海上潛山油田壓力監測系統優化研究

史長林++許秋石

摘 要：井下壓力計是獲取地層壓力的直接手段，每口井均下壓力計能夠全面取得地層壓力參數，但增加了操作成本和油井管柱的復雜性。通過對JZ25-1N潛山油田壓力分布、井位分布、構造特征等分析，綜合考慮油田各井流動系數、產液、綜合含水等參數對壓力監測井位的影響，提出了海上潛山油田壓力監測系統優化方法，并建立了數學模型。利用該方法優化了JZ25-1N潛山油田合理的壓力計監測井位，定量分析壓力監測井位以及壓力監測井最小井數、比例等參數，所選取壓力監測井位既代表了全油田的生產井和壓力分布特征，又保持了合理的監測比例，實現了JZ25-1N潛山油田壓力監測系統的優化部署。

關鍵詞：壓力計 潛山油田 監測井位 定量分析 優化部署

中圖分類號：TE249 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0027-03

JZ25-1N潛山油田是海上裂縫性潛山油田，目前對于裂縫性潛山油田壓力監測系統部署處于探索時期[1]，并且潛山油田與砂巖油藏儲層特征也有較大區別，也沒有統一的借鑒標準。潛山油田通常按照壓力計部署原則[2]，根據不同的開發階段，有針對性的在構造的高、中與低部位，選取停產井或低產井作為該油藏的壓力監測井[3-4]，該部署方法原則往往只考慮到了構造以及關井測壓對產能的影響，而對于監測井位是否能夠代表全區非監測井位的生產情況考慮的較少，在應用這些實測資料評價壓力時其全面性就會受到影響。

該文綜合考慮了流動系數、產液、綜合含水等動靜態特征對監測井位的影響，建立了壓力監測系統優化部署模型[5]，提出壓力監測系統部署方法，定量分析壓力監測井位位置以及壓力監測最小井數、比例等參數。所選取監測井位代表了全井網的壓力特征，實現了JZ25-1N潛山油田壓力監測系統的優化模擬部署[6-7]。

1 JZ25-1N潛山油田壓力系統研究

1.1 壓力資料分析

根據JZ25-1N潛山油田各油井測壓資料，繪制潛山油田投入開發后各井地層壓力（折算到基準面）隨時間的變化圖（見圖1），除A15h井以外，其余各井的地層壓力特征都是呈現出先快速下降后保持平穩的狀態，且各井的拐點一致；而A15h井地層壓力明顯高于同時期其余井的靜壓值，這說明A15h井屬于另一個壓力系統。

1.2 壓力系統分區

JZ25-1N油田中現有開發井9口，無注水井，其中A15h井為5井東區潛山油井，而其余井為2/7井區潛山油井，兩個井區之間存在一條斷層。從A15h井地層壓力高于同時期的2/7井區油井來看，兩個井區之間的斷層有一定封閉性；A15h井投產時地層壓力是14 MPa較原始地層壓力（17 MPa）下降了3 MPa，說明該邊界斷層為不完全封閉斷層，有一定滲透性。在做壓力計部署模型時，把5井東區的A15h井與2/7井區的八口井分為兩個壓力區塊。

2 壓力計部署研究

2.1 數學模型建立

（1）數學模型建立原則。

壓力監測井位首先要有代表性，主要體現在對局部鄰域壓力的代表性，而壓力與該井的產量、綜合含水、井距、油層性質（流動系數）等因素密切相關，因此監測壓力的井位盡量滿足以下原則：

平面代表性：根據井網特征合理選擇油水井監測井位，要求監測井位能夠均勻分布于整個井網。

油層性質的代表性：根據全區流動系數（若區塊的原油粘度是常數，則為地層系數）分布情況選取監測井位，要求監測井位能夠代表區域內非監測井位的油層性質。

產量的代表性：根據產液、注水、綜合含水等生產動態合理選擇監測井位，要求監測井位能夠代表區域內非監測井位的生產情況。

（2）數學模型參數。

數學模型建立選取流動系數、產量、綜合含水以及監測井壓力，具體如下：

流動系數方差為：

（1）

產量方差為：

（2）

綜合含水方差為：

（3）

壓力監測井P的總方差為：

（4）

式中為第u口井的流動系數；為第u口井的產量或注入量；為第u口井的綜合含水值；λ1、λ2、λ3分別為流動系數、產量和綜合含水的權值，其和為1，根據油藏開發需要，既可等權，也可不等權。

（3）數學模型建立方法。

在上述壓力監測系統優化部署模型的基礎上，結合井區實際生產的動靜態資料進行監測井位部署，具體方法如下：

搜集各井流動系數、產液、綜合含水等動靜態資料，其中如果油藏的粘度變化值不大，可以近似選用地層系數。

根據各井流動系數、產液、綜合含水值等計算各井流動系數方差、產量方差、綜合含水方差，并結合各井流動系數、產液注水、綜合含水值的主次程度計算出各井總方差；本文中針對JZ25-1N潛山油田的特點，選用的是等權平均法。

計算各井平均壓力和研究區塊平均壓力，各井平均壓力采用數值方法進行計算，研究區塊的平均壓力按照體積加權的原理進行計算，即式（5）：

（5）

式中M為測壓的油井數；N為測壓的水井數；為油井i的控制體積；為水井j的控制體積。

根據監測井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無到有的逐漸增加監測井位，分別計算監測比例和監測井位的平均壓力，監測井位的平均壓力同樣應用式（5）進行計算，并將監測井位的平均壓力與研究區塊地層平均壓力進行對比，由于潛山油田壓力變化差異較大，選取兩者誤差在5%之內的值，結合油藏和地質的認識確定合理的監測比例。

將選取的監測井位與構造、井位等分布圖進行對比，看是否符合分布規律，若符合則此監測比例為目前井網條件下能夠反映地層真實壓力水平的合理監測比例；若不符合則繼續返回重新選取，直至所選取的監測井位既能滿足地層平均壓力的精度要求，又能滿足分布規律。

2.2 壓力計井位部署

在2/7井區上做壓力計部署，分析這8口油井的靜態數據，利用前面的系統優化部署模型來進行計算總方差，各井平均壓力和研究區塊平均壓力。假設每口井均可以作為監測井位，計算出各井的總方差、平均壓力值，由靜態數據（見表1）。

根據監測井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無到有的逐漸增加監測井位，由上面數據可推斷：A25h、A30井的方差總值較小，可以作為壓力監測井位，將監測井位的平均壓力與研究區塊地層平均壓力進行對比，經計算得到A17h、A25h、A30、A35s井壓力值與區塊平均壓力比值相對較小。

按照上述選取監測井位的原則，結合本區塊油藏地質特征以及平面井網控制特點，確定出合理監測井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（見圖2），選取的監測井位為合理的監測井位，確定的監測比例為合理的監測比例，最小監測比例為50%；A15h所在的井區，A15h井建議下入壓力計。兩個井區的最小監測比例為55.6%。

3 結論及建議

（1）對JZ25-1N潛山油田考慮不同壓力分區，運用數學優化部署模型分別優化計算，最終得到生產井的壓力監測井位5口，最小監測比例為55.6%。

（2）考慮潛山油田裂縫發育特點，同時兼顧其構造特征以及驅動類型，在不同壓力系統中，運用數學模型方法進行優選時，可適當改變流動系數方差的比重。

（3）利用該方法對JZ25-1N潛山油田進行壓力監測方案優化，優化的壓力監測方案既能代表全井網動靜態特征，又可以簡化采油工程、降低油田生產管理成本。

參考文獻

[1] 華北石油勘探開發設計研究院.古潛山油氣藏[M].北京：石油工業出版社，1982：86-87.

[2] 代永貯，徐加軍，等.動態監測在油藏中的應用實踐與認識[J].斷塊油氣田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉紅，郭偉.多井網條件下動態監測系統的優化[J].中國科技信息，2008（16）：99-101.

[4] 趙秀娟，錢志鑫，程云霞.分層段壓力監測系統在大慶油田的應用[J].大慶石油地質與開發，2002，21（3）：58-60.

[5] 隋新光，尹洪軍，蔡明，等.密井網條件下油藏壓力監測系統優化部署方法[J].數學的實踐與認識，2012，42（15）：219-226.

[6] 吳洪彪，孫波，周慧.多油層油田地層壓力分析[[J].油氣井測試，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吳洪彪，王其文，劉立明，等.壓力監測系統優化部署方法研究[[J].石油勘探與開發，2003，30（6）：104-106.

2.2 壓力計井位部署

在2/7井區上做壓力計部署，分析這8口油井的靜態數據，利用前面的系統優化部署模型來進行計算總方差，各井平均壓力和研究區塊平均壓力。假設每口井均可以作為監測井位，計算出各井的總方差、平均壓力值，由靜態數據（見表1）。

根據監測井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無到有的逐漸增加監測井位，由上面數據可推斷：A25h、A30井的方差總值較小，可以作為壓力監測井位，將監測井位的平均壓力與研究區塊地層平均壓力進行對比，經計算得到A17h、A25h、A30、A35s井壓力值與區塊平均壓力比值相對較小。

按照上述選取監測井位的原則，結合本區塊油藏地質特征以及平面井網控制特點，確定出合理監測井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（見圖2），選取的監測井位為合理的監測井位，確定的監測比例為合理的監測比例，最小監測比例為50%；A15h所在的井區，A15h井建議下入壓力計。兩個井區的最小監測比例為55.6%。

3 結論及建議

（1）對JZ25-1N潛山油田考慮不同壓力分區，運用數學優化部署模型分別優化計算，最終得到生產井的壓力監測井位5口，最小監測比例為55.6%。

（2）考慮潛山油田裂縫發育特點，同時兼顧其構造特征以及驅動類型，在不同壓力系統中，運用數學模型方法進行優選時，可適當改變流動系數方差的比重。

（3）利用該方法對JZ25-1N潛山油田進行壓力監測方案優化，優化的壓力監測方案既能代表全井網動靜態特征，又可以簡化采油工程、降低油田生產管理成本。

參考文獻

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[7] 吳洪彪，王其文，劉立明，等.壓力監測系統優化部署方法研究[[J].石油勘探與開發，2003，30（6）：104-106.

2.2 壓力計井位部署

在2/7井區上做壓力計部署，分析這8口油井的靜態數據，利用前面的系統優化部署模型來進行計算總方差，各井平均壓力和研究區塊平均壓力。假設每口井均可以作為監測井位，計算出各井的總方差、平均壓力值，由靜態數據（見表1）。

根據監測井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無到有的逐漸增加監測井位，由上面數據可推斷：A25h、A30井的方差總值較小，可以作為壓力監測井位，將監測井位的平均壓力與研究區塊地層平均壓力進行對比，經計算得到A17h、A25h、A30、A35s井壓力值與區塊平均壓力比值相對較小。

按照上述選取監測井位的原則，結合本區塊油藏地質特征以及平面井網控制特點，確定出合理監測井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（見圖2），選取的監測井位為合理的監測井位，確定的監測比例為合理的監測比例，最小監測比例為50%；A15h所在的井區，A15h井建議下入壓力計。兩個井區的最小監測比例為55.6%。

3 結論及建議

（1）對JZ25-1N潛山油田考慮不同壓力分區，運用數學優化部署模型分別優化計算，最終得到生產井的壓力監測井位5口，最小監測比例為55.6%。

（2）考慮潛山油田裂縫發育特點，同時兼顧其構造特征以及驅動類型，在不同壓力系統中，運用數學模型方法進行優選時，可適當改變流動系數方差的比重。

（3）利用該方法對JZ25-1N潛山油田進行壓力監測方案優化，優化的壓力監測方案既能代表全井網動靜態特征，又可以簡化采油工程、降低油田生產管理成本。

參考文獻

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