應用灰色關聯度法分析稠油熱采油井生產主控因素

李欽華 林澤進 牛二栓 牛永欽

【摘? 要】影響油井生產的因素多，而且各種因素之間的關系不清楚，導致不同部位的井生產效果差異大?；疑P聯度法根據因素之間發展趨勢的相似程度或者相異程度，作為衡量各因素之間關聯程度的一種方法，便可對其影響因素進行關聯度排序，指導油井生產。

【關鍵詞】油井生產;灰色關聯度;關聯系數;主控因素

引言

油井生產由于構造、儲層、沉積、開發方式等各方面的不同，影響油井產量的因素也就各不相同。但處于部分相似條件下的油井，產量也會出現較大的差異，找到其中的主要影響因素有利于改變差油井的生產狀況。

1.灰色關聯度法評價影響因素

在系統發展過程中，若兩個因素的變化趨勢具有一致性，及其關聯程度較高，反之，則較低。灰色關聯分析法是根據因素之間發展趨勢的相似或者相異程度，作為衡量因素之間關聯程度的一種方法?；疑P聯分析的基本步驟：

（1）數據序列建立

根據需要分析關聯度的因素，建立主序列和子序列，設有m個時間序列：

亦即：

﹛X1（0）（t）﹜，﹛X2（0）（t）﹜，…，﹛Xm（0）（t）﹜

（t=1，2，…，n）

n為各序列的長度即數據個數，這 m 個序列代表 m 個因素（變量）。令設定時間序列：

﹛X0（0）（t）﹜? （t=1，2，…，n）

（2）原始數據變換

由于系統中各因素的量綱不一定相同，這樣的數據很難直接進行比較，且它們的幾何曲線比例也不同。因此，對原始數據需要消除量綱，轉換為可比較的數據序列。目前，原始數據的變換方法有：均值化變換、初值化變換和標準化變換等方法。

（3）關聯系數的計算

若記母數列X0（t），子數列Xi（t），則在時刻t = k時，X0（t）與Xi（t）的關聯系數ξ0i（ k）用下式。

ξ0i（ k）=

式中，△oi（k）為k時刻兩個序列的絕對差，△mas、△min分別為各個時刻的絕對差中的最大值與最小值。一般取△min=0;ρ為分辨系數，其作用在于提高關聯系數之間的差異顯著性。ρ∈（0，1），通常取0.5。

關聯系數反映兩個被比較序列在某一時刻的緊密（靠近）程度。如在△min的時刻，Lio=1，而在△mas的時刻則關聯系數為最小值。因此，關聯系數的范圍為 0 < L ≤1。

（4）求關聯度兩序列的關聯度以兩比較序列各個時刻的關聯系數之平均值計算，即：

式中， roi為子序列i與母序列0的關聯度，N 為比較序列的長度（即數據個數）。

（5）排關聯序

將m個子序列對同一母序列的關聯度按大小順序排列起來，便組成關聯序，記為{ X } 。它直接反映各個子序列對于母序列的“優劣”關系。

2.稠油油井主控因素關聯度分析

影響油井生產的主要因素有油藏條件、井參數、注采參數、工程質量、現場管理五個方面多種因素。油藏條件包括油層深度、油層厚度、原油粘度、孔隙度、滲透率等;井參數括井網方式、井排距布置、水平段垂向位置;注采參數包括注汽干度、注汽壓力、注汽強度、注汽速度等參數;工程質量包括固井質量、井下技術狀況、防砂效果、防蠟效果等。

進行關聯度分析的時候，可以建立5個主序列和其對應的子序列，也可以建立相同因素之外的主序列和子序列，按灰色關聯度的算法和計算步驟進行計算得到影響開發的因素。

3.應用實例

A油田B井區構造復雜，儲層物性較好，面原油密度0.972g/cm3，50℃時原油粘度27114mPa·s，屬重質稠油。該井區在建產期全區產量由初期的0.6噸/天快速上升至371.5噸/天，尤其是水平井蒸汽吞吐的開發效果取得了突破。全面建產后投產井數達到104口，進入蒸汽吞吐整體開發階段，全區日產油穩定在324.4噸/天、單井日產油達到6.6噸/天，整體呈現出相對較好的開發態勢，但受部分水平井投產后高含水及轉周注汽等因素影響，這一階段開井數僅占到總井數的49.5%左右，對開發效果的提升造成了較大影響。

該井區在生產過程中，由于工程質量和現場管理基本一致，對油井生產差異化影響不大，主要考慮其油藏條件、井參數、注采參數的影響，在井區選取了42口正常生產井作為樣本，按照灰色關聯度法的計算方法和步驟，得到各因素對油井產油量影響的關聯度見表1。

從排序表來看，關聯度排序是：注采參數>井參數>油藏條件，注采參數關聯度排序是：注氣壓力>注氣溫度>燜井天數>注氣干度>注氣速度>注氣強度。說明影響該區油井生產的主控因素是注采參數。

研究結果：對該井區生產不好的油井注采參數上進行優化，取得了較好效果，平均單井日產油提高23.42%，說明灰色關聯度法研究對該井區稠油生產具有一定的指導作用。

4.結論與建議

（1）應用灰色關聯度法能夠明確稠油熱采油井生產中影響產油量的主控因素，根據各因素的關聯系數，可以指導油井未來生產以及井位部署;

（2）根據計算得出的影響因素關聯系數，可以針對性的對油井的生產狀況進行分析調整，提高油井產油量。

參考文獻

[1]劉思峰，黨耀國，方志耕，等.灰色系統理論及其應用[M].北京：科學出版社，2004.