安塞油田杏河區體積壓裂候選井多級模糊決策方法

鄧志穎，曾 江，萬文杰，杜 昊，何桂平

(中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 717500)

安塞油田杏河區體積壓裂候選井多級模糊決策方法

鄧志穎，曾 江，萬文杰，杜 昊，何桂平

(中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 717500)

安塞油田是典型的低滲、低壓、低產油藏，壓裂是油田增產穩產的的一個重要措施。目前常規壓裂實施后產液量、含水率大幅度上升，產油量變化不大，無法實現油井增產的目的，為此應用了體積壓裂改造儲層的方法。影響體積壓裂的主要因素有儲層特征、產能和工程三方面，這三方面又可細分為很多影響因素，將層次分析法和多級模糊決策方法結合起來應用于體積壓裂候選井的評判上，對杏河區30口井進行了優選。結果表明，該方法較以往憑經驗選擇體積壓裂候選井更為科學、合理。

安塞油田；體積壓裂；影響因素；模糊決策方法；層次分析法

安塞油田為典型的低壓、低滲、低產“三低”油藏，油層物性差，非均質性強，油層孔喉半徑較小，油井一般無自然產能，經壓裂后才能獲得工業油流。隨著油田不斷開發，儲層原來壓裂的裂縫逐漸閉合, 造成壓裂失效[1]。對壓裂失效井,常規重復壓裂實施后，老裂縫張開，產液量、含水率大幅度上升，產油量變化不大，側向剩余油難以動用，無法實現油井增產的目的。體積壓裂通過實施“大排量、高液量、低黏液體”及裂縫轉向技術，不僅在平面上對儲層進行改造，而且實現了對裂縫的縱向改造，使裂縫呈復雜的網絡形態，增加泄油面積，提高單井產能[2-5]。但是部分措施后的井仍存在增產幅度不大、含水上升、 產量遞減快、有效期短問題，這與選井選層不合適密切相關。目前大多數油田主要靠經驗來確定候選井, 具有較大的盲目性[6]，因此有必要對體積壓裂的選井選層進行研究。

1 影響體積壓裂的因素

1.1 儲層特征

儲層物性好，油層厚度大，剩余油富集，能力充足，與注水井連通程度好，處于多向水驅狀態，是體積壓裂效果理想的先天條件。

對杏河區30口措施井統計,從圖1、圖2中可見，體積壓裂效果好壞與流動系數和壓力保持水平呈正相關性。

1.2 產能

根據歷年措施效果分析，油井含水率越低，開采初期采液量高、可動用剩余油越多、后期措施效果越明顯。現場實際表明，體積壓裂后在中低含水期應用效果較好。

圖1 壓力保持水平與單井增油關系

圖2 流動系數與單井增油關系

1.3 工程因素

如果油井初期改造加砂強度小、改造程度低、改造次數少，儲層破壞程度就低。儲層破裂壓力越小，實施措施后裂縫轉向越容易，后期見效越明顯。從圖3可知，體積壓裂后單井日增油隨前期壓裂破裂壓力的減小而增加。

圖3 前次壓裂的破裂壓力與單井增油關系

影響體積壓裂選井的因素眾多，各因素可能在不同層次上對壓裂效果起著不同的作用，且各因素本身具有模糊性，用常規的單一函數方法很難確定重復壓裂候選井, 且有效率是一個值得商榷的問題[7]。因此，本文基于模糊系統理論和系統工程層次分析原理，確定各項參數對綜合效用值的權重，得到了影響因素(圖4)，并計算綜合效用值以確定合適的體積壓裂候選井。

2 模糊分析基本方法及原理

模糊綜合評價是通過構造等級模糊子集把反映被評事物的模糊指標進行量化，再利用模糊變換原理對各指標綜合。

圖4 體積壓裂影響因素

2.1 確定評價對象的因素域

P個評價指標，u={u1,u2,u3……，up} 。

2.2 歸一化處理

歸一化處理就是為了便于比較，將數值壓縮在閉區間[ 0, 1]上, 讓比較的對象具有相同的量綱。對于越小越優指標:

對于越大越優指標:

2.3 建立模糊關系矩陣

確定從單因素ui(i=1,2, ……,p)來看被評事物對等級模糊子集的隸屬度(R|ui)，進而得到模糊關系矩陣：

2.4 確定評價因素的權向量并合成模糊綜合評價結果向量

在模糊綜合評價中，確定評價因素的權向量：A=(a1,a2, ……,ap)。權向量A中的元素ai本質上是因素ui對模糊子{對被評事物重要的因素}的隸屬度。本文使用層次分析法來確定評價指標間的相對重要性次序,從而確定權系數，再利用合適的算子將A與各被評事物的R進行合成，得到各被評事物的模糊綜合評價結果向量。

3 實例計算

以安塞油田杏河區塊排狀注水井網和菱形反九點井網開展30口井體積壓裂井為例, 通過現場數據統計并搜集到各井的特征數據。

3.1 綜合評判

對各井的特征數據進行歸一化處理，得到模糊關系矩陣R(排狀注水井網特征數據為0，菱形反九點井網為1)。

3.2 權重確定

經計算, 各因素的權重分配見表1。

表1 各影響因素的權重

排序時數值越大越有利的參數為：厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度、流動系數、表皮系數、壓力保持水平； 排序時數值越小越有利的參數是:壓裂前日產油、壓裂前日產液、壓裂前含水率、壓裂前動液面、井網壓裂次數、前次壓裂的破裂壓力。

其權重分配為

A=(0.073,0.113,0.025,0.009,0.143,0.025,0.230,0.107,0.009,0.133,0.013,0.050,0.045,0.023)

3.3 結果對比

合成權重分配系數A與各被評對象R，得到模糊評判綜合效用值，將其與單井日增油量對比，從圖5可以看出，兩者相關系數達到0.7，兩者較為匹配，表明計算結果合理、準確。

圖5 體積壓裂單井日增油與模糊評判結果關系

4 結論

(1) 油層物性好、初次改造程度低、地層能量充足是體積壓裂措施成功的基礎，即影響體積壓裂效果主要因素是壓力保持水平、流動系數、措施井含水率、孔隙度等。

(2) 靠經驗確定各因素權重的方法, 具有主觀性, 本文綜合考慮了可能影響體積壓裂效果的各種因素，將多級模糊評判和層次分析方法結合起來并應用于體積壓裂候選井的選擇上,得到的結果更合理、準確。

[1] 祝俊峰, 蔡文新, 姚飛, 等.樁74斷塊南區重復壓裂技術[J].石油學報, 1998，17(3):73-76.

[2] 張丁勇.重復壓裂應力分析[J].油氣地質與提高采收率，2004，14(3)：23-25.

[3] Harris P C.Chemistry and rheology of borate cros-slinked fluids at temperatures up 300F[J].SPE 24339,1992,(5):285-294.

[4] 王鳳江，單文文．低滲透氣藏水力壓裂研究[J]．天然氣工業，1995，2(5)：42-44．

[5] 曾雨辰.轉向重復壓裂技術研究與應用[J].西南石油學院學報，2005，12(2)：31-75.

[6] 霍霏霏，王海軍.轉向重復壓裂技術在陜北低滲透油田的應用[J].石油地質與工程，2011，25(4)：95-97.

[7] 楊光,申芙蓉.重復壓裂選井選層模糊綜合評判方法[J].內蒙古石油化工,2007，10(4)：25-26.

編輯：李金華

1673-8217(2015)04-0120-03

2015-02-02

鄧志穎，碩士，1987年生，2013年畢業于長江大學，從事石油開發研究工作。

TE357

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