利用模糊綜合評(píng)判法評(píng)價(jià)水井分層注水效果

趙春森 王光杰 盧亞濤 等

摘 要：對(duì)水井分層注水進(jìn)行評(píng)價(jià)，可直觀體現(xiàn)出注水井分層注水前后的效果，為此針對(duì)各因素對(duì)水井井組影響的不確定性，建立了一套適用于井組評(píng)價(jià)的定量化方法。在對(duì)井組進(jìn)行注水效果評(píng)價(jià)之前，對(duì)現(xiàn)有各井做出評(píng)價(jià)，并利用模糊綜合評(píng)判的方法計(jì)算出井組綜合評(píng)價(jià)系數(shù)來(lái)評(píng)判各個(gè)井組的性質(zhì)。結(jié)合普17斷塊的實(shí)際地質(zhì)和開(kāi)發(fā)狀況，根據(jù)計(jì)算得出的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)E2，找出E2值與注水效果的遞增關(guān)系，通過(guò)綜合系數(shù)E2值評(píng)價(jià)出各井組注水效果的優(yōu)劣，既可以評(píng)價(jià)井組分層注水是否合理。

關(guān) 鍵 詞：分層注水；量化方法；效果評(píng)價(jià)；模糊綜合評(píng)判

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2016）03-0561-03

Abstract： Effect evaluation of the separate layer water injection can directly reflect the effect of injection wells before and after the separated layer water injection. Considering the uncertain impacts on injection well arrays， a set of appropriate quantitative method was established for evaluation of well arrays. Prior to the efficient evaluation of water injection well arrays， existing wells were first evaluated， then the fuzzy comprehensive evaluation method was used to calculate comprehensive evaluation coefficient of well arrays to judge the nature of every well array. Combined with the actual geological and development conditions of Pu17fault， comprehensive evaluation coefficient E2 value was obtained， the incremental relationship between E2 values and water injection effect was determined， the effect of water injection well array was evaluated to determine whether separated layer water injection was reasonable or not.

Key words： Separated layer water injection； Quantitative method； Effectiveness evaluation； Fuzzy comprehensive evaluation

目前，X油田的開(kāi)發(fā)已進(jìn)入中高含水階段。該油田開(kāi)發(fā)中存在的主要問(wèn)題是剩余可采儲(chǔ)量逐漸減少，油田含水上升速度進(jìn)一步加快，綜合治理難度越來(lái)越大，實(shí)施效果逐漸變差。因此，要進(jìn)一步改善水驅(qū)效果，必須采取科學(xué)有效的措施來(lái)提高水驅(qū)采收率。在提高采收率措施實(shí)施之前，需要對(duì)各油藏進(jìn)行井況評(píng)價(jià)及層段細(xì)分調(diào)整，并對(duì)水井分層注水進(jìn)行評(píng)價(jià)，為接下來(lái)的層段注水措施調(diào)整等工作指明方向，為油田今后的規(guī)劃、部署及調(diào)整挖潛提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)水驅(qū)油田經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)[1]。

1 水井分注效果評(píng)價(jià)指標(biāo)

結(jié)合普17斷塊的實(shí)際地質(zhì)和開(kāi)發(fā)狀況，我們考慮了三個(gè)影響因素，作為評(píng)價(jià)注水井組分注效果的指標(biāo)。

（1）油井増油量。水井周圍油井在注水井進(jìn)行分層注水前后的產(chǎn)油量的增高可有效體現(xiàn)出分層注水的效果。

（2）水井吸水比例。注水井的吸水比例反映了地層的吸水能力，通過(guò)吸水比例資料可了解注入水的縱向分布。

（3）水驅(qū)動(dòng)用程度。水驅(qū)動(dòng)用程度是直接影響采油速度、含水上升率、水驅(qū)采收率等的重要因素，研究各類油層水驅(qū)動(dòng)用程度是油田調(diào)整挖潛的主要依據(jù)。

2 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)對(duì)油井增油量、水井吸水比例、水驅(qū)動(dòng)用程度這三個(gè)因素進(jìn)行兩兩比較，得到判斷矩陣P。

利用層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。進(jìn)而得到以上各因素的權(quán)重值為W=[0.163，0.297，0.54]。

3 模糊綜合評(píng)判法確定井組性質(zhì)

在確定了各個(gè)因素的權(quán)重值后，利用模糊綜合評(píng)判方法計(jì)算出反映井組性質(zhì)的各個(gè)井組的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)值（E2），最后通過(guò)適宜度判斷出各井組性質(zhì)[2-4]。

3.1 模糊綜合法基本原理

3.1.1 建立因素集

因素集是影響評(píng)判對(duì)象的各種因素為元素所組成的一個(gè)普通集合。通常用大寫字母U表示，即

各元素 即代表各個(gè)影響因素，這些因素都具有不同程度的模糊性。評(píng)判水井小層性質(zhì)時(shí)，油井增油量、吸水比例、水驅(qū)動(dòng)用程度等影響因素即為因素集。

有m個(gè)樣本需要分類，記為：

這樣，樣本集可用一個(gè)描述事物特征的模糊矩陣來(lái)確定，記為：

3.1.2 效用函數(shù)的計(jì)算

利用效用函數(shù)的處理方法對(duì)描述事物的特征值規(guī)格化[5]。使用的處理方法為：

（1）越大越優(yōu)型指標(biāo)，其效用函數(shù)的計(jì)算公式為：

（1）

（2）越小越優(yōu)型指標(biāo)，其效用函數(shù)的計(jì)算公式為：

（2）

—表示第i個(gè)特征m個(gè)樣本中的最小值；

—表示第i個(gè)特征m個(gè)樣本中的最大值；

由此可得效用函數(shù)矩陣B：

3.2 模糊決策模型的建立

根據(jù)上面利用層次分析法求出的各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重 和各個(gè)指標(biāo)的效用函數(shù)矩陣B，則各個(gè)樣本的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)值為：

（3）

在判斷井組注水效果過(guò)程中，綜合評(píng)價(jià)系數(shù)E2越大井組注水效果越好，說(shuō)明分層注水效果有效；E2值越小則注水效果越差，越需要改進(jìn)措施提高注水效率[6，7]。

3.3 實(shí)例分析

3.3.1 建立因素集

以普17斷塊部分水井為例分析該斷塊各個(gè)井組性質(zhì)，舉例說(shuō)明模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判方法在小層評(píng)價(jià)及細(xì)分調(diào)整中的應(yīng)用。

首先建立因素集確定了3個(gè)評(píng)價(jià)因素，分別為油井增油量、吸水比例、水驅(qū)動(dòng)用程度，各個(gè)井組的影響因素?cái)?shù)據(jù)。

根據(jù)上面確定的各因素，利用效用函數(shù)公式（1）、（2）計(jì)算出各個(gè)影響因素的隸屬度值。由上面介紹層次分析法確定的權(quán)重為W=[0.163，0.297，0.54]。根據(jù)模糊綜合評(píng)判原理，將權(quán)重和隸屬度做模糊變換，編程得出每個(gè)井組的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)[8，9]。計(jì)算出各個(gè)小層的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)E2后，以E2值為橫坐標(biāo)，以油井增油量為縱坐標(biāo)繪制出油井增油量隨小層E2值變化的趨勢(shì)線（圖1）。

由上面介紹層次分析法確定的權(quán)重為W= [0.163，0.297，0.54]。根據(jù)模糊綜合評(píng)判原理，將權(quán)重和隸屬度做模糊變換，編程得出每個(gè)井組的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)（即E2值）。

3.3.2 注水效果評(píng)價(jià)

計(jì)算出各個(gè)小層的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)E2后，以E2值為橫坐標(biāo)，以油井增油量為縱坐標(biāo)繪制出油井增油量隨小層E2值變化的趨勢(shì)線，如圖1所示。

從圖1中可以看出，隨著E2值的增大，各個(gè)井組的各項(xiàng)影響因素綜合來(lái)看有越來(lái)越大的趨勢(shì)。也可以認(rèn)為各井組各項(xiàng)影響因素越大，小層動(dòng)用狀況就越好，即E2值也越大。由模糊綜合評(píng)判方法計(jì)算得到的E2值可以較好的反映出各井組的分層注水效果[10]。

如圖2所示，井組綜合評(píng)價(jià)系數(shù)E2厚度累積分布頻率小于25%時(shí)，綜合評(píng)價(jià)系數(shù)最大在0.295 6左右，則綜合評(píng)價(jià)系數(shù)E2小于這個(gè)值的井組暫定為注水效果差，需要采取措施提高注水效果應(yīng)該保持；累積分布頻率大于74.9%時(shí)，綜合評(píng)價(jià)系數(shù)最小0.578 26左右，則綜合評(píng)價(jià)系數(shù)大于這個(gè)值的井組暫定為注水效果好，應(yīng)該保持。暫定厚度累積分布頻率前25%為優(yōu)，累積分布頻率后25%為差，對(duì)于注水效果差的井組，可采取適當(dāng)措施提高注水效果[11]。

4 結(jié) 論

（1）對(duì)各個(gè)斷塊注水井井組注水效果的指標(biāo)油井増油量、水井吸水比例、水驅(qū)動(dòng)用程度進(jìn)行分析，得出了各水井井組的性質(zhì)。

（2）運(yùn)用層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，即各因素對(duì)注水效果影響的重要性，利用模糊綜合評(píng)判法確定井組性質(zhì)，求出E2值，找出E2值與注水效果的遞增關(guān)系，通過(guò)綜合系數(shù)E2值評(píng)價(jià)出各井組注水效果的優(yōu)劣。

（3）對(duì)注水效果差的井組提出酸化，壓裂等措施建議，從而提高井組注水效果。

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