應(yīng)用注入濃度量化評分方法節(jié)約聚合物用量

盛守東（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

隨著聚合物注入濃度的增加，注入黏度增大，流度比改善的程度越大，聚合物驅(qū)的波及體積越大，提高采收率的幅度越高。但是從現(xiàn)場實際開發(fā)狀況看，聚合物注入濃度高，發(fā)育連通差井注入壓力上升速度越快，導(dǎo)致區(qū)塊注入狀況逐步變差，影響區(qū)塊開發(fā)效果。注入濃度低，發(fā)育連通好井注入壓力上升緩慢，不能有效封堵高滲層，起不到擴大波及體積的作用，區(qū)塊開發(fā)效果較差。為保證聚合物溶液更好的匹配油層，目前相關(guān)研究結(jié)果給出了注入濃度與可注入滲透率下限的函數(shù)關(guān)系圖版[1]，但只考慮了靜態(tài)參數(shù)與注入濃度的匹配關(guān)系，未考慮現(xiàn)場實際的動態(tài)參數(shù)變化。同時，現(xiàn)場開發(fā)過程中也多采用低初黏調(diào)堵[2]、調(diào)剖[3-4]，分層配產(chǎn)[5]等技術(shù)來控制無效注采。因此，聚合物注入濃度的選擇應(yīng)考慮現(xiàn)場實際情況[6]，在單井方案設(shè)計時[7]，既要考慮油層自身的發(fā)育狀況，又要考慮實際的注入能力，采取動靜結(jié)合設(shè)計注入濃度，保證開發(fā)效果的同時，最大程度節(jié)約聚合物用量。

1 單井注入?yún)?shù)選取及權(quán)重系數(shù)的確定

1.1 注入?yún)?shù)的選取

在聚驅(qū)開發(fā)過程中合理的注入濃度與平均滲透率、高滲層厚度比例、聚驅(qū)控制程度[8]、含油飽和度、有效厚度等靜態(tài)參數(shù)和高滲層吸液比例、壓力上升空間、差層啟動壓力、注聚前含水、注聚前注入壓力、注入強度等動態(tài)參數(shù)具有一定關(guān)系。為確定影響較大的參數(shù)[9]，引用灰色關(guān)聯(lián)分析法進行計算[10]。灰色關(guān)聯(lián)分析方法是一種多因素統(tǒng)計分析方法，通過求解系統(tǒng)中各因素之間的主要關(guān)系，找出影響目標(biāo)值的重要因素。

在此需要分別將各參數(shù)與注入濃度比較計算其關(guān)聯(lián)程度，故母序列為注入濃度，其他參數(shù)為子序列。由于各參數(shù)的物理意義不同，導(dǎo)致原始變量序列具有不同的量綱或數(shù)量級，為了保證各參數(shù)具有等級性，需要對其進行無量綱化，在此采用均值化法，即將各個序列的統(tǒng)計值與整條序列的均值作比值。

計算每個子序列中各項參數(shù)與母序列對應(yīng)參數(shù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其表達式為

Δmin、Δmax——分別為各個數(shù)據(jù)點的差的絕對值中的最小值和最大值；

ρ——分辨系數(shù)，取值范圍[0，1]，取值越小求得的關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異越明顯，在此取0.5計算。

計算關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度的幾何含義為比較序列與參考序列曲線的相似與一致程度，關(guān)聯(lián)度越大，與參考序列的曲線形狀越接近。由于關(guān)聯(lián)系數(shù)數(shù)目較多，信息過于分散，為便于比較，對關(guān)聯(lián)系數(shù)求平均得關(guān)聯(lián)度，動、靜態(tài)參數(shù)關(guān)聯(lián)度排序見表1，可以看出，平均滲透率、高滲層厚度比例、聚驅(qū)控制程度、高滲層吸液比例、壓力上升空間、差層啟動壓力6個動靜態(tài)參數(shù)與注入濃度的關(guān)聯(lián)度都在0.7以上，可以作為注入濃度設(shè)計的主要參數(shù)。

表1 動、靜態(tài)參數(shù)關(guān)聯(lián)度排序

表2 專家經(jīng)驗法權(quán)重系數(shù)取值

1.2 注入?yún)?shù)權(quán)重系數(shù)的確定

利用專家經(jīng)驗法，每位專家按照平均滲透率、高滲層厚度比例、聚驅(qū)控制程度、高滲層吸液比例、壓力上升空間和差層啟動壓力6個注入?yún)?shù)分別給定歸一化權(quán)重值，計算后的結(jié)果設(shè)為各參數(shù)的權(quán)重值。本次采納10位專家經(jīng)驗進行加權(quán)歸一計算，專家經(jīng)驗法權(quán)重系數(shù)取值，見表2。

表3 單井濃度量化賦分標(biāo)準(zhǔn)

2 注入濃度標(biāo)準(zhǔn)的建立及設(shè)計結(jié)果

2.1 單井注入濃度標(biāo)準(zhǔn)的建立

平均滲透率、高滲層厚度比例、聚驅(qū)控制程度3個靜態(tài)參數(shù)越好，說明油層發(fā)育及連通越好。高滲層吸液比例、壓力上升空間2個動態(tài)參數(shù)越好，說明層間差異動用差異大，注入濃度設(shè)計時應(yīng)注入的濃度越高，標(biāo)準(zhǔn)建立時按照參數(shù)的高低程度從高到低進行賦分值。差層啟動壓力與其他5個參數(shù)性質(zhì)相反，標(biāo)準(zhǔn)建立時按照參數(shù)的高低程度從低到高賦分值。例如注入井滲透率，按照全區(qū)注入井滲透率分布情況，將所有注入井分為3個等級，其中，滲透率低于0.2μm2的井賦值6分，滲透率0.2～0.4μm2的井賦值8分，滲透率高于0.4μm2的井賦值10分，單井濃度量化賦分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

2.2 單井注入濃度設(shè)計結(jié)果

結(jié)合注入?yún)?shù)權(quán)重系數(shù)和單井濃度量化賦分標(biāo)準(zhǔn)，綜合計算后，給出單井得分情況，保證注入?yún)?shù)最優(yōu)。其中，得分在9分以上的注入井采取深度調(diào)剖措施后低濃度的注入方式，控制聚合物用量，節(jié)約干粉；得分在8～9分的注入井濃度設(shè)計1 600 mg/L左右；得分在7～8分的注入井濃度設(shè)計為1 400 mg/L左右；小于7分的注入井濃度設(shè)計為1 200 mg/L左右，單井注入濃度設(shè)計結(jié)果見表4。

3 應(yīng)用效果

應(yīng)用單井注入濃度量化評分設(shè)計方法，A區(qū)塊注聚后油層動用厚度比例能夠達到83.3%，提高了20.6個百分點，其中，滲透率0.1～0.2μm2的油層，動用厚度比例能夠達到77.9%，提高了22.1個百分點，滲透率小于0.1μm2的油層，動用厚度比例能夠達到72.5%，提高了29.6個百分點。

A區(qū)塊實際綜合含水變化規(guī)律與數(shù)模預(yù)測基本一致，但一直低于數(shù)模預(yù)測，采出程度一直好于數(shù)模，A區(qū)塊預(yù)測及距綜數(shù)模曲線風(fēng)圖1。在提高采收率達到8.04%時，發(fā)生聚合物用量為584.6 mg/L·PV，對比區(qū)塊發(fā)生聚合物用量為900.5 mg/L·PV，少發(fā)生聚合物用量315.9 mg/L·PV，相當(dāng)于少注入聚合物干粉31.5%。A區(qū)塊聚合物用量在900.5 mg/L·PV時，提高采收率達到12.50%，比對比區(qū)塊多提高采收率4.46個百分點，多創(chuàng)效4 819.5萬元。達到了少投入多產(chǎn)出的效果，A區(qū)塊對標(biāo)曲線見圖2。

表4 單井注入濃度設(shè)計結(jié)果

圖1 A區(qū)塊預(yù)測及跟蹤數(shù)模曲線

圖2 A區(qū)塊對標(biāo)曲線

4 結(jié)論

1）應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法能夠確定動、靜態(tài)參數(shù)與注入濃度的關(guān)聯(lián)度，優(yōu)選單井注入濃度設(shè)計上需要的主要參數(shù)。

2）專家經(jīng)驗確定的權(quán)重系數(shù)法能夠在單井注入濃度量化評分設(shè)計中應(yīng)用，較客觀的反應(yīng)了各注入?yún)?shù)的重要程度。

3）注入?yún)?shù)的量化評分法結(jié)合權(quán)重系數(shù)的應(yīng)用，使單井注入濃度設(shè)計更合理，保證區(qū)塊開發(fā)效果的同時節(jié)約聚合物用量，提高相同采收率情況下，可少注入聚合物干粉31.5%，創(chuàng)效4 819.5萬元。