海上油藏生產潛力評價及布井對策

劉海勇，趙廣淵，楊樹坤，張 博，郭宏峰

（中海油田服務股份有限公司油田生產事業(yè)部，天津 300459）

海上油田開發(fā)具有“高投入、高風險”特點，因此開發(fā)初期一般采用較高采油速度開采油田的優(yōu)勢儲量[1-5]。優(yōu)勢儲量篩選對產量接替、后期井網設計起著關鍵性作用。儲層綜合評價是合理選取評價參數、合理選擇評價方法，對儲層進行全面認識，并指導油田開發(fā)全過程。儲層生產潛力大小受到多個因素制約，且這些因素之間關系比較復雜。在儲層評價的指標體系中，靠單個因素指標對儲層分類不能給予精確評價[6]。為此，筆者采用模糊綜合評判法對各參數綜合處理，從而定量評價生產潛力大小。在此基礎上制定出適合該油田的布井策略。

1 基于模糊綜合評判的生產潛力評價

X油田重點開發(fā)館陶和明化鎮(zhèn)兩個油組，縱向上發(fā)育儲量規(guī)模大小不同、具有獨立油水體系的油藏，共計17個。整體儲層物性較好，屬于中孔隙度、中～高滲透率儲集層。該油田目前處于高含水期，急需新的產量接替維持油田穩(wěn)產。本文將結合X油田油藏特征，采用模糊綜合評判法評價各油藏生產潛力，篩選優(yōu)勢儲量。

1.1 建立評價因素集

影響油藏生產潛力大小的因素眾多，結合X油田開發(fā)特點及油藏特征，選取滲透率、孔隙度、有效厚度、含油飽和度、地質儲量作為因素集的參數，各參數數值（見表1）。即：

1.2 因素權重的確定

因素集中每一個因素對評價結果的影響不同，因此要評價每一個因素的權重。建立權重集的方法有多種，選取層次分析法來建立權重[7]。構造判斷矩陣如下：

根據判斷矩陣求得最大特征根λmax及所對應的特征向量W，二者關系如下：

所求特征向量經歸一化，即為各評價因素的重要性排序。根據式（3）求得：

表1 X油田各油藏因素參數值Tab.1 Parameters of each factor of reservoirs in X oilfield

表2 平均隨機一致性指標RI值Tab.2 The average random consistency RI index

以上得到的權重分配是否合理，還需要對判斷矩陣進行一致性檢驗。檢驗使用公式：

式中：CR-判斷矩陣的隨機一致性比率；CI-判斷矩陣的一般一致性指標，由式（6）給出：

RI-判斷矩陣的平均隨機一致性指標，1～9階的判斷矩陣RI值（見表2）。

代入 n=5，RI=1.12，λmax=5.22，得 CR=0.049 6＜0.1，表明判斷矩陣A具有滿意的一致性。

1.3 建立評語集

統(tǒng)計各油藏因素集中的參數數據，依據其分布大致范圍，確定各等級標準（見表3）。

表 3 中 I、II、III、IV 等級分別對應于生產潛力 I、II、III、IV4個評價等級，即建立了模糊評判的評語集：

圖1 滲透率隸屬度分布函數Fig.1 Membership function of permeability

1.4 單一指標評價

1.4.1 確定隸屬度函數 隸屬度表征的是每個因素在評語集上的單因素評價值。根據評價指標對生產潛力大小的效應，隸屬度函數大致可分為三類。第一類屬于升半梯形分布，指標值越大，生產潛力越接近某大小等級；第二類屬于降半梯形分布，指標值越小，生產潛力越接近某大小等級；第三類屬于梯形分布，指標值在一定范圍內屬于某大小等級，距離該范圍越遠則越偏離此大小等級[8]。根據各評價指標的分級標準和模糊分布類型，建立各評價指標各等級的隸屬度函數。如滲透率I級u1（x）、II級u2（x）、III級u3（x）和IV級u4（x）的分布函數（見圖1）。

1.4.2 模糊關系矩陣計算 根據各評價指標值和隸屬度分布函數計算模糊關系矩陣R，即單一指標評價矩陣。

式中：rij-第i因素對第j評語的隸屬度值。本例中，m=4，n=5。

1.5 生產潛力綜合評價

根據權重向量W和單一指標評價矩陣R，可以求得生產潛力大小綜合評價向量[9-12]：

式中：?表示模糊運算。

例如，A油藏的生產潛力綜合評價值為：

根據最大隸屬度原則，A油藏生產潛力等級為IV級。計算所有油藏的生產潛力綜合評價值（見表4）。

表4 X油田各油藏生產潛力綜合評價Tab.4 Production potential comprehensive evaluation of reservoirs in X oilfield

2 開發(fā)布井對策

X油田發(fā)育的油藏在縱向上圈閉面積重合率較大，且平臺目前剩余井槽數目有限，因此布井策略要綜合考慮各油藏生產潛力大小、地質狀況及平臺作業(yè)限制。在該油田已開發(fā)油藏的開發(fā)實踐基礎上，制定以下布井對策。

（1）對于油藏B、O、P、Q這類生產潛力為I級的油藏，采用水平井開發(fā)，提高單井產能，延緩底水上升。

（2）對于油藏 C、D、E、M、N 這類生產潛力為 II級的油藏以及生產潛力為III級的油藏L，采用一口定向井，射開油藏上部，避免底水錐進。同時定向井可以起到進一步落實構造的作用。

（3）對于油藏B、O、P、Q這類生產潛力為I級的油藏，可以篩選其中2～3個產能較落實的油藏采用一口棧式二分支井或棧式三分支井開發(fā)，在提高單井產能的同時，減少井槽使用數目。

（4）對于生產潛力為IV級的油藏，暫時不考慮動用開發(fā)。

由此形成了“平面上采用水平井開發(fā)I類生產潛力的油藏，縱向上采用定向井開發(fā)II和III類生產潛力的油藏，棧式分支水平井輔助開發(fā)I類生產潛力的油藏”的多井型、立體開發(fā)模式，從而為該油田的進一步滾動開發(fā)、產量接替創(chuàng)造了條件。

3 現場應用

根據第二部分布井對策，在開發(fā)X油田縱向油藏時，充分考慮油藏地質特征，優(yōu)先開發(fā)優(yōu)勢儲量，保證了油田高含水期的產量接替。自2016年2月開始，縱向油藏共布置了3口水平井，定向井和棧式二分支井各1口。水平井31H開發(fā)B油藏，水平井32H開發(fā)O油藏，水平井33H開發(fā)P油藏，定向井4HA開發(fā)C、E、M油藏，棧式二分支井28MH開發(fā)P、Q油藏。各井開發(fā)指標（見表5）。5口井生產時間共計39個月，累積產油約15×104m3，開發(fā)效果顯著。新布置的井均取得了較好的開發(fā)效果，采用本文生產潛力方法確定的布井對策針對X油田開發(fā)具有較好的適應性。

4 結論

（1）模糊綜合評判法可以考慮多種因素對儲量優(yōu)劣的影響，定量評價了X油田縱向上各油藏生產潛力大小。

（2）基于油藏生產潛力的大小，針對縱向上規(guī)模不同、獨立油水體系的底水油藏，提出了“平面上采用水平井開發(fā)I類生產潛力的油藏，縱向上采用定向井開發(fā)II和III類生產潛力的油藏，棧式分支水平井輔助開發(fā)I類生產潛力的油藏”的多井型、立體開發(fā)模式，為該類油藏的開發(fā)提供了借鑒。

表5 新布井開發(fā)指標（截止到2017年2月）Tab.5 Production indexes of new wells（up to February，2017）

（3）現場應用表明，提出的布井對策在X油田的后期開發(fā)中取得了較好的效果，對縱向油藏開發(fā)具有較好的適應性。

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