利用模糊評(píng)判法優(yōu)選提液井位研究及應(yīng)用

吳曉慧，張建民，劉美佳，李文忠，孫廣義

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津塘沽 300459）

提液是油田進(jìn)入中高含水期后改善開發(fā)效果的重要措施之一。近年來，研究者多在提液機(jī)理、提液時(shí)機(jī)和提液幅度方面進(jìn)行研究[1-4]，而關(guān)于提液井位的優(yōu)選卻研究較少。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)提液選井一般考慮因素較少且未考慮各個(gè)因素之間的相互影響和相互制約，對(duì)井位選擇的評(píng)價(jià)不夠全面和客觀。提液效果影響因素復(fù)雜多樣，在優(yōu)選提液井位時(shí)，需要綜合考慮多方面的因素，從而對(duì)油井是否適合提液做出切合實(shí)際的評(píng)價(jià)。

本次在提液宏觀機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，分析提液效果影響因素，在綜合考慮多方面因素的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)模糊評(píng)判法優(yōu)選出提液井位。該研究方法已在 J油田進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，所選提液井提液后增油效果明顯，證明了該方法可靠有效。

1 提液對(duì)開發(fā)效果影響因素分析

對(duì)于一般常規(guī)稠油油藏[5-7]，無因次采液指數(shù)均大于1，且會(huì)隨著含水率的上升而逐漸增加。針對(duì)該類油田，油井提液機(jī)理主要分為兩方面：一方面，在生產(chǎn)壓差一定的情況下，隨著含水率的上升，油井提液主要依靠無因次采液指數(shù)的增大而實(shí)現(xiàn)。另一方面是通過放大生產(chǎn)壓差，使得一部分由于儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響而不產(chǎn)油的低滲儲(chǔ)層開始克服滲流阻力產(chǎn)油，從而增加可動(dòng)儲(chǔ)層的厚度，同時(shí)擴(kuò)大注入水的波及范圍，提高注水開發(fā)的波及效率，最終提高油藏采收率。

判定油井是否提液，首先要考慮油井是否具備物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ)，也就是油井是否具有足夠的剩余油和供液能力。其次為了達(dá)到更好的提液效果，還需要考慮油藏條件和目前生產(chǎn)情況，這其中包括原油物性、儲(chǔ)層物性及非均質(zhì)性、含水率以及日產(chǎn)油量等。最后要從工藝角度考慮油井是否具備加深泵掛或換大泵的工藝基礎(chǔ)。

綜合分析提液改善開發(fā)效果的宏觀機(jī)理以及提液開發(fā)所需條件[8]，影響提液開發(fā)效果的因素主要有：原油性質(zhì)、儲(chǔ)層物性、儲(chǔ)層宏觀非均質(zhì)性、油藏構(gòu)造、井網(wǎng)及注采系統(tǒng)的布置等，具體見表1。

2 利用模糊評(píng)判法優(yōu)選提液井位

2.1 判定指標(biāo)的篩選

以影響油井提液措施效果的因素以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)錄取的方便性為原則[9-10]，進(jìn)行各項(xiàng)判定指標(biāo)的篩選。為方便評(píng)價(jià)，判定指標(biāo)分為靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)兩大類。

（1）靜態(tài)指標(biāo)的選取。靜態(tài)因素是影響提液措施效果的先天性因素。根據(jù)以上指標(biāo)篩選原則，針對(duì)現(xiàn)場靜態(tài)數(shù)據(jù)庫的實(shí)際情況，選取平均滲透率、有效厚度、滲透率級(jí)差、距邊水距離4項(xiàng)指標(biāo)作為優(yōu)選提液井所需的靜態(tài)指標(biāo)。

（2）動(dòng)態(tài)指標(biāo)的選取。油井目前的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ)以及生產(chǎn)情況都直接影響到提液措施的效果。根據(jù)影響產(chǎn)量的達(dá)西定律，結(jié)合實(shí)際區(qū)塊中油井周圍的物質(zhì)能量基礎(chǔ)，提液井位優(yōu)選所需的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為含水率、日產(chǎn)油量、地飽壓差、生產(chǎn)壓差和剩余井控儲(chǔ)量5項(xiàng)指標(biāo)。

表1 提液效果影響因素分析

2.2 利用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)熵的定義計(jì)算各指標(biāo)的熵：

則評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)為：

將J油田12口采油井的9項(xiàng)指標(biāo)分別代入公式進(jìn)行計(jì)算，求得所選動(dòng)、靜態(tài)各指標(biāo)的權(quán)重，具體數(shù)據(jù)見表2。

表2 各指標(biāo)權(quán)重值

2.3 指標(biāo)隸屬度的確定

本次采用模糊分布函數(shù)法進(jìn)行隸屬度的計(jì)算。根據(jù)單因素分析結(jié)果，如果單因素取值越大，越適合提液，如有效厚度、平均滲透率、滲透率級(jí)差、日產(chǎn)油量、含水率、剩余井控儲(chǔ)量、地飽壓差，采用升半梯形分布求其隸屬度：

如果單因素取值越小，越適合提液，如距邊水距離和生產(chǎn)壓差，則利用降半梯形分布求其隸屬度，如式（4）。

2.4 模糊綜合評(píng)判

通過模糊變換，將權(quán)重與隸屬度相乘可求得綜合模糊評(píng)判值。本次共使用動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)兩個(gè)指標(biāo)體系，故采用二級(jí)模糊評(píng)判。

根據(jù)以上模糊評(píng)判計(jì)算方法，最終計(jì)算出 J油田各單井的綜合模糊評(píng)判值，具體見表3。

表3 J油田各油井綜合模糊評(píng)判值

3 實(shí)際應(yīng)用及效果分析

J油田為高孔高滲稠油邊水油田，水體能量充足，采取天然水驅(qū)開發(fā)方式，共有油井12口，目前采出程度12%，綜合含水率50%。根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，該油田面臨大規(guī)模提液需求。將 J油田各油井模糊評(píng)判值按照從大到小排序，綜合該油田當(dāng)前液處理能力以及措施工作量計(jì)劃，本次選取分值在 0.5以上的油井作為本次的提液井。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定目前最適合提液的井位為：A6H、A9H。提液井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表4。

J油田的A6H和A9H提液前泵排量分別為100 m3/d和120 m3/d，根據(jù)提液優(yōu)選結(jié)果，分別對(duì)A6H和A9H實(shí)施了換大泵措施，更換大泵排量均為500 m3/d。措施前后參數(shù)見表5。

措施后，A6H井產(chǎn)液由190 m3/d提高到380 m3/d，產(chǎn)油由17 m3/d提高到35 m3/d，含水基本未變化；A9H井產(chǎn)液由190 m3/d提高到275 m3/d，產(chǎn)油由45 m3/d提高到67 m3/d，含水基本未變化。生產(chǎn)表明提液增油效果較好。

表4 提液井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

表5 提液措施效果

4 結(jié)論

（1）綜合分析了提液改善開發(fā)效果的機(jī)理以及提液開發(fā)所需條件，影響提液開發(fā)效果的因素主要有平均滲透率、有效厚度、滲透率級(jí)差、邊水距離、含水率、日產(chǎn)油量、地飽壓差、生產(chǎn)壓差和剩余井控儲(chǔ)量。

（2）利用數(shù)學(xué)模糊評(píng)判方法，使用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)指標(biāo)體系，采用二級(jí)模糊評(píng)判，優(yōu)選出J油田提液井位為A6H井和A9H井。

（3）該研究成果已在J油田應(yīng)用，分別對(duì)A6H和A9H實(shí)施了換大泵措施，措施后平均單井增油大約 20 m3/d，含水基本未變化，提液增油效果很好。

（4）本文研究的提液井位優(yōu)選方法綜合考慮多項(xiàng)指標(biāo)，分析結(jié)果有效可靠，可有效指導(dǎo)類似油田合理篩選提液措施井，從而充分發(fā)揮油井自身潛能，實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)油控水效果。