāo)，通過進(jìn)一步分析該類井組的區(qū)塊分布位置、物性參數(shù)和調(diào)剖注入?yún)?shù)特征，找出該類調(diào)剖劑適應(yīng)性較差的原因并調(diào)整調(diào)剖方案。應(yīng)用該方法對扶余油田某區(qū)塊16個調(diào)剖井組進(jìn)行了分類，并針對性地調(diào)整了效果較差井組的調(diào)剖方案，實(shí)施后平均單井增油472 t，調(diào)剖見效率81%。建立的調(diào)剖井組分類及差異化調(diào)整策略可以應(yīng)用到裂縫性油藏調(diào)剖效果評價，為后續(xù)調(diào)整措施的制定提供指導(dǎo)。

調(diào)剖；見效特征；井組分類；模糊聚類；差異化調(diào)整

調(diào)剖堵水是高含水期油藏常用的治水措施，但影響調(diào)剖效果因素很多，不同井組礦場應(yīng)用效果差異很大［1-3］。針對井組見效情況的不同，各調(diào)剖井組治理模式不同［4-8］。因此，根據(jù)調(diào)剖見效特征對井組進(jìn)行分類和評價是下一步開發(fā)調(diào)整的重要內(nèi)容。出于這種考慮，建立了調(diào)剖見效評價指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上提出了基于模糊數(shù)學(xué)方法的多評價指標(biāo)調(diào)剖井組分類方法，以及差異化調(diào)整策略。此方法在扶余油田某區(qū)塊得到實(shí)例應(yīng)用，調(diào)整增產(chǎn)效果明顯。

1　調(diào)剖見效評價指標(biāo)體系的建立

單因素調(diào)剖效果評價通常是各種關(guān)鍵因素（如增油量、吸水剖面變化等）的簡單羅列，這常會導(dǎo)致評價結(jié)果較為片面，甚至錯誤，不能全面正確反映調(diào)剖措施見效程度。相比于單指標(biāo)評價體系，多指標(biāo)評價體系能夠更加全面地表征調(diào)剖見效情況。井組實(shí)施調(diào)剖后，會出現(xiàn)吸水指數(shù)下降、產(chǎn)油量上升、含水率下降等現(xiàn)象，這些都可表征調(diào)剖的有效性?；谶@些可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，建立了可量化的油水井的見效特征評價指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1　調(diào)剖見效特征評價指標(biāo)體系

（1）無因次見效時間。調(diào)剖見效時間是指一個調(diào)剖井組內(nèi)從注入堵劑到油井含水率開始下降的時間。無因次見效時間即為見效時間除以注入井和生產(chǎn)井之間的距離。通常無因次見效時間越短，表明調(diào)剖效果越好。

（2）調(diào)剖有效期。調(diào)剖有效期是指從調(diào)剖開始見效到油井含水率恢復(fù)到調(diào)剖前水平所用的時間。調(diào)剖有效期越長，表明調(diào)剖效果越好。

（3）無因次增油量。通常來說增油量的計算方法主要有2種，一是產(chǎn)量遞減分析法，二是凈增油量法。本文采用后者計算增油量，進(jìn)而計算無因次增油量，即調(diào)剖有效期內(nèi)累計增油量和累計產(chǎn)油量的比值。它也是表征調(diào)剖見效最直接的參數(shù)。

式中，Qoi為調(diào)剖前的日產(chǎn)油量，m3/d；Qo為調(diào)剖后的日產(chǎn)油量，m3/d；t為調(diào)剖有效期，d。

（4）含水下降幅度。含水下降幅度是指調(diào)剖后含水率下降到最低點(diǎn)時的含水下降值和調(diào)剖前的含水率之比。含水下降幅度值越大，表明調(diào)剖后含水改善效果越好。

（5）單位含水增油率。單位含水增油率是指單位含水下降值下的日產(chǎn)油量升高幅度，是表征增油效果的重要指標(biāo)。單位含水增油率越大，說明調(diào)剖引起的增油效果越好，該指標(biāo)消除了因提液造成的增油影響。

式中，γo為單位含水增油率；ΔQo為調(diào)剖后日產(chǎn)油量升高幅度，m3/d；Δfw為從開始調(diào)剖到日產(chǎn)油量上升到最高值時的含水下降值，%。

（6）注入壓力上升幅度。注入壓力上升幅度是指調(diào)剖后水井的注入壓力和調(diào)剖前的比值。當(dāng)注入量變化不大時，注入壓力上升幅度越大，說明調(diào)剖封堵大孔道效果越明顯。

（7）比視吸水指數(shù)。比視吸水指數(shù)是指調(diào)剖后的視吸水指數(shù)和調(diào)剖前的視吸水指數(shù)之比。如果比視吸水指數(shù)小于1，說明調(diào)剖后儲層吸水能力下降。比視吸水指數(shù)越小，說明調(diào)剖劑的封堵效果越好。

2　調(diào)剖井組分類方法

以往的井組分類通常是根據(jù)某一常用分類指標(biāo)的界限值為主，人為參考其他指標(biāo)，得出分類結(jié)果。在多指標(biāo)情況下，這樣的分類很難科學(xué)、綜合地反映井組調(diào)剖見效差異。采用模糊聚類分析方法對調(diào)剖井組進(jìn)行分類，能夠使分類由單一指標(biāo)界限向多指標(biāo)綜合分析轉(zhuǎn)變，最大限度地按井組的近似程度分類，使井組的分類結(jié)果更加科學(xué)、合理、可信［9-13］。具體步驟如下。

（1）獲取數(shù)據(jù)。選取不同的調(diào)剖井組作為被分類的對象，記為論域（樣本）X=｛x1，x2，x3，…，xn｝，每個井組又由m個指標(biāo)表示其調(diào)剖效果，記為xi的觀測值ei=（xi1，xi2，…，xim），i=（1，2，…，m），于是可以得到原始數(shù)據(jù)矩陣A=（xij）n×m。

（2）數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。根據(jù)模糊矩陣的要求，一般將數(shù)據(jù)壓縮到區(qū)間［0，1］上，可采用最大值規(guī)格化方法實(shí)現(xiàn)：

（3）建立模糊相似關(guān)系。對于矩陣A=（xij）n×m，如果xi和xj的相似程度為rij=R（ei，ej），則稱之為相似系數(shù)。相似系數(shù)計算方法為

（4）合并法聚類和結(jié)果。合并法是一種根據(jù)研究對象的相似關(guān)系進(jìn)行分類的方法［14］，首先用平方法求出模糊相似矩陣R的傳遞閉包t（R），也就是所謂的模糊等價矩陣，然后由大到小取一組λ∈［0，1］，確定相應(yīng)的λ截距陣，則可將其分類。

3　差異化調(diào)整策略

上述調(diào)剖井組分類的依據(jù)是調(diào)剖見效程度的差異，其分類結(jié)果為后續(xù)開發(fā)調(diào)整工作指明了方向，有針對性地對不同類別井組進(jìn)行調(diào)整工作將大大提高調(diào)剖封竄效率。針對調(diào)剖見效綜合評價較好的井組，可進(jìn)一步采用該類調(diào)剖劑，進(jìn)行多輪次調(diào)剖；針對調(diào)剖見效綜合評價較差的井組，可以得出哪一項評價指標(biāo)是影響其評價結(jié)果較差的主要指標(biāo)，進(jìn)一步分析該類井組的區(qū)塊分布位置、物性參數(shù)和調(diào)剖注入?yún)?shù)特征，找出該類調(diào)剖劑適應(yīng)性較差的原因。

若使用相同的調(diào)剖劑及注入?yún)?shù)，不同調(diào)剖井組的見效差異仍比較大，則很可能是由于不同井組的非均質(zhì)程度不同、竄流通道發(fā)育級別不同引起的。若調(diào)剖見效綜合評價結(jié)果較差的井組調(diào)剖有效期普遍較短，注入壓力上升幅度較小，而無因次增油量無明顯差異，則很可能是堵劑封堵強(qiáng)度過低，導(dǎo)致調(diào)剖不能有效封堵特大孔道或裂縫，那么可以在可注入性允許的條件下盡量選取強(qiáng)度較高的堵劑［15］。若調(diào)剖見效綜合評價結(jié)果較差的井組平均無因次增油量明顯偏低，則可考慮更換堵劑類型。

4　礦場應(yīng)用及效果分析

此方法在扶余油田某區(qū)塊得到應(yīng)用。該區(qū)16個調(diào)剖井組均采用了凝膠調(diào)剖體系，但不同井組調(diào)剖效果差異很大。16個井組單元調(diào)剖見效指標(biāo)計算結(jié)果見表1。

表1　井組單元聚類分析指標(biāo)參數(shù)表

應(yīng)用上述方法將調(diào)剖井組分為兩類，效果較好的Ⅰ類井組有1、3、4、5、7、8、9、11、14井組，效果較差的Ⅱ類井組有2、6、10、12、13、15、16井組。Ⅱ類井組平均調(diào)剖有效期為14.56月，比Ⅰ類井組少36%；平均注入壓力上升幅度為1.07，比Ⅰ類井組低27%，但無因次增油量和單位含水增油率等無明顯差異。進(jìn)一步分析這兩類井組的儲層特征，發(fā)現(xiàn)相比于Ⅰ類井組，Ⅱ類井組所在區(qū)域平面非均質(zhì)性更強(qiáng)，裂縫發(fā)育更為嚴(yán)重。分析認(rèn)為凝膠類調(diào)剖劑對大規(guī)模裂縫發(fā)育區(qū)適應(yīng)性較差是導(dǎo)致Ⅱ類井組調(diào)剖效果較差的主要原因。對Ⅱ類井組進(jìn)行二輪調(diào)剖，改用高強(qiáng)度的瀝青顆粒調(diào)剖劑，以增強(qiáng)對裂縫的封堵能力。調(diào)剖劑的注入采取動態(tài)調(diào)整的原則，根據(jù)地層注入壓力變化情況，調(diào)整顆粒直徑。依據(jù)分類結(jié)果的調(diào)整方案增產(chǎn)效果明顯，平均單井增油量（凈增油量）為472 t，二輪調(diào)剖見效率81%。

5　結(jié)論

（1）建立了7項可量化的調(diào)剖見效評價指標(biāo)體系，為調(diào)剖效果評價和井組的分類奠定了基礎(chǔ)。

（2）針對裂縫性油藏中普遍存在的不同井組調(diào)剖效果差異大的問題，提出了基于調(diào)剖見效特征的調(diào)剖井組分類方法。從調(diào)剖效果出發(fā)，對調(diào)剖井組單元進(jìn)行分類評價，為下一步開發(fā)調(diào)整指明了方向。

（3）該方法在扶余油田某區(qū)塊進(jìn)行了礦場應(yīng)用，根據(jù)調(diào)剖見效分類結(jié)果的調(diào)整措施效果明顯，平均單井增油472 t，見效率81%。

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（修改稿收到日期 2015-10-15）

〔編輯 朱 偉〕

Classifcation and differentiation adjustment methods for profle control well groups based on effective features

LIU Guangwei1，JIANG Hanqiao1，WANG Min1，XIONG Wei2，CHEN Fuzhen1
（1. Petroleum Engineering College，China Uniνersity of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China；2. Fuyu Oil Production Plant of Jilin Oilfield，CNPC，Songyuan 138001，China）

Aiming at the phenomena which may occur after profile control，such as decrease in water injectivity index，decrease in water content and increase in oil production，the profile control effective evaluation indicator system which can be quantized is established. On this basis，the multi-indicator evaluation & classification method for profile control well groups is established by using the fuzzy clustering theory. In light of the result of classification，the differentiation adjustment measures are brought forth for different types of profile control well groups: this type of profile control agent is continuously used for the well groups with good comprehensive assessment of profile control effect； for the well groups with poor comprehensive assessment，based on the main indicators affecting the assessment result，by further analyzing the distributive location，physical property parameter and profile-control injection parameter characteristic of this block，this reason of poor adaptability of this type of profile control agent is found and the profile control plan is adjusted. Such method has been used to classify 16 profile control well groups in a block of Fuyu Oilfield，the profile control program for well groups with poor effect has been adjusted，and thereafter，the oil production per well has increased by 472 t in average，with the effect rate of profile control reaching 81%. The established classification and differentiation adjustment strategy for profile control well group may be used to evaluate the profile control effect of fractured reservoir，and can provide the guidance for subsequent formulation of adjustment measures.

profile control； effective features； well group classification； fuzzy clustering； differentiation adjustment

TE357.6

A

1000-7393（ 2015 ） 06-0090-04 doi:10.13639/j.odpt.2015.06.023

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”子課題（編號：2011ZX05024-004）。

劉廣為，1989年生。中國石油大學(xué)（北京）在讀博士研究生，研究方向?yàn)橛吞镩_發(fā)調(diào)整和三次采油技術(shù)。E-mail：394145675 @qq.com。