利用灰色關(guān)聯(lián)法對低壓產(chǎn)水氣井進(jìn)行分類研究

袁繼明 ，夏 勇 ，李 杰 ，艾慶琳 ，謝 姍 ，伍 勇

（1.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710018；3.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安 710018）

高橋區(qū)氣井投產(chǎn)后壓力普遍較低，且產(chǎn)水量大，對高橋區(qū)氣井生產(chǎn)造成較大的影響。因此，需建立適合高橋區(qū)產(chǎn)水氣井分類制度對具有相同生產(chǎn)特征的產(chǎn)水氣井進(jìn)行分類，揭示其共有生產(chǎn)規(guī)律并進(jìn)行集中管理，制訂相應(yīng)工作制度及下一步排水采氣工藝措施，保證氣井正常生產(chǎn)十分必要。

目前常規(guī)氣井分類方法主要根據(jù)氣井動(dòng)、靜態(tài)參數(shù)來進(jìn)行分類（見表1）。

表1 氣井分類動(dòng)、靜態(tài)參數(shù)表

通過靜態(tài)參數(shù)分類，能夠有效認(rèn)識(shí)該井儲(chǔ)層靜態(tài)地質(zhì)特征，并擴(kuò)展至對整個(gè)區(qū)塊的整體認(rèn)識(shí)，對區(qū)塊內(nèi)氣井整體有初步認(rèn)識(shí)，但該分類方法由于未考慮氣井動(dòng)態(tài)參數(shù)，無法動(dòng)態(tài)地反映氣井的實(shí)際產(chǎn)能狀況，但如果單純從動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行考慮，又不能體現(xiàn)氣井生產(chǎn)潛力，如工藝措施是否到位，儲(chǔ)層是否損害等。

針對氣井按照動(dòng)、靜態(tài)分類目標(biāo)過于單一，不能全面體現(xiàn)氣井生產(chǎn)能力的特點(diǎn)，采用綜合分類方法，該方法基于灰色關(guān)聯(lián)理論，根據(jù)氣井實(shí)際情況，綜合考慮影響氣井生產(chǎn)的各個(gè)方面因素，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)區(qū)分出主要因素和次要因素，給定它們不同權(quán)重系數(shù)，最后將單項(xiàng)權(quán)衡分?jǐn)?shù)累加即得到了一口井綜合權(quán)衡分?jǐn)?shù)，據(jù)此對氣井進(jìn)行分類，該方法重點(diǎn)在于權(quán)重系數(shù)的確定，通過灰色關(guān)聯(lián)理論可以采用統(tǒng)計(jì)學(xué)科學(xué)評(píng)價(jià)各指標(biāo)因素的權(quán)重，從而更加符合生產(chǎn)實(shí)際。

1 基于灰色關(guān)聯(lián)的產(chǎn)水氣井分類

1.1 理論推導(dǎo)

近年來隨著靖邊氣田高橋區(qū)開發(fā)的持續(xù)深入，部分地區(qū)呈現(xiàn)整體產(chǎn)水的特點(diǎn)，急需要對全區(qū)產(chǎn)水氣井進(jìn)行統(tǒng)一分類，制定相應(yīng)的工作制度及開發(fā)對策，但目前基于灰色關(guān)聯(lián)的分類方法還僅限于常規(guī)氣井，對于產(chǎn)水氣井用該方法進(jìn)行的分類文獻(xiàn)較少，因此，本文采用灰色關(guān)聯(lián)理論對產(chǎn)水氣井進(jìn)行分類這一方法運(yùn)用到高橋區(qū)，根據(jù)高橋區(qū)的生產(chǎn)實(shí)際選取參數(shù)，以達(dá)到較好的分類評(píng)價(jià)的目的，并制定相應(yīng)的工作制度，以實(shí)現(xiàn)高橋區(qū)高效開發(fā)[1-5]。

采用灰色關(guān)聯(lián)方法進(jìn)行計(jì)算步驟如下所示：

（1）確定分析序列：

（2）初始序列的無量綱化：

（3）計(jì)算差序列：

（4）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)：

式中：ρ=0.5

（5）計(jì)算關(guān)聯(lián)度：

（6）歸一化處理，計(jì)算權(quán)值：

1.2 應(yīng)用實(shí)例

1.2.1 參數(shù)優(yōu)選 選取高橋區(qū)9口產(chǎn)水氣井進(jìn)行計(jì)算方法準(zhǔn)確性驗(yàn)證，由于產(chǎn)水氣井影響因素眾多且相互關(guān)聯(lián)，因此本次根據(jù)高橋區(qū)目前生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行參數(shù)選取，動(dòng)靜結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)為：日產(chǎn)氣量、累積產(chǎn)氣量、累積產(chǎn)水量、動(dòng)儲(chǔ)量、含水飽和度、單位套壓降采氣量（見表2）。

1.2.2 采用灰色關(guān)聯(lián)方法進(jìn)行產(chǎn)水氣井分類 綜合評(píng)價(jià)系數(shù)，得到各參數(shù)權(quán)重系數(shù)依次為日產(chǎn)氣量0.25×104m3、累積產(chǎn)氣量 0.14×104m3、累積產(chǎn)水量 0.15 m3、動(dòng)儲(chǔ)量0.17×104m3、含水飽和度0.15%、單位壓降采氣量0.14×104m3·MPa-1，根據(jù)各權(quán)重系數(shù)，綜合評(píng)價(jià)氣井綜合值，并據(jù)此建立氣井分類標(biāo)準(zhǔn)，將氣井由好到差分為3類判識(shí)結(jié)果（見表3）。

1.3 分類結(jié)果應(yīng)用

根據(jù)該方法氣井分類結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，制訂相應(yīng)的工作制度及排水采氣措施：Ⅰ類井為優(yōu)良井，占總井?dāng)?shù)的22.2%，該類氣井水氣比低，含氣飽和度高，適于利用氣井自身能量進(jìn)行自然生產(chǎn)；Ⅱ類井為中等井，占總井?dāng)?shù)的44.4%，該類氣井水氣比高，儲(chǔ)量高，具有一定開采潛力，需加強(qiáng)氣井排水采氣工藝措施，保證氣

（7）計(jì)算決策因子：井正常生產(chǎn)；Ⅲ類井為次等井，占總井?dāng)?shù)的33.4%，該類型氣井儲(chǔ)量偏低，地層條件不利于開采的次等井，開采難度大，應(yīng)在保證經(jīng)濟(jì)效益的前提下，采取多種采氣工藝相結(jié)合的方式，維持氣井穩(wěn)定生產(chǎn)。

表2 高橋區(qū)9口產(chǎn)水氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

表3 采用灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)氣井分類表

2 結(jié)論

（1）考慮氣井分類過程中多因素影響，采用灰色關(guān)聯(lián)進(jìn)行影響因素權(quán)重評(píng)價(jià)，并進(jìn)行最終分類，分析在實(shí)際生產(chǎn)過程中各參數(shù)取值準(zhǔn)確性，在后續(xù)實(shí)際分類過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，對權(quán)重指標(biāo)進(jìn)行修正。

（2）根據(jù)氣井分類評(píng)價(jià)結(jié)果，集中對相同分類氣井制訂相應(yīng)的氣井工作制度，簡化工作流程，有效保證氣井正常生產(chǎn)。

符號(hào)注釋：

Yi-自變量序列，i=1，2，…，n，n為樣本數(shù)量；Xj（k）-樣本的無量綱化，無因次；Δoi（k）-差序列；Δmin-最小差序列；Δmax-最大差序列；εoi-關(guān)聯(lián)系數(shù)，無因次；γoi-關(guān)聯(lián)度，無因次；αoi-權(quán)值，無因次；Z-決策因子，小數(shù)。

［1］周俊杰，李穎川，鐘海全，等.基于灰色關(guān)聯(lián)分析的低滲氣藏產(chǎn)水氣井分類評(píng)價(jià)［J］.長江大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（11）：143-145.

［2］黃發(fā)海.低滲透氣田氣井分類評(píng)價(jià)與配產(chǎn)研究［J］.長江大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，31（11）：139-141.

［3］羅萬靜，王曉東，范新文.澀北一號(hào)氣田氣井分類評(píng)價(jià)方法研究［J］.新疆石油天然氣，2007，3（4）：25-27.

［4］趙素惠，歐陽誠，等.蘇里格氣田氣井分類方法研究［J］.天然氣技術(shù)，2010，4（4）：11-13.

［5］趙濤，孫新亞，李文鵬，等.蘇里格氣田天然氣氣井分類方法的研究［J］.長江大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，8（8）：66-69.