一種油藏動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警的新方法

周建堂，史建國(guó)，康麗俠，賀建霞

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊 713800）

在以原油產(chǎn)量為中心的油田生產(chǎn)管理中，油藏的合理產(chǎn)量是衡量生產(chǎn)管理水平的重要指標(biāo)，為了保證油藏合理產(chǎn)量，保持油藏的良性運(yùn)行，需要對(duì)生產(chǎn)管理過(guò)程中引起產(chǎn)量變化的因素進(jìn)行監(jiān)控，從而及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取針對(duì)性的措施，避免不必要的損失。因此需要建立油藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)警體系，確保原油產(chǎn)量的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

導(dǎo)致原油產(chǎn)量變化的原因，大體可將其分為三種：人為因素、地質(zhì)因素以及外部因素。當(dāng)油田進(jìn)入遞減期后，油田的產(chǎn)量在一段時(shí)間內(nèi)是處于相對(duì)平穩(wěn)狀態(tài)的，就是產(chǎn)量由一些因素的影響而出現(xiàn)了短時(shí)間的產(chǎn)量下降，但在沒(méi)有人為干擾的情況下，產(chǎn)量很快又恢復(fù)正常水平，但是當(dāng)油井出現(xiàn)較大異常時(shí)，產(chǎn)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)的下降。直到人們發(fā)現(xiàn)異常，使用人工措施（包括酸化、壓裂、補(bǔ)孔、大修等）增產(chǎn)，使產(chǎn)量回歸正常水平[1]。

目前針對(duì)異常以往經(jīng)驗(yàn)判斷對(duì)油田產(chǎn)量進(jìn)行提前預(yù)判，或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析，對(duì)產(chǎn)量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度并不高。隨著精細(xì)油藏描述技術(shù)的發(fā)展，其地質(zhì)模型精度非常高，預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性也相應(yīng)提高，通過(guò)實(shí)際產(chǎn)量和預(yù)測(cè)產(chǎn)量的對(duì)比情況，設(shè)定合理預(yù)警值，對(duì)產(chǎn)量異常下降進(jìn)行預(yù)警，提前治理，并且預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性較高。

1 預(yù)警模型的建立

1.1 預(yù)警理論

預(yù)警一詞最早出現(xiàn)于軍事領(lǐng)域，對(duì)突然襲擊進(jìn)行防范，是關(guān)于突然襲擊的信息的預(yù)告[9]。預(yù)警的定義是在目前的技術(shù)和知識(shí)基礎(chǔ)上，對(duì)事物的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識(shí)和總結(jié)，通過(guò)分析事物的狀態(tài)和特定信息來(lái)預(yù)測(cè)描述事物的發(fā)展變化趨勢(shì)，并和預(yù)期設(shè)定的指標(biāo)量進(jìn)行比較，對(duì)超出指標(biāo)量的狀態(tài)進(jìn)行示警，以便通過(guò)采取對(duì)應(yīng)的措施和對(duì)策來(lái)預(yù)防和降低異常情況帶來(lái)的損失[2-4]。

1.2 油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)警指標(biāo)體系的建立

預(yù)警指標(biāo)的構(gòu)建一般方法主要是根據(jù)油田開(kāi)發(fā)的實(shí)際過(guò)程對(duì)油井生產(chǎn)預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行理論分析，通過(guò)查詢資料，并結(jié)合專家意見(jiàn)給出預(yù)警指標(biāo)。類指標(biāo)：一類是描述油藏地質(zhì)狀態(tài)的指標(biāo)體系。另外一類是描述油井開(kāi)發(fā)和開(kāi)采狀態(tài)的指標(biāo)體系[6]。前者包括孔隙度、滲透率、有效厚度、砂巖系數(shù)、飽和度、地飽壓差、流動(dòng)系數(shù)、滲透率變異系數(shù)、儲(chǔ)量豐度、單儲(chǔ)系數(shù)。后者包括水井流壓、采油時(shí)率、自然遞減率、周圍油水井比、油井利用率、綜合含水率、采出程度、措施井有效率、綜合遞減率、油井流壓、采油速度、井網(wǎng)密度等[14-16]。

1.3 預(yù)測(cè)模型及可靠性的建立

數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型建立考慮到了油藏地質(zhì)狀態(tài)，如孔隙度、滲透率、含水飽和度、砂體厚度等指標(biāo)。依靠斯倫貝謝公司開(kāi)發(fā)地質(zhì)建模軟件Ptrel，在小層砂體注采對(duì)應(yīng)關(guān)系認(rèn)識(shí)清楚的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，網(wǎng)格精度達(dá)到10 m×10 m×0.5 m，地質(zhì)模型的網(wǎng)格數(shù)據(jù)至少千萬(wàn)個(gè)，為預(yù)測(cè)模型提高了堅(jiān)實(shí)模型基礎(chǔ)[10，13]。

地質(zhì)模型粗化后的精度，結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件水平，模型的精度可達(dá)到20 m×20 m×0.5 m～1.0 m，預(yù)測(cè)模型的網(wǎng)格數(shù)據(jù)至少百萬(wàn)個(gè)。同時(shí)考慮到油井開(kāi)發(fā)和開(kāi)采狀態(tài)的指標(biāo)，如生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)、油井利用率、油井流壓、采油速度等指標(biāo)。

油藏歷史擬合的精度是油藏動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警的基礎(chǔ)，只有歷史擬合精度達(dá)到要求，才能進(jìn)行下一步的預(yù)測(cè)，滲透率、有效厚度、油水和油氣界面等為不確定參數(shù)調(diào)整，允許范圍較大，可放大或縮小2、3倍或更多；而孔隙度、巖石和流體壓縮系數(shù)、油氣PVT性質(zhì)、初始?jí)毫Φ葹榇_定參數(shù)，允許修改范圍較小[7，17-20]。依靠目前數(shù)值模擬預(yù)測(cè)技術(shù)，基本實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊歷史生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)擬合率達(dá)到99%以上，單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)擬合率85%以上，保證預(yù)測(cè)趨勢(shì)的準(zhǔn)確性[11，12]。

1.4 預(yù)警值的優(yōu)選及預(yù)警區(qū)間劃分

預(yù)測(cè)值與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)必然會(huì)產(chǎn)生誤差，當(dāng)誤差值超過(guò)某一個(gè)臨界值時(shí)，油藏開(kāi)始變差，其臨界值定義為預(yù)警值。合理的預(yù)警值是產(chǎn)量預(yù)警的關(guān)鍵，預(yù)警值設(shè)定太大時(shí)，油藏發(fā)生變化將會(huì)被隱藏，錯(cuò)過(guò)油藏最佳調(diào)整時(shí)機(jī)；預(yù)警值設(shè)定太小時(shí)，頻繁的預(yù)警會(huì)造成恐慌，最終會(huì)導(dǎo)致疲于應(yīng)付，對(duì)油藏生產(chǎn)極為不利。

本文采用經(jīng)驗(yàn)法，主要選擇年度時(shí)間段內(nèi)，油藏開(kāi)發(fā)明顯變差的區(qū)塊為樣本，與預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)值對(duì)比，其油藏開(kāi)發(fā)趨勢(shì)轉(zhuǎn)變的臨界值為±3%，確定綏靖油田低滲透油藏的預(yù)警值為±3%。由于油田開(kāi)發(fā)更關(guān)心油藏變差的趨勢(shì)，故給定油藏變差預(yù)警值為-3%，同時(shí)為了使這個(gè)預(yù)警更加敏感，將［0，-3%］區(qū)間又細(xì)分為三個(gè)區(qū)間，用不同的顏色表示。

預(yù)警的方法根據(jù)其機(jī)制可以分為：黑色、黃色、紅色、白色和綠色預(yù)警[8-9]，結(jié)合油田開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況，對(duì)黃色、紅色預(yù)警進(jìn)行定義，并引入橙色預(yù)警。

紅色預(yù)警代表油藏發(fā)生重大變化，開(kāi)發(fā)形勢(shì)急劇變差，嚴(yán)重影響了油藏的進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)，確認(rèn)油藏變差，及時(shí)制定措施方案。其預(yù)警值在［-2.0%，-3.0%］或由預(yù)測(cè)線上運(yùn)行急下穿預(yù)測(cè)線，誤差絕對(duì)值大于2.0%（見(jiàn)圖 1）。

黃色預(yù)警代表油藏發(fā)生一定的變化，開(kāi)發(fā)形勢(shì)稍有變差，對(duì)油藏進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)工作影響較小，其預(yù)警值在［0，-1.0%］，主要表現(xiàn)為纏繞運(yùn)行，引起關(guān)注（見(jiàn)圖1）。

橙色預(yù)警代表油藏發(fā)生較大變化，開(kāi)發(fā)形勢(shì)變差，對(duì)油藏進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)工作產(chǎn)生了較嚴(yán)重的影響，油藏有變差趨勢(shì)，找原因，待確認(rèn)，制措施，其預(yù)警值在［-1%，-2.0%］（見(jiàn)圖 1）。

圖1 預(yù)警級(jí)別劃分圖

表1 2017年靖安油田A區(qū)油藏動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警表

1.5 預(yù)警模型建立及跟蹤

預(yù)測(cè)前需要考慮到下年油藏技術(shù)政策的調(diào)整，如油井提液、單井注水量調(diào)配等因素，在預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)下年產(chǎn)量、含水的數(shù)據(jù)。在預(yù)測(cè)模型中要考慮生產(chǎn)時(shí)率、注入水量等。應(yīng)用xls編寫油藏動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警程序，并形成了制定油藏動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警表（見(jiàn)表1）。

2 預(yù)警模型檢驗(yàn)

通過(guò)2012年至2017年在靖安油田不間斷的預(yù)測(cè)、跟蹤、完善，預(yù)測(cè)油藏57個(gè)，預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際生產(chǎn)值最大平均誤差僅4.3%，標(biāo)準(zhǔn)誤差最大值0.7%（見(jiàn)圖2）。期間治理7個(gè)，治理前后對(duì)比自然遞減小1.9%～3.0%，實(shí)現(xiàn)了油藏動(dòng)態(tài)預(yù)警。

圖2 綏靖油田預(yù)警跟蹤圖

3 結(jié)語(yǔ)

文中在對(duì)傳統(tǒng)預(yù)警方法的學(xué)習(xí)分析基礎(chǔ)之上，建立了以精細(xì)油藏描述技術(shù)為基礎(chǔ)的油藏動(dòng)態(tài)預(yù)警模型，結(jié)合歷年生產(chǎn)數(shù)據(jù)，確定了油藏預(yù)警值，并建立了三級(jí)預(yù)警區(qū)間。通過(guò)5年跟蹤，取得了較好的效果，提前預(yù)警，減小了油藏遞減增大。后期將應(yīng)用于油藏配產(chǎn)中。