低滲透油藏井間優勢通道定量模糊判別方法及應用

任 劍 ，鄧江明，姜 杰

(1.延長油田股份有限公司定邊采油廠，陜西西安 710000；2.西南石油大學；3.中海油田服務股份有限公司油田生產研究院)

低滲透油藏井間優勢通道定量模糊判別方法及應用

任 劍1，鄧江明2，姜 杰3

(1.延長油田股份有限公司定邊采油廠，陜西西安 710000；2.西南石油大學；3.中海油田服務股份有限公司油田生產研究院)

低滲透油藏注水開發時由于裂縫發育及儲層非均質等因素影響，注入水會沿優勢通道竄進，造成油井水淹、產量下降。為了有效而準確地識別水竄優勢通道，在綜合考慮影響注采井間竄流的儲層和生產動態因素基礎上，利用層次分析法和模糊綜合評判法計算各因素權重大小，并建立井間優勢通道定量判別模型，從而量化評判單井的竄流程度。實例表明，該定量判別優勢竄流通道方法計算簡便，與實際符合度高，對現場有較好的指導意義。

低滲透油藏；優勢通道；模糊層次法

對于低滲透油藏，天然發育裂縫、壓裂后的人工裂縫、儲層的非均質性及長期注水開發過程中地層出砂及黏土顆粒的運移等因素，會引起地層滲透率增加，注采井組間形成水流竄進優勢通道，使注入水主要沿優勢通道竄進到部分油井，難以有效均勻波及至其它油井，使其它方向油井受效變差。針對這種情況，需考慮對優勢通道進行封堵等治理措施，以提高波及效率及采收率。該措施的關鍵是判斷井間優勢通道位置、方向和程度。目前識別注水竄流通道主要有注水井測井、井間監測、試井、觀察井巖心分析識別等手段，這些識別手段需現場測試或作業，作業周期長、成本高。模糊綜合評判和層次分析法可以對井組的地質和動態因素進行指標評判，確定井間的優勢竄流通道。

1 評判指標體系建立

為對大孔道的存在和發展程度進行定量判別，可先建立與優勢竄流通道相關性較大的因素指標集，然后結合各因素影響規律與模糊評判原理確定評判指標體系范圍標準，通過確定因素實際值的變化范圍、指標歸一化和權重值，最后利用模糊理論方法綜合處理各動靜態因素指標，建立優勢通道定量識別模型，最終識別優勢通道。

根據油藏及井組動態竄流特征，可將優勢通道評判指標劃分為靜態及動態兩種。各具體指標劃分見圖1。

通過竄流模型數值模擬及物理模擬可分析各因素對竄流程度的影響[1-2]。由于注入水沖刷、儲層非均質性、流體流度比等因素的影響，靜態指標相對越高，越容易形成優勢通道，注入水更容易通過該通道竄進；動態指標中，當井間注采壓差比越大、吸水指數比和比采液指數越小、含水上升速度越快，則形成井間優勢通道的可能性越大，即該方向竄流可能越嚴重。

圖1 優勢通道評判指標集

根據裂縫性低滲透油田開發各因素影響規律，結合其他類似油田開發規律和實際監測值的平均值，利用模糊評判原理確定各指標范圍，如表1。

2 模糊識別評判模型建立及分析

2.1 指標體系權重確定

指標體系權重可利用層次分析法(AHP法)[3]確定，該方法是在建立有序階遞指標體系的基礎上，通過比較同一層次各指標的相對重要性來綜合計算指標的權重系數。AHP法適用于多準則、多目標的復雜問題的權重計算及決策分析，在目標結構較為復雜且缺乏統計數據的情況下更為實用。根據計算，確定各指標的權重結果見表2。

表1 優勢通道指標模糊評判標準

2.2 指標體系無量綱化

由于各單元評價指標間存在量綱、數量級的差異，故可將這些指標進行無量綱化，并歸一化至[0，1]區間，即求各指標的隸屬函數，利用隸屬函數可確定各指標決策因子大小[4-5]。根據實際指標類型，可分為“效益型”和“成本型”的半梯形分布。其中“效益型”表示指標值越大越好，“成本型”表示指標值越小越好，隸屬函數如式(1)、(2),分布模式見圖2。通過兩種分布模式可建立評價體系的指標因素集，并進行無量綱化計算，從而確定無量綱參數矩陣。

表2 優勢通道評判指標權重計算結果

圖2 無量綱化隸屬函數分布模式圖

“效益型”隸屬度表達式：

(1)

“成本型”隸屬度表達式：

(2)

式中，amax為該指標集最大值，amin為最小值。

2.3 模糊評判分析

根據現場實際情況及理論研究，通過量綱模型和評判標準確定各靜態指標評價值FJDi及各動態指標評價值FDDi，通過公式(3)計算優勢通道綜合評價值F，同時根據表3中的評判標準進行優勢通道定量評判。

(3)

式中：n，m為靜態與動態具體指標數；F為綜合評價值；FJDi，FDDi——靜態和動態具體指標評價值；WJDi，WDDi——靜態和動態具體指標權重。

表3 優勢通道綜合評判標準

3 實例計算

某裂縫低滲油田位于鄂爾多斯盆地，含油層系多，主要屬于三角洲沉積，儲層微裂縫發育，含油井段長，油層薄且非均質嚴重。儲層孔隙度為10%～24%，滲透率(8～15)×10-3μm2,屬低孔低滲油藏。該油田已有十多年的注水歷程，在注水過程中由于油層非均質性、裂縫、注采差異等因素產生注采井間的優勢通道，使注入水快速突進，造成油井含水急劇上升甚至水淹。利用上述方法以注采井組W-1為例進行優勢竄流通道定量分析，確定水流竄入方向。W-1井組特征參數如表4，模糊評判結果如表5。

通過評判結果可看出，注水井W-1與鄰井O-1間存在優勢通道，其次與O-3井存在一定的高滲帶，而與O-2井間不存在優勢通道。

表4 W-1注采井組鄰油井特征參數

表5 W-1注采井組優勢通道模糊評判結果

從現場進行示蹤劑動態監測可看出(表6)，O-1井與O-3井都監測到示蹤劑，而O-2井則未監測到，這與評判結果相符,進一步表明該方法的合理性。故后期應針對O-1井與O-3井采取調剖或堵水治理措施，以改變水流方向，提高水驅效果。

表6 W-1井組對應油井示蹤劑動態監測情況

4 結論

(1)利用模糊評判及層次法原理，建立了低滲油藏注采井組間優勢通道動態與靜態評判指標，并確定了各指標的評判標準與界限。

(2) 通過模糊層次法進行實例研究，結果表明該方法能有效地定量確定井組間的優勢通道大小，進而分析油井的來水方向。現場監測結果與本文方法結果基本一致，進一步表明本文方法的合理性。

(3)針對優勢通道發育、含水上升較快的油井，應采取調剖或堵水治理措施，以改變水流方向，提高水驅效果。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)02-0130-03

2014-07-18

任劍，工程師，碩士，1982年生，2005年畢業于西安石油大學，主要從事油氣勘探研究工作。

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