智能分注分采技術(shù)改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)方法

羅云龍，盧祥國(guó)，曹 豹，劉義剛，夏 歡

（1.東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶 163318；2.中海石油天津分公司渤海石油研究院，天津 300452）

渤海油田具有原油黏度較高、儲(chǔ)層厚度較大、非均質(zhì)性較強(qiáng)、井網(wǎng)井距較大和巖石膠結(jié)強(qiáng)度較低等特點(diǎn)［1-3］。為有效解決層間驅(qū)替不均、注入水利用率低的問(wèn)題，進(jìn)一步擴(kuò)大注入水波及體積，提高剩余油動(dòng)用程度，采取分層注水或分層采油，起到了良好的增油控水效果。油田開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)在油田開(kāi)發(fā)管理、解決生產(chǎn)問(wèn)題和開(kāi)發(fā)方案調(diào)整等方面發(fā)揮著重要作用，因此智能分注分采技術(shù)改善水驅(qū)效果程度如何量化，其作用效果如何評(píng)價(jià)成為亟待解決的重要問(wèn)題。

目前，關(guān)于水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)方法大致可以分為狀態(tài)對(duì)比法［4-5］、模糊綜合評(píng)判法［6-8］、灰色系統(tǒng)理論評(píng)價(jià)法［9-11］、水平分級(jí)評(píng)價(jià)法、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析法［12］和數(shù)值模擬評(píng)價(jià)法［13］等6類。每種方法有其優(yōu)點(diǎn)也有其短處。狀態(tài)對(duì)比法就是將理論值或曲線與實(shí)際值或曲線進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)兩者偏離程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，最為常用的是含水率與采出程度關(guān)系曲線，在相同采出程度下，實(shí)際含水率高于理論值為差，實(shí)際含水率低于理論值則為好，但好差到什么程度無(wú)從體現(xiàn)，評(píng)價(jià)方法也只是定性分析；模糊綜合評(píng)判法是一種基于模糊數(shù)學(xué)理論的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，應(yīng)用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評(píng)價(jià)事物相關(guān)的各個(gè)因素，對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)方法成熟且被廣泛應(yīng)用，但其評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重受人為因素影響較強(qiáng)，過(guò)于主觀；灰色系統(tǒng)理論是由鄧聚龍［14］提出的，該理論隨后被許多石油科技工作者逐漸應(yīng)用于油氣藏工程開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)、措施決策等方面，灰色系統(tǒng)理論本質(zhì)是一種多因素統(tǒng)計(jì)方法，以實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)描述各因素間強(qiáng)弱、大小或者次序關(guān)系，進(jìn)而對(duì)油田開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)或決策，該方法不被人為干預(yù)，具有一定的客觀優(yōu)越性；水平分級(jí)評(píng)價(jià)法是基于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，制定油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［15］，通過(guò)劃分評(píng)價(jià)指標(biāo)范圍，劃分為好、中等、差或一、二、三3種類別，但評(píng)價(jià)結(jié)果也只能定性評(píng)價(jià)且具有一定模糊性；數(shù)值模擬評(píng)價(jià)法是一種較為方便且經(jīng)濟(jì)的方法，通過(guò)建立地質(zhì)模型并考慮調(diào)整措施機(jī)理得出模擬結(jié)果，便能直觀得出評(píng)價(jià)結(jié)果，雖然外國(guó)對(duì)數(shù)值模擬認(rèn)可度較高，但由于種種原因，中國(guó)僅將數(shù)值模擬作為參考，主要原因可能是對(duì)地質(zhì)認(rèn)識(shí)不夠全面。

為使評(píng)價(jià)體系更加完善，權(quán)重給定更為合理，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)更具客觀全面性，筆者基于灰色關(guān)聯(lián)分析法和層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重，根據(jù)中國(guó)石油《油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)》（SY/T 6219—1996）［15］和中海石油《海上中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏開(kāi)發(fā)水平分級(jí)》［16］等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立不同原油黏度和含水階段下分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，利用智能分注分采技術(shù)措施前后綜合分差值來(lái)評(píng)價(jià)水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果改善程度，即綜合分差值越大，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果改善程度就越高，以期為評(píng)價(jià)渤海油田智能分注分采技術(shù)改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果提供技術(shù)支持與理論指導(dǎo)。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選

孫偉通過(guò)邏輯分析法、主成分分析法以及灰色關(guān)聯(lián)分析法等方法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)已取得較好的篩選結(jié)果，具有重要參考價(jià)值［17］。鑒于渤海油田實(shí)際情況，首先運(yùn)用油藏工程理論分析油田常用開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際意義，并經(jīng)過(guò)分析、整理、歸納和分類，得出評(píng)價(jià)指標(biāo)大致可分為生產(chǎn)動(dòng)態(tài)類指標(biāo)、生產(chǎn)管理類指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益類指標(biāo)3大類。由于生產(chǎn)動(dòng)態(tài)類指標(biāo)直接體現(xiàn)水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果好壞，生產(chǎn)管理類指標(biāo)是水驅(qū)開(kāi)發(fā)實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益類指標(biāo)是水驅(qū)開(kāi)發(fā)最終效益結(jié)果，因此，對(duì)水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選只考慮生產(chǎn)動(dòng)態(tài)類指標(biāo)即可。生產(chǎn)動(dòng)態(tài)類指標(biāo)可進(jìn)一步分為開(kāi)采程度狀況、井網(wǎng)完善狀況、含水率變化狀況、采油量變化狀況、注水開(kāi)發(fā)狀況、注水利用狀況、水驅(qū)油效果狀況、儲(chǔ)采狀況和地層能量保持狀況等9小類評(píng)價(jià)指標(biāo)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選原則包括：①全面性，所篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)能全面反映目標(biāo)油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。②相對(duì)獨(dú)立性，各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間應(yīng)相互獨(dú)立，避免水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的重復(fù)評(píng)價(jià)。③可操作性，評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算應(yīng)具有可行性，方便計(jì)算分析。④可代表性，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)適用范圍廣且具有代表意義。⑤可對(duì)比性，便于措施實(shí)施前后開(kāi)發(fā)效果對(duì)比。

評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選采用邏輯分析法。所謂邏輯分析法是根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際意義，分析指標(biāo)與指標(biāo)篩選、評(píng)價(jià)指標(biāo)與開(kāi)發(fā)效果的邏輯關(guān)系。宋子齊將邏輯關(guān)系分為：因果關(guān)系、等價(jià)關(guān)系和過(guò)程關(guān)系［9］。

當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)間為因果關(guān)系時(shí)，為體現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的可代表性，應(yīng)選其“果”。如井網(wǎng)密度越大，水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度越高，因此井網(wǎng)密度和水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度為因果關(guān)系，所以選擇水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)間為等價(jià)關(guān)系時(shí)，為避免對(duì)開(kāi)發(fā)效果的重復(fù)評(píng)價(jià)，可二選一。以反映井網(wǎng)完善狀況的水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度和水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度為例，水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度是按年度所有測(cè)試水井的吸水剖面或全部測(cè)試油井的產(chǎn)液剖面資料計(jì)算，即總吸水厚度與注水井總射開(kāi)連通厚度之比，或總產(chǎn)液厚度與油井總射開(kāi)連通厚度之比，水驅(qū)儲(chǔ)量控制程度定義為在現(xiàn)有井網(wǎng)條件下與注水井連通的采油井射開(kāi)有效厚度與井組內(nèi)采油井射開(kāi)總有效厚度之比，因此兩者為等價(jià)關(guān)系。又如儲(chǔ)采比和剩余可采儲(chǔ)量采油速度也為等價(jià)關(guān)系。

當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)間為過(guò)程關(guān)系時(shí)，為體現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)獨(dú)立性和代表性，應(yīng)選其“末”。如綜合含水率和綜合含水上升率，綜合含水上升率是指每采出1%地質(zhì)儲(chǔ)量綜合含水率的上升值，兩者為過(guò)程關(guān)系，所以應(yīng)該選擇綜合含水上升率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

通過(guò)對(duì)油田常用開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行歸納分類，遵循篩選原則并運(yùn)用邏輯分析法，建立了能客觀和全面反映油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該體系包括水驅(qū)采收率（反映開(kāi)采程度狀況）、水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度（反映井網(wǎng)完善狀況）、綜合含水上升率（反映含水率變化狀況）、單位采油速度綜合遞減率（反映采油量變化狀況）、階段注采比（反映注水開(kāi)發(fā)狀況）、階段存水率（反映注水利用狀況）、階段水驅(qū)指數(shù)（反映水驅(qū)油效果）、剩余可采儲(chǔ)量采油速度（反映儲(chǔ)采狀況）和能量保持水平（反映地層能量保持狀況）共9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

目前，權(quán)重確定方法大體可分為主觀和客觀2種。主觀方法如德?tīng)柗品?、層次分析法和環(huán)比評(píng)分法等，客觀方法如灰色關(guān)聯(lián)分析法和相似權(quán)法等方法。對(duì)多指標(biāo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，若評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重不同，其評(píng)價(jià)結(jié)果就各有差異。因此，確定指標(biāo)合理權(quán)重尤為重要。目前應(yīng)用較多且成熟的是層次分析法，該法雖然能充分利用決策者在兩兩比較中給出的偏好進(jìn)行分析與決策，但單獨(dú)運(yùn)用具有明顯的主觀性?；疑P(guān)聯(lián)分析法雖為一種客觀確定權(quán)重的方法，但其信息統(tǒng)計(jì)具有不完全性，且結(jié)果上主要體現(xiàn)的是關(guān)聯(lián)序，因此還需要對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行補(bǔ)充。綜上分析認(rèn)為，基于灰色關(guān)聯(lián)分析法和層次分析法等主客觀法來(lái)確定各項(xiàng)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，可得到更加科學(xué)客觀權(quán)重結(jié)果。

1.2.1 灰色關(guān)聯(lián)分析法

1.2.1.1 灰色關(guān)聯(lián)分析法原理

灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種以各因素樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)的多因素統(tǒng)計(jì)分析方法，用灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)描述各因素間相互強(qiáng)弱關(guān)系、大小關(guān)系或者次序關(guān)系。若兩因素變化態(tài)勢(shì)基本一致，則它們之間關(guān)聯(lián)度較大，對(duì)結(jié)果影響就較大，反之則較小。

在灰色關(guān)聯(lián)分析法中，k時(shí)刻母序列與子序列關(guān)聯(lián)系數(shù)表達(dá)式為：

若系統(tǒng)因素與系統(tǒng)主行為呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，則可采用倒數(shù)化處理方法。若各因素間單位不同，造成數(shù)量級(jí)或量綱方面差異而無(wú)法比較，可在計(jì)算關(guān)聯(lián)度前進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

兩序列關(guān)聯(lián)度可用兩比較序列在各個(gè)時(shí)刻關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值計(jì)算，其表達(dá)式為：

各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)確定后，計(jì)算其指標(biāo)權(quán)重，其表達(dá)式為：

1.2.1.2 權(quán)重計(jì)算

渤海B油田大部分分注井組于2018年9月實(shí)施智能分注，截至2019 年9 月1 日該油田各井組智能分注前后9 項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值參見(jiàn)表1。由表1 可知，B油田各智能分注井組，在實(shí)施智能分注技術(shù)后，水驅(qū)采收率、水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度等評(píng)價(jià)指標(biāo)有所改善，綜合含水上升率和單位采油速度綜合遞減率降幅較大，剩余可采儲(chǔ)量采油速度仍然較高，能量保持水平穩(wěn)定。在該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，除個(gè)別評(píng)價(jià)指標(biāo)外，大多數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)有所改善。

以S 油田和L 油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，基于灰色關(guān)聯(lián)分析法原理，計(jì)算得到不同油田各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。由圖1 可知，水驅(qū)采收率和水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度影響最大，綜合含水上升率和單位采油速度綜合遞減率影響次之，階段水驅(qū)指數(shù)、剩余可采儲(chǔ)量采油速度和能量保持水平影響較小，階段注采比和階段存水率影響最小。

利用渤海B，L 和S 等油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)分析法權(quán)重計(jì)算結(jié)果，取其平均值得到渤海油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)分析法計(jì)算最終權(quán)重結(jié)果。由圖1 可知，計(jì)算所得灰色關(guān)聯(lián)分析法最終權(quán)重結(jié)果與各油田具有一致特征。值得強(qiáng)調(diào)的是，灰色關(guān)聯(lián)分析法權(quán)重計(jì)算結(jié)果是以油田實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，但由于油田開(kāi)發(fā)早期、中期、高含水期和特高含水期實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的變化，因而會(huì)造成權(quán)重結(jié)果發(fā)生變化，即油田在不同時(shí)期其評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重不一樣。

1.2.2 層次分析法

1.2.2.1 層次分析法原理

層次分析法的核心是將決策者對(duì)事物的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)定量化，以增強(qiáng)決策依據(jù)的準(zhǔn)確性。應(yīng)用層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，就是建立在有序遞階指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，通過(guò)比較同一層次各指標(biāo)相對(duì)重要性來(lái)綜合計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。在對(duì)指標(biāo)相對(duì)重要性進(jìn)行評(píng)判時(shí)，層次分析法法引入了九分位比例標(biāo)度標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)表2。

表1 渤海B油田井組評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果Table1 Calculation results of well-group evaluation indexes in Bohai B Oilfield

圖1 利用灰色關(guān)聯(lián)分析法計(jì)算渤海油田評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重結(jié)果Fig.1 Calculation results of weight by grey relational analysis

表2 相對(duì)重要性的比例標(biāo)度標(biāo)準(zhǔn)Table2 Scale of relative importance

層次分析法的步驟主要包括：①構(gòu)造判斷矩陣。②計(jì)算權(quán)重和最大特征值。③一致性檢驗(yàn)。當(dāng)判斷矩陣階數(shù)大于2，其一致性比率小于0.10 時(shí)，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意一致性，否則，需要調(diào)整判斷矩陣，以使其具有滿意一致性。

1.2.2.2 權(quán)重計(jì)算

對(duì)比各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)重要性程度，對(duì)照比例標(biāo)度標(biāo)準(zhǔn)得出判斷矩陣結(jié)果（表3）。

9 階矩陣平均隨機(jī)一致性指標(biāo)值為1.46，判斷矩陣的一致性比率為0.038 7，小于0.10，即判斷矩陣具有滿意的一致性。依據(jù)層次分析法原理，計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，從層次分析法計(jì)算結(jié)果（圖2）來(lái)看，水驅(qū)采收率、水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度、綜合含水上升率、單位采油速度綜合遞減率和階段水驅(qū)指數(shù)等指標(biāo)影響水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果改善程度較大，剩余可采儲(chǔ)量采油速度和能量保持水平影響次之，階段存水率和階段注采比影響較小。

表3 層次分析法判斷矩陣結(jié)果Table3 Judgment matrix results of weight by analytic hierarchy process

圖2 層次分析法權(quán)重和綜合權(quán)重計(jì)算結(jié)果Fig.2 Calculation results of weight by analytic hierarchy process and comprehensive weight

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重

為使評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果最優(yōu)，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法和層次分析法權(quán)重計(jì)算結(jié)果，引入綜合權(quán)重，其表達(dá)式為：

若取偏好系數(shù)為0.5，水驅(qū)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)重結(jié)果參見(jiàn)圖2。

結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法和層次分析法計(jì)算的綜合權(quán)重結(jié)果，作為水驅(qū)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)最終權(quán)重。

1.3 建立分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

在同一含水階段，各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)智能分注分采改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果程度反映效果不一樣，且不同含水階段各水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)變化程度也存在差異。因此，需要根據(jù)不同含水階段對(duì)油田建立不同階段的分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。油田劃分開(kāi)發(fā)階段有許多方法，可根據(jù)采出程度和含水率等指標(biāo)劃分，大多數(shù)油田采用含水率變化作為劃分指標(biāo)，將開(kāi)發(fā)階段劃分為低含水期（含水率＜20%）、中含水期（含水率為20%～60%）、高含水期（含水率為60%～90%）和特高含水期（含水率＞90%）等4個(gè)階段。

同時(shí)，不同油水黏度比的油田水驅(qū)特征也有顯著差異。對(duì)于低黏度油田，油水黏度比小，開(kāi)發(fā)初期含水率上升緩慢，主要儲(chǔ)量集中在中低含水期采出；對(duì)于中高黏度油田，則相反，開(kāi)發(fā)初期含水率上升迅速，主要儲(chǔ)量集中在高含水期采出。所以，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的建立還應(yīng)考慮原油黏度的影響。原油黏度劃分為4 類：低黏度（≤5 mPa·s）、中高黏度（5，50］mPa·s、普稠油Ⅰ-1級(jí)（50，150］mPa·s和普稠油Ⅰ-2級(jí)（150，10 000］mPa·s。

依據(jù)各開(kāi)發(fā)階段特征，將開(kāi)發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別分為三級(jí)：好（100 分）、中等（0～100 分）和差（0分），建立不同原油黏度不同含水階段下的分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)主要以海上中高滲透率水驅(qū)砂巖油藏開(kāi)發(fā)水平分級(jí)為基礎(chǔ)［16］，同時(shí)借鑒油田開(kāi)發(fā)水平分級(jí)［15］等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，本文僅羅列了原油黏度為5～50 mPa·s的分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表4）。

表4 中高滲透砂巖油藏中高黏度開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table4 Evaluation index standards development effect in medium-high permeability sandstone reservoirs with medium-high viscosity oil

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 評(píng)價(jià)步驟

具體評(píng)價(jià)步驟包括：①運(yùn)用油藏工程理論，分別計(jì)算智能分注分采前后9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)值。②基于目標(biāo)油田平均原油黏度和現(xiàn)階段含水情況，參照不同原油黏度和不同含水階段分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算智能分注前后評(píng)價(jià)指標(biāo)分值。③將智能分注分采前后各評(píng)價(jià)指標(biāo)分值與各指標(biāo)綜合權(quán)重相乘，得到單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分值，各單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分值相加即獲得該井組綜合分值：

④計(jì)算智能分注分采前后井組綜合分值和分差值，該分差值反映智能分注分采后水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果改善程度。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)分值計(jì)算方法

目前，中國(guó)大多數(shù)油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)都采用好、中等和差等評(píng)價(jià)等級(jí)，不僅評(píng)價(jià)過(guò)程存在較強(qiáng)模糊性，評(píng)價(jià)步驟也不夠合理。例如，水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度僅包括好（≥75%）、中等（60%～75%）和差（≤60%）3 個(gè)等級(jí)。假設(shè)有甲、乙、丙3 個(gè)油田，計(jì)算甲油田水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度為74%，乙為68%，丙為61%。按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都處于中等水平，顯然評(píng)價(jià)結(jié)論存在不合理性，雖然甲油田處于中等，但評(píng)價(jià)值明顯趨于好等級(jí)；丙油田也處于中等，但評(píng)價(jià)值明顯趨于差等級(jí)。為了改善這種評(píng)價(jià)方式，更好體現(xiàn)水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，擬將好、中等、差3 個(gè)等級(jí)分別賦予分值，好為100 分，差為0 分，而處于中等級(jí)別的則采用線性插值方法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)分值。例如，假設(shè)已知坐標(biāo)(x0,y0)與(x1,y1)，要得到[x0,x1]區(qū)間內(nèi)位置x在直線上的值，如圖3 所示，兩點(diǎn)式直線方程表達(dá)式為：

圖3 線性插值原理圖Fig.3 Diagram of linear interpolation

以水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度為例，某油田水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度為70%，若評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度大于75%為好，低于60%為差，則該油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度經(jīng)線性插值得分為67分。

2.3 應(yīng)用實(shí)例

渤海B 油田構(gòu)造為一個(gè)東北走向的復(fù)雜斷塊，共劃分為6個(gè)油組，自上而下分別為0，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ油組，其中Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ為油田的主力油組。油田儲(chǔ)集空間以粒間孔為主，平均孔隙度為30%，平均滲透率為1 800 mD，具有高孔高滲透的儲(chǔ)集特性。B 油田南部主體開(kāi)發(fā)區(qū)域截至2019 年9 月1 日共有50 口生產(chǎn)井，29 口注水井，3 口水源井。油田平均地層脫氣原油黏度為25 mPa?s，綜合含水率約為77%，采出程度約為21%，屬于高含水開(kāi)發(fā)階段。從油田投產(chǎn)到現(xiàn)在，為完善井網(wǎng)、提高儲(chǔ)量控制程度和解決層內(nèi)層間非均質(zhì)矛盾，先后經(jīng)歷調(diào)整和穩(wěn)產(chǎn)階段，各開(kāi)發(fā)階段呈現(xiàn)不同變化規(guī)律，該油田分注井組大多于2018年9月1日前后安裝智能測(cè)調(diào)管柱設(shè)備。而S 油田截至2019 年9 月1 日含水率約為80%，原油黏度為37.4～154.7 mPa?s，所選評(píng)價(jià)分注井組大多于2018年4月1日前后安裝智能測(cè)調(diào)管柱設(shè)備。L 油田含水率約為85%，地層原油黏度為13.9～19.4 mPa?s，所選評(píng)價(jià)智能分注井組大多于2017 年5 月1 日前后下入智能測(cè)調(diào)管柱設(shè)備。截至2019 年9 月1 日，智能分注后各井組生產(chǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)發(fā)生變化，考慮各井組實(shí)際配注層數(shù)及分層注水調(diào)配次數(shù)，各井組評(píng)分結(jié)果參見(jiàn)表5。從表5 可以看出：B 油田BZ2 和BZ3 井組實(shí)施智能分注后水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果提高幅度最大，BZ1 和BZ5 井組次之，BZ4 井組由于本身水驅(qū)開(kāi)發(fā)整體效果較優(yōu)，因此智能分注后未見(jiàn)明顯改善；S油田SZ2井組水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果改善程度較大，SZ3 井組次之，SZ1 井組再次之；L 油田L(fēng)D1和LD2井組，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果均有改善，但改善效果不明顯。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的改善程度受配注層數(shù)及調(diào)配次數(shù)的影響，配注層數(shù)和調(diào)配次數(shù)越多，相應(yīng)綜合分差值越大，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果改善程度越明顯，尤其在中低滲透儲(chǔ)層注入水利用率增加，擴(kuò)大波及體積能力增強(qiáng)，使得各層剩余油動(dòng)用程度提高，最終改善了水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果。

為進(jìn)一步體現(xiàn)智能分注分采技術(shù)評(píng)價(jià)方法的適用性，通過(guò)B 油田實(shí)際地質(zhì)模型，模擬BZ1，BZ2，Z3，BZ4 和BZ5 等井組5 年智能分注開(kāi)發(fā)效果（2019年9 月1 日至2024 年9 月1 日），并與油水井籠統(tǒng)注采相對(duì)比，結(jié)果表明（表6）：各井組實(shí)施智能分注后，其增油量與評(píng)價(jià)綜合分差值呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即分差值越大增油效果越好，從而進(jìn)一步證明了該評(píng)價(jià)方法的適用性。

對(duì)于該評(píng)價(jià)方法本身而言，該評(píng)價(jià)方法的思路具有普遍適用性。從評(píng)價(jià)對(duì)象的規(guī)?？紤]，它不僅適用于油田井組、部分區(qū)塊評(píng)價(jià)，也適用于整個(gè)油田評(píng)價(jià)。同時(shí)，對(duì)于油田不同增產(chǎn)措施，只要有合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)和行業(yè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，也具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

表5 渤海各油田井組評(píng)價(jià)情況Table5 Evaluation of well groups in Bohai oilfields

表6 渤海B油田各井組增油結(jié)果Table6 Increased oil production of well groups in Bohai B Oilfield

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)油田常用開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)歸納分類，運(yùn)用篩選原則和邏輯分析法確定能客觀、全面反映油田開(kāi)發(fā)效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，該體系由水驅(qū)采收率（反映開(kāi)采程度狀況）、水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度（反映井網(wǎng)完善狀況）、綜合含水上升率（反映含水率變化狀況）、單位采油速度綜合遞減率（反映采油量變化狀況）、階段注采比（反映注水開(kāi)發(fā)狀況）、階段存水率（反映注水利用狀況）、階段水驅(qū)指數(shù)（反映水驅(qū)油效果）、剩余可采儲(chǔ)量采油速度（反映儲(chǔ)采狀況）和能量保持水平（反映地層能量保持狀況）組成。

基于灰色關(guān)聯(lián)分析法和層次分析法，確定水驅(qū)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重，確保了權(quán)重與各項(xiàng)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)影響水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果重要程度的一致性?？紤]不同油田水驅(qū)開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果反映程度有差異，因此各油田可根據(jù)自身油田實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)反映的開(kāi)發(fā)效果，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法和層次分析法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重結(jié)果。對(duì)于評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，各油田可根據(jù)自身實(shí)際情況，建立不同原油黏度不同含水率下的分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

油田實(shí)際地質(zhì)模型模擬結(jié)果表明，綜合分差值與水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果呈正相關(guān)，證明了該評(píng)價(jià)方法的適用性。此外，該評(píng)價(jià)方法不僅可應(yīng)用于油田井組、部分區(qū)塊的水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)，也可應(yīng)用于整個(gè)油田的評(píng)價(jià)，具有普遍適用性。

符號(hào)解釋

FZ——綜合分值；

k——時(shí)刻；

n——時(shí)刻取值范圍，即評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)；

N——序列長(zhǎng)度，這里指油田參與計(jì)算井組數(shù)量；

p——目前地層壓力，MPa；

pb——飽和壓力，MPa；

roi——子序列i與母序列o的關(guān)聯(lián)度；

wi——評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合權(quán)重；

x——評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果；

y——評(píng)價(jià)指標(biāo)的分值；

x0——分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中差與中等等級(jí)范圍界限值；

y0——差等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分值，其值為0；

x1——分級(jí)制評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中好與中等等級(jí)范圍界限值；

y1——中等等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的分值，其值為100；

xi——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果；

yi——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分值；

αi——由灰色關(guān)聯(lián)分析法確定的權(quán)重；

βi——層次分析法確定的權(quán)重；

Δoi(k)——k時(shí)刻母序列與子序列的絕對(duì)差；

Δmin，Δmax——各個(gè)時(shí)刻絕對(duì)差的最小值和最大值，一般取Δmin=0；

λ——偏好系數(shù)，取值范圍為0～1，一般取0.5；

ξ oi(k)——k時(shí)刻母序列與子序列關(guān)聯(lián)系數(shù)；

ρ——分辨系數(shù)，用以削弱Δmax過(guò)大而引起的關(guān)聯(lián)系數(shù)失真，一般取0.1～0.5，文中取值為0.5；

ωi——指標(biāo)權(quán)重。