不確定性分析技術(shù)在金家油田金6塊敏感稠油油藏優(yōu)化中的應(yīng)用

摘 ?要：金家油田沙一段是勝利油田敏感性稠油油藏的重要分布區(qū)域，油藏具有敏、薄、稠等特點，強敏感性是制約此類油藏經(jīng)濟有效動用的關(guān)鍵。本文創(chuàng)新性的通過不確定性分析技術(shù)及蒙特卡洛模擬開展了開發(fā)技術(shù)界限研究，在先導試驗井取得成功的基礎(chǔ)上進行了整體部署并分批實施，取得了良好效果，該塊有效動用對實現(xiàn)其他未動用敏感稠油有效開發(fā)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：敏感稠油，開發(fā)方式，不確定性分析，蒙特卡洛模擬

1.油藏基本概況

金家油田位于山東省桓臺縣馬橋鄉(xiāng)境內(nèi)，構(gòu)造位置位于東營凹陷西南邊緣斜坡帶，金家樊家鼻狀構(gòu)造帶南端，工區(qū)面積48.0km2，金6塊位于金家油田的西南部，該塊沙一段構(gòu)造單一，為一繼承性向南抬升又被斷層復雜化的單斜構(gòu)造，構(gòu)造比較平緩，地層南高北低，沙一段4砂組（Es14）為其主力含油層系，地層埋藏深度在-730～-1050米，地層傾角一般為5-6°。50℃地面脫氣原油粘度1335～2912mPa·s;原油為普通稠油。含油面積3.05km2，地質(zhì)儲量為246.1×104t。

2.開發(fā)技術(shù)界限研究

通過油藏數(shù)值模擬手段對金6塊沙一段敏感稠油油藏開展開發(fā)技術(shù)界限研究。在開展開發(fā)技術(shù)界限研究過程中引入了不確定性分析技術(shù)，在本次研究過程中采用了CMG-CMOST工具對金6塊開展了不確定性分析。

研究遵循以下步驟：

（1）確定經(jīng)濟界限：本塊直井投資292萬元，水平井鉆井投資420萬元，冷采、熱采直井地面配套及采油投資133.7萬元、203.7萬元，冷采、熱采水平井地面配套及采油投資194.7萬元、264.7萬元，冷熱采噸油成本1100元/t、1300元/t。測算直井冷采極限經(jīng)濟累產(chǎn)2716t，直井熱采極限經(jīng)濟累產(chǎn)3584t，水平井冷采極限經(jīng)濟累產(chǎn)3763t，水平井冷采極限經(jīng)濟累產(chǎn)4777t。因而開發(fā)技術(shù)界限研究中單井預(yù)測產(chǎn)量必須大于單井極限經(jīng)濟采油量，作為優(yōu)化的基本指標。吞吐極限油汽比0.12，蒸汽驅(qū)極限油氣比0.10。

（2）建立基礎(chǔ)模型：根據(jù)本塊沙一段4砂組油藏地質(zhì)參數(shù)、本塊相滲及所測粘溫資料，建立反九點法井組基礎(chǔ)模型，反九點法數(shù)模模型X方向41個網(wǎng)格，Y方向41個網(wǎng)格，井距175m，縱向上12模擬層，網(wǎng)格總數(shù)20172個，砂厚20.5m，有效厚度9m。吞吐階段注汽強度200t/m，吞吐4周轉(zhuǎn)驅(qū)，汽驅(qū)階段注汽速率0.97×10-4m3/（d·m2·m）。

（3）確定目標函數(shù)，本次選取單儲凈采油量作為目標函數(shù)，單儲凈采油量指單位儲量的凈產(chǎn)油量，其中凈產(chǎn)油量指單井累積產(chǎn)油量扣除單井經(jīng)濟極限產(chǎn)油量及注汽費用后的產(chǎn)油量。

（4）不確定性分析：將油藏砂厚、滲透率、孔隙度、凈毛比設(shè)置為參數(shù)變量，同時考慮吞吐階段固定注汽強度及汽驅(qū)階段固定注汽速率，將吞吐階段及汽驅(qū)階段單井注汽量關(guān)聯(lián)為砂厚及凈毛比的函數(shù)，則整個模擬設(shè)計參數(shù)為40個，每個參數(shù)取3個不同值，則全部組合數(shù)為340個，組合數(shù)目遠超過計算機計算能力及研究時限，在該項目中采用拉丁超立方體抽樣方法進行了參數(shù)組合設(shè)計，共設(shè)計了模擬方案135組，另外設(shè)計5組作為模擬結(jié)果準確度的驗證方案。

2.1敏感性分析

通過線性模型及二次多項式模型對參數(shù)變化進行了敏感性分析，線性模型及二次多項式模型分別提供了13項、48項不確定參數(shù)，但存在影響不明顯參數(shù)，因此對統(tǒng)計結(jié)果中影響不明顯參數(shù)進行了剔除，生成了簡化線性模型及簡化二次多項式模型，提供不確定參數(shù)數(shù)目分別降至4、33。簡化二次多項式模型可以考慮參數(shù)之間的交互影響，更符合油藏開發(fā)實際。

2.3蒙特卡洛模擬

也可稱為隨機模擬、統(tǒng)計模擬，它是一種與一般數(shù)值方法有著本質(zhì)區(qū)別的計算方法，利用隨機數(shù)進行統(tǒng)計試驗，以求得待解決問題的數(shù)值解的統(tǒng)計特征，其本質(zhì)就是從概率分布中重新抽樣以建立輸出變量的分布[1-2]。在本次蒙特卡洛模擬過程中進行了65000次隨機抽樣，單儲凈增油量在1500t/104t以上的概率達到90%以上，實施該項目風險較小。

通過不確定性分析明確該塊風險較小的情況下，通過CMG-CMOST工具對井型、井網(wǎng)、井距、吞吐注汽強度、汽驅(qū)注汽速度、采注比等進行了參數(shù)優(yōu)化。以單儲凈產(chǎn)油量作為目標函數(shù)，模擬結(jié)果給出了數(shù)套優(yōu)化方案，綜合考慮累計油汽比、采收率、含水率等參數(shù)及該塊地質(zhì)特征，最終優(yōu)選方案如下：直井開發(fā)、反九點井網(wǎng)、井距175m、吞吐階段注汽強度200t/m、吞吐排液量25t/d、4-5周轉(zhuǎn)驅(qū)、汽驅(qū)階段注汽速度4-5m3/h，合理注采比1.2、有效厚度大于6m以上布井、凈總比0.3以上。

3.現(xiàn)場先導試驗、整體部署及實施效果

3.1現(xiàn)場先導試驗

在合理開發(fā)方式優(yōu)化研究及開發(fā)技術(shù)界限研究基礎(chǔ)上，篩選出金16-1井開展了現(xiàn)場先導試驗，熱采投產(chǎn)轉(zhuǎn)抽后初期日產(chǎn)液11.6t/d，日產(chǎn)油10.4t/d，含水10.3%，峰值日產(chǎn)液21.3t/d，日產(chǎn)油18.9t/d，含水11.5%，目前日產(chǎn)液6.8t/d，日產(chǎn)油5.2t/d，含水23.8%，階段累產(chǎn)油4197t，階段油汽比2.33，注汽熱采取得成功。

3.2整體部署及實施效果

在先導試驗井取得成功后，對金6塊沙一段進行了整體部署，部署直井39口，利用老井4口，動用儲量248.5×104t，單井控儲6.37×104t。前三年新建產(chǎn)能4.8×104t，十二年累計產(chǎn)油34.5×104t，采出程度14.0%。

通過金家油田金6塊沙一段敏感性稠油油藏開發(fā)技術(shù)研究，形成了適應(yīng)該塊敏感性油藏的評價體系和開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)了該塊的有效動用，這對于金家油田沙一段其他區(qū)塊未動用儲量具有重要意義。

4.結(jié)論及建議

本文對不確定分析技術(shù)、蒙特卡洛模擬技術(shù)及動態(tài)網(wǎng)格技術(shù)在開發(fā)技術(shù)界限研究中的應(yīng)用進行了嘗試，改變了傳統(tǒng)研究模式，但在以后的應(yīng)用過程中還需對以上技術(shù)進行深化完善，以期更好的指導開發(fā)部署，建議開展相關(guān)研究。

參考文獻

[1]張寶生，于龍珍.油氣儲量產(chǎn)量聯(lián)合風險分析評價方法與應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2006（9）：154-156.

[2]張明泉，鐘雄.蒙特卡洛模擬在油田開發(fā)經(jīng)濟評價風險中的應(yīng)用[J].西南石油大學學報（社會科學版），2012（7）：6-10.

作者簡介

王勇（1985—），男，畢業(yè)于中國石油大學，碩士，勝利油田東勝公司，工程師，從事開發(fā)管理。