南蘇丹G油田水平井開發(fā)影響因素及其灰色關(guān)聯(lián)分析

胡 慶 賀

(中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院， 遼寧 盤錦 124010)

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南蘇丹G油田水平井開發(fā)影響因素及其灰色關(guān)聯(lián)分析

胡 慶 賀

(中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司地質(zhì)研究院， 遼寧 盤錦 124010)

水平井開發(fā)效果受到地質(zhì)條件、開發(fā)方式及施工水平等因素的綜合影響。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析法原理，建立了南蘇丹G油田邊底水油藏?cái)?shù)值模型，通過數(shù)值模擬計(jì)算得到了不同參數(shù)對(duì)應(yīng)的開發(fā)指標(biāo)水平，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行敏感性分析。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果，對(duì)各影響指標(biāo)由強(qiáng)到弱進(jìn)行排序。

G油田； 灰色關(guān)聯(lián)分析； 水平井； 開發(fā)效果； 關(guān)聯(lián)度

G油田位于南蘇丹Melut盆地，含有下白堊紀(jì)、上白堊紀(jì)、 第三紀(jì)和第四紀(jì)的地層，目的層為第三系Y層。 根據(jù)現(xiàn)有G油田資料得知，Y層巖相主要為辮狀河河道沉積，油藏埋深層段為地下1 600 — 2 200 m，巖性以石英砂巖為主，平均孔隙度為21%，平均滲透率為800×10-3μm2，平均地層原油黏度為4.6 mPa·s， 原始地層溫度為118 ℃，原始地層壓力為22 MPa，地層水礦化度為5 000 ～ 10 000 mgL，存在較強(qiáng)的邊底水。

G油田自2010年開始采用“直井注水+水平井采油”組合開發(fā)模式進(jìn)行生產(chǎn)。至2015年11月底，已有8口水平井投產(chǎn)，水平井平均單井日產(chǎn)油量為440 t，是直井產(chǎn)油量的3.75倍。為了進(jìn)一步改善水平井開發(fā)效果，本次研究將根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析原理對(duì)水平井開發(fā)效果的影響因素進(jìn)行分析。

1　油藏典型模型建立

本次研究選用軟件為某商業(yè)軟件中的多段井模塊，該模塊專為模擬水平井而設(shè)計(jì)。該模塊除了具備常規(guī)直井模擬功能之外，兼具水平井井筒內(nèi)部壓降影響因素分析功能，因而減小了因忽略水平井井筒壓降而造成的數(shù)據(jù)誤差，模擬結(jié)果的精度更高。應(yīng)用此軟件建立了G油田Y層油藏?cái)?shù)值模型[1-3]，具體參數(shù)如表1所示。

表1　G油田Y層油藏?cái)?shù)值模型基本參數(shù)

2　水平井開發(fā)效果影響因素分析

2.1垂向滲透率與水平滲透率比值

設(shè)垂向滲透率與水平滲透率比值(KvKh)分別為0.05、0.10、0.30、0.50、0.70、0.90，以此設(shè)計(jì)6組模型來分析該比值對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。由圖1所示模擬曲線可看出：KvKh值越大，底水錐進(jìn)速度和含水率上升速度越快，則水平井無水采油期和低含水采油期相對(duì)越短，采出程度越低，開發(fā)效果也越差。

圖1　KvKh影響水平井開發(fā)效果的模擬曲線

2.2韻律性

分別模擬均質(zhì)、正韻律和反韻律3種地層模式，以此來分析韻律性對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。由圖2所示模擬曲線可看出：反韻律地層水平井無水采油期和低含水采油期相對(duì)較長，采出程度較高，開發(fā)效果最好；均質(zhì)地層次之；正韻律地層開發(fā)效果最差。

圖2　不同韻律性地層影響水平井開發(fā)效果的模擬曲線

2.3毛管力

毛管力使得油水之間不存在明顯的分界面，油水之間是一層油水過渡帶。毛管力大小不同，油水過渡帶的高度則不相同，因此，可通過改變模型毛管力大小來模擬毛管力對(duì)水平井開發(fā)效果的影響。由圖3所示模擬曲線可看出：在油藏其他條件不變的情況下，毛管力增大會(huì)使見水時(shí)間提前，含水率上升速度加快，水平井水淹程度變強(qiáng)，而開發(fā)效果變差。圖中毛管力1、2、3、4的值依次由大到小。

圖3　毛管力影響水平井開發(fā)效果的模擬曲線

2.4水平井產(chǎn)液速度

水平井產(chǎn)液速度作為反映水平井開發(fā)效果的重要指標(biāo)，既不是越大越好，也不是越小越好。由圖4所示模擬曲線可以看出：產(chǎn)液速度過快，會(huì)使水平井見水時(shí)間提前，含水率上升速度加快。由此認(rèn)為，較高的產(chǎn)液量有可能導(dǎo)致水平井局部或全部水淹，而水平井產(chǎn)液速度下降可能使水平井開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性大幅降低[4]。

圖4　產(chǎn)液速度影響水平井開發(fā)效果的模擬曲線

2.5水平井避水射孔高度

在開發(fā)水平井邊底水油藏時(shí)，為了防止水平井過早見水，水平段必須設(shè)定一個(gè)合理的避水射孔高度，即距離油水界面的高度。設(shè)H為油層厚度，1.0H表示距離底水的最遠(yuǎn)距離。

通過改變水平段射孔層位來模擬不同避水射孔高度對(duì)水平井開發(fā)效果的影響，設(shè)計(jì)水平井避水射孔高度分別為0.2H、0.4H、0.6H和0.8H的4組對(duì)比模型。由圖5所示模擬曲線可看出：水平井避水射孔高度越大，則其無水采油期和低含水采油期相對(duì)越長，采出程度越高，開發(fā)效果也越好。但水平井避水射孔高度并非越大越好，考慮到鉆井風(fēng)險(xiǎn)，宜將水平段避水射孔高度定為0.7H～0.9H。

圖5　避水射孔高度影響水平井開發(fā)效果的模擬曲線

2.6水平井軌跡

常見的水平井井身軌跡有水平型、凹形和S型。在邊底水油藏開發(fā)中，水平井井身軌跡的大幅波動(dòng)往往會(huì)使部分井段接近邊底水，從而導(dǎo)致局部水淹。由圖6所示模擬曲線可以看出：在其他條件不變的情況下，S型水平井見水最早，開發(fā)效果最差；凹形水平井開發(fā)時(shí)間較晚，開發(fā)效果稍好；水平型水平井見水最晚，開發(fā)效果最好(圖6)。

圖6　水平井軌跡影響水平井開發(fā)效果的模擬曲線

3　水平井開發(fā)效果影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析(GRA)方法在油田生產(chǎn)中經(jīng)常用到，是一種多因素統(tǒng)計(jì)分析方法[5-7]。在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析時(shí)，根據(jù)各因素樣本數(shù)據(jù)，通過灰色關(guān)聯(lián)度來描述各因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序。如果樣本數(shù)據(jù)反映出進(jìn)行比較的兩個(gè)因素變化態(tài)勢(方向、大小、速度等)基本一致，則二者關(guān)聯(lián)度較大；若不一致，則二者關(guān)聯(lián)度較小。

由G油田油藏理論模型可知，影響G油田水平井開發(fā)效果的因素有儲(chǔ)層非均質(zhì)性、毛管力、水平井避水射孔高度、產(chǎn)液速度和水平井軌跡。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，各因素對(duì)開發(fā)效果的影響程度不明確，可與開發(fā)效果構(gòu)成一個(gè)灰色系統(tǒng)。在此，以采出程度作為評(píng)價(jià)開發(fā)效果的指標(biāo)，將采出程度作為灰色系統(tǒng)的參考序列，將影響開發(fā)效果的各種因素作為比較序列，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法定量評(píng)價(jià)各因素對(duì)水平井開發(fā)效果的影響程度。將水平井開發(fā)效果影響因素及其指標(biāo)量級(jí)進(jìn)行無量綱處理，結(jié)果見表2；再據(jù)表2計(jì)算得到表3所示各影響因素與水平井開發(fā)效果的關(guān)聯(lián)度。

表2　水平井開發(fā)效果影響因素及其指標(biāo)量級(jí)(無量綱)

注：采出程度為參考序列，作為開發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，其余項(xiàng)為比較序列。

表3水平井開發(fā)效果影響因素與水平井開發(fā)效果的關(guān)聯(lián)度

影響因素關(guān)聯(lián)度密切關(guān)聯(lián)度關(guān)聯(lián)度排序Kv∕Kh0.1860.386韻律性0.2650.545避水射孔高度0.4891.001產(chǎn)液速度0.4380.902水平井軌跡0.4020.823毛管力0.3170.654

灰色關(guān)聯(lián)算法分析表明，G油田水平井開發(fā)效果各影響因素按其關(guān)聯(lián)度由強(qiáng)到弱依次為：水平井避水射孔高度、水平井產(chǎn)液速度、水平井軌跡、毛管力、韻律性、KvKh。

4　結(jié)　語

通過對(duì)油藏理論模型的數(shù)值模擬研究，分析了影響G油田水平井開發(fā)效果的主要因素，包括KvKh、韻律性、水平井避水射孔高度、水平井產(chǎn)液速度、毛管力和水平井軌跡等。各種因素對(duì)水平井開發(fā)效果的影響程度不明確，視為灰色因素，可將各種影響因素與水平井開發(fā)效果構(gòu)成灰色系統(tǒng)進(jìn)行分析。灰色關(guān)聯(lián)分析研究結(jié)果表明，避水射孔高度對(duì)G油田水平井開發(fā)效果的影響最大，非均質(zhì)性對(duì)開發(fā)效果的影響較小。各影響因素按其對(duì)開發(fā)效果的影響程度由強(qiáng)到弱依次為：水平井避水射孔高度、產(chǎn)液速度、水平井軌跡、毛管力、韻律性、KvKh。

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Influential Factors and Grey Correlation Analysis of Horizontal Well Development in G Oilfield in South Sudan

HU Qinghe

(Geological Institute, Greatwall Drilling Company, PetroChina, Panjin Liaoning 124010, China)

The development effect of horizontal well is affected by the geological, development and site operation parameters. By using the grey correlation analysis method, the reservoir numerical model of G Oilfield in south Sudan was established. By numerical simulation we calculated the development index and carried on sensitivity analysis under the influence of different parameters. According to the analysis results we defined the order based on the impact parameters from primary to secondary.

G oilfield; grey correlation analysis; horizontal well; development effect; correlation degree

2015-11-19

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“疏松砂巖儲(chǔ)層深部調(diào)剖堵劑分布模式研究”(51504223)

胡慶賀(1984 — )， 男， 吉林德惠人， 工程師，研究方向?yàn)橛蜌馓镩_發(fā)。

TE319

A

1673-1980(2016)04-0005-03