四川盆地整裝型有水氣藏開發(fā)技術(shù)效果評(píng)價(jià)

曾 敏 胡 南 尹小紅 魏 星 唐 瑜

中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

四川盆地是國(guó)內(nèi)重要的含油氣盆地之一。自邛崍一帶發(fā)現(xiàn)和利用天然氣以來(lái)，已有兩千多年天然氣開發(fā)的歷史。有水氣藏的開發(fā)在四川氣田早期的開發(fā)中即已經(jīng)提出。目前盆地內(nèi)已開發(fā)整裝型氣藏普遍產(chǎn)地層水，氣水關(guān)系復(fù)雜，開采中常常由于地質(zhì)認(rèn)識(shí)欠缺、水侵活躍、治水難度大等因素造成氣井水淹。隨著四川盆地有水氣藏開發(fā)的不斷深入，地層能量不斷下降，氣藏水侵影響日益加重，氣藏效益排水難度增大。然而有水氣藏開發(fā)技術(shù)指標(biāo)差異明顯，采出程度差別大，迫切需要統(tǒng)一開發(fā)技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)有水氣藏開發(fā)效果。

早在蘇聯(lián)就已著手開展有水氣藏的開發(fā)研究，注重水侵特征分析，摸清開發(fā)過程中，邊、底水侵入含氣區(qū)的必要條件及裂縫型有水氣藏的水侵方式，通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，觀察地層水物性、地層水推進(jìn)等特征，做到早期預(yù)防，后期治理的技術(shù)思路。形成了一套有效的防水、治水對(duì)策和相應(yīng)的指標(biāo)系列。而現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)針對(duì)氣田開發(fā)效果評(píng)價(jià)主要以個(gè)體或某一類氣藏的評(píng)價(jià)為主，或者圍繞氣藏的某項(xiàng)開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行研究，在氣藏開發(fā)效果評(píng)價(jià)體系建立方面基本處于空白[1-2]。四川盆地氣藏開發(fā)治水近50年的歷程，形成了特色開發(fā)技術(shù)指標(biāo)，但尚未形成完善的指標(biāo)體系。因此，迫切需要建立一套科學(xué)、系統(tǒng)的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

1 評(píng)價(jià)體系建立

綜合評(píng)價(jià)法，即根據(jù)指標(biāo)值屬于某個(gè)等級(jí)范圍，將指標(biāo)真實(shí)值轉(zhuǎn)化為指標(biāo)得分，繼而結(jié)合指標(biāo)權(quán)重計(jì)算所有指標(biāo)總得分，最后根據(jù)總得分相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量等級(jí)做出評(píng)價(jià)[3]：

式中Ds表示評(píng)價(jià)指標(biāo)總得分。

為了保障評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性，對(duì)公式1中評(píng)價(jià)指標(biāo)得分參數(shù)（Ni）進(jìn)行了修正，將評(píng)價(jià)指標(biāo)得分進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化[4]。

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選

圍繞前期地質(zhì)認(rèn)識(shí)、中期優(yōu)化生產(chǎn)及中后期措施治水3個(gè)階段，進(jìn)行氣藏評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選[5-6]。首先評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選應(yīng)遵循[7]：①代表性 評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠真實(shí)有效反映氣藏開發(fā)技術(shù)指標(biāo)，具有代表性；②動(dòng)態(tài)性 能夠反映氣藏開發(fā)現(xiàn)狀及存在問題，為下步開發(fā)提供建議；③可操作性 數(shù)據(jù)方便統(tǒng)計(jì)、可行性強(qiáng)；④可對(duì)比性 在量化基礎(chǔ)上，具備不同類型氣藏、不同單元開發(fā)技術(shù)效果的對(duì)比性。

基于以上優(yōu)選原則，通過因子分析法與層次分析法主客觀結(jié)合[8-9]。最終優(yōu)選出5大類10項(xiàng)指標(biāo)（表1）。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)

目前指標(biāo)的賦權(quán)方法歸納起來(lái)主要有主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和主客觀綜合集賦權(quán)法3大類[10-12]，所謂主觀賦權(quán)法，就是指基于決策者的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或偏好，通過按重要性程度對(duì)各指標(biāo)（屬性）進(jìn)行比較、賦值和計(jì)算得出其權(quán)重的方法。對(duì)于主觀賦權(quán)法的研究，目前有層次分析法、德爾菲法?？陀^賦權(quán)法，是指基于各方案評(píng)價(jià)指標(biāo)值的客觀數(shù)據(jù)差異確定各指標(biāo)權(quán)重方法。目前，關(guān)于客觀賦權(quán)法的主要研究方法有因子分析法、標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法、熵值法等多種方法（表2）。

表1 整裝型有水氣藏開發(fā)技術(shù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選結(jié)果

將以上賦權(quán)法通過計(jì)算氣藏開發(fā)水平指數(shù)對(duì)比（圖1），發(fā)現(xiàn)采用不同賦權(quán)方法計(jì)算的有水氣藏開發(fā)水平指數(shù)變化趨勢(shì)基本一致，主要差異分布在分值在0.6～0.8和0.8～1.0區(qū)間（圖2）。

為了更為科學(xué)、定量的確定賦權(quán)方法，針對(duì)不同賦權(quán)方法對(duì)同一評(píng)價(jià)對(duì)象的結(jié)果差異現(xiàn)象，引入俞立平的得分區(qū)分度（Ds）值加以評(píng)判，得分區(qū)分度是指各種評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)于評(píng)價(jià)對(duì)象實(shí)際水平的區(qū)別能力[13]：

式中Vi表示指標(biāo)評(píng)分值；N1表示評(píng)分值對(duì)應(yīng)編號(hào)。

Ds值越大，區(qū)分度越好，賦權(quán)方法越優(yōu)。

計(jì)算以上5種賦值方法的區(qū)分度值（表3），發(fā)現(xiàn)層次分析、層次分析＋因子分析法2種方法的區(qū)分度值最大，居于客觀性賦值，并結(jié)合氣藏評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性，選取層次分析＋因子分析法主客觀賦權(quán)法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)（表4）。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)邊界確定

將有水氣藏按水侵強(qiáng)度分弱水侵、較弱水侵、較強(qiáng)水侵、強(qiáng)水侵和極強(qiáng)水侵5大類型氣藏，以更好地評(píng)價(jià)受不同水侵活躍程度影響下氣藏的開發(fā)好壞。

表2 常用評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)法適應(yīng)性

圖1 不同權(quán)重賦值法計(jì)算整裝氣藏開發(fā)水平指數(shù)對(duì)比圖

圖2 不同權(quán)重賦值法計(jì)算整裝氣藏開發(fā)水平指數(shù)分布圖

表3 整裝氣藏不同賦權(quán)方法評(píng)價(jià)結(jié)果區(qū)分度值

表4 整裝型有水氣藏各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重表

采用極值法以確定各評(píng)價(jià)等級(jí)邊界值。該方法主要通過給定水侵強(qiáng)度值，通過調(diào)整生產(chǎn)指標(biāo)、開發(fā)方案認(rèn)識(shí)偏差情況、治水效果邊界值，求取相應(yīng)的評(píng)價(jià)等級(jí)界限。最終求得氣藏不同水侵活躍強(qiáng)度下的邊界評(píng)分值（表5）。

從上表可以看出，水侵較強(qiáng)、強(qiáng)、極強(qiáng)3類，邊界取值比較接近，可合成一類，因此，整裝氣藏按水侵強(qiáng)度分類，最終整合為3大類。將氣藏開發(fā)好壞分為：好、較好、一般、較差及差5個(gè)等級(jí)（表6）。

2 實(shí)例分析

選取4個(gè)典型整裝型有水氣藏來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到綜合評(píng)分（表7）。

表5 不同水侵強(qiáng)度下氣藏評(píng)價(jià)指標(biāo)邊界明細(xì)

表6 不同水侵強(qiáng)度下氣藏開發(fā)技術(shù)效果評(píng)價(jià)邊界

表7中中壩須二段氣藏于1973年8月投產(chǎn)，由于初期地質(zhì)認(rèn)識(shí)不清，認(rèn)為氣藏為無(wú)水氣藏。由于采速過高，短短5年后，1978年氣藏開始產(chǎn)地層水，并且水侵較強(qiáng)，造成早期開發(fā)效果不佳； 隨后兩年調(diào)整思路，通過“北排南控”調(diào)整措施，邊水向氣藏內(nèi)部侵入的勢(shì)頭受到一定程度的抑制，1990年編制氣藏排水方案，從1990年實(shí)施強(qiáng)排水措施以后，通過地質(zhì)深化認(rèn)識(shí)，動(dòng)靜態(tài)結(jié)合，合理布局井網(wǎng)等工作，邊水對(duì)氣藏內(nèi)部的水侵影響明顯減少，有效地控制了邊水向氣藏內(nèi)部的入侵速度，動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量較水侵前增加14.5%，預(yù)計(jì)增加采收率20%左右。中壩須二段氣藏成為有水氣藏開發(fā)中的成功典范。因此該套體系評(píng)價(jià)結(jié)果與氣藏的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征基本相吻合，并且評(píng)價(jià)體系中各評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠全面代表氣藏的開發(fā)技術(shù)指標(biāo)。

表7 典型整裝型有水氣藏綜合得分表

該體系特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：

1）較科學(xué)、全面、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)技術(shù)好壞。通過典型氣藏實(shí)例論證表明，該體系的建立，打破了采收率是衡量氣藏開發(fā)效果好壞唯一標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)思想，將有水氣藏前期地質(zhì)認(rèn)識(shí)、中期優(yōu)化生產(chǎn)及中后期措施治水3個(gè)階段納入考核。較全面的評(píng)價(jià)有水氣藏的開發(fā)技術(shù)好壞。

2）指導(dǎo)決策者能夠直觀發(fā)現(xiàn)氣藏開發(fā)中存在的問題，以做出相應(yīng)的對(duì)策，確保氣藏合理開發(fā)。該套體系各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)不僅較為全面反映氣藏開發(fā)好壞，而且通過得分形式定量評(píng)價(jià)氣藏開發(fā)效果，使決策者能夠較為直觀地發(fā)現(xiàn)氣藏開發(fā)中存在的問題，并作出相應(yīng)的對(duì)策。

3 結(jié)論

1）基于指標(biāo)選取具有代表性、動(dòng)態(tài)性、可操作性、可對(duì)比性等原則，結(jié)合公司實(shí)際管理需求，圍繞前期地質(zhì)認(rèn)識(shí)、中期優(yōu)化生產(chǎn)及中后期措施治水3個(gè)階段，優(yōu)選出5大類10項(xiàng)指標(biāo)，該10項(xiàng)能夠較為全面地反映整裝型有水氣藏開發(fā)技術(shù)水平；

2）為了更為客觀的對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)，通過計(jì)算對(duì)比分析優(yōu)選出適合整裝型有水氣藏的賦權(quán)方法，即因子分析法＋層次分析法主客觀結(jié)合賦權(quán)，進(jìn)而確定出氣藏評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重；

3）基于綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)思路，并結(jié)合有水氣藏的實(shí)際生產(chǎn)特征，建立了整裝型有水氣藏開發(fā)技術(shù)效果評(píng)價(jià)體系。通過典型氣藏實(shí)例評(píng)價(jià)，所建體系評(píng)價(jià)結(jié)果基本與實(shí)際生產(chǎn)效果相吻合，具有一定的實(shí)用性。該套體系的建立，打破了采收率是衡量氣藏開發(fā)效果好壞唯一標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)思想，將有水氣藏前期地質(zhì)認(rèn)識(shí)、中期優(yōu)化生產(chǎn)及中后期措施治水3個(gè)階段納入考核。不僅能夠較為直觀的進(jìn)行氣藏開發(fā)技術(shù)效果評(píng)價(jià)，而且為有水氣藏開發(fā)提供指導(dǎo)性依據(jù)。