調剖井組初選定量評價方法

徐 冰,劉向斌,蓋德林,汪旭穎,劉珂君,陳玲玲

(1.中國石油大慶油田有限責任公司采油工程研究院,黑龍江大慶 163453;2.黑龍江省油氣藏增產增注重點實驗室,黑龍江大慶 163453)

調剖技術已成為油田控水增油的重要措施之一[1-4],調剖方案優化設計貫穿調剖技術的各個環節,方案設計包括選井選層、調剖劑選擇、效果預測、參數優化、施工設計和效果評價等六個階段[5-7],因此調剖井組的初選對調剖效果有著重要的影響。目前調剖井組主要是根據當前的井網部署形式進行初選[8-9],如只要水井和油井位于五點法井網或九點法井網內,即將水井和油井所在的井組作為調剖措施的候選井組[10-11],此過程僅考慮井網形式和油水井個數,初選方法不完善。因此,本文利用油水井井點平面坐標系統,實現井組的快速劃分,有效量化評價指標,定量評價井組的均勻度,保證水井調剖后油井受效均勻,實現調剖措施井組的初選。

1 評價方法的建立

首先對調剖井組進行劃分,然后分別定義調剖井組的三個單因素評價值,三個單因素的權重相等,再用三者乘積定義調剖井組均勻度,形成多因素的綜合評判結果。

由于該評價方法的建立是基于油水井井點平面坐標,其前提條件為儲層厚度均勻、油水井連通性好且為單套開發層系。

1.1 調剖井組劃分

井組定義為以水井為中心,在其與最近水井直線距離半徑范圍內的所有油井,為該水井井組的油井,并構成同一調剖井組。按照這個定義,1口油井可以屬于多口水井井組。

1.2 調剖井組均勻度

1.2.1 井數因子

1.2.2 井距因子

井距指調剖井組內各油井與中心水井井點連線的直線距離,井組井距個數n等于井組油井總數。調剖井組井距因子指在給定某偏差δ1系數(可根據具體情況取值)下,井距滿足|Ln-E(L)|≤δ1E(L)條件的油井個數與井組油井總數的比,式中:Ln為各個井距,m;E(L)為井距均值,m。井距因子的取值為0～1,評價結果等于1為好,小于1為差。

1.2.3 夾角因子

1.2.4 調剖井組均勻度

井數因子、井距因子和夾角因子三者之積為調剖井組均勻度,即:

(1)

2 實例分析

2.1 單一井組實例

通過一個具體的調剖井組對評價方法進行展示。某油田調剖措施區塊的部分油水井井位分布如圖1所示。圖中PRO1、PRO2、PRO3、PRO4、PRO5和PRO6為油井,INJ1、INJ2、INJ3、INJ4、INJ5和INJ6為水井。

2.1.1 調剖井組劃分

以水井INJ4為中心,分別計算INJ4到INJ1、INJ2、INJ3、INJ5和INJ6的直線距離,結果如表1所示。

表1 中心水井到其余水井的直線距離

由表1可知,水井INJ4到其他水井的最小直線距離為201.30 m,即INJ4到INJ1的直線距離。以水井INJ4為圓心,INJ4到INJ1的直線距離為半徑畫圓,圓內的油井PRO2、PRO3、PRO4、PRO6與水井即構成了同一個調剖井組,而距離較遠的油井PRO1和PRO5不被列入到井組中。

2.1.2 計算調剖井組均勻度

已知區塊內油井與水井的平均配比為4,根據所選的油井和水井的井點坐標,計算得到調剖井組內水井和各油井之間的平均直線距離為E(L)=149.31 m,利用余弦定理計算得到調剖井組內相鄰油井和中心水井夾角的平均值為E(α)=90°。給定偏差值δ1=δ2=0.1,分別計算三個評價因子值。

1)井數因子。已知調剖井組內的油井井數為4,則井數因子為:

2)井距因子。已知δ1E(L)=14.93 m,根據井點坐標,計算得到如下參數:

INJ4到PRO2的直線距離L1=145.73 m,|L1-E(L)|=3.58 m<14.93 m;

INJ4到PRO3的直線距離L2=146.06 m,|L2-E(L)|=3.25 m<14.93 m;

INJ4到PRO4的直線距離L3=140.92 m,|L3-E(L)|=8.39 m<14.93 m;

INJ4到PRO6的直線距離L4=164.54 m,|L3-E(L)|=15.23 m>14.93 m。

“二連浩特”，“浩特”在蒙古語中意為“城市”；“二連”一名，來源于今二連浩特市區東北9公里處的二連鹽池。二連鹽池，蒙古語稱“額仁達布散淖爾”，“額仁”有“海市蜃樓”之意，“達布散淖爾”意為鹽湖?！岸B”系蒙古語“額仁”的訛音轉寫，[注]參考二連浩特市人民政府網站——歷史人文，網址http://www.elht.gov.cn/mlel/dlqh/，2018/6/7，9:51分閱讀。這種以蒙古語對當地的稱呼并進而發展成正式地名的現象在我國北部與西北疆域十分常見。

因此,滿足井距滿足|Ln-E(L)|≤δ1E(L)條件的油井個數為3,則井距因子為:

3)夾角因子。已知δ2E(α)=9°,根據井點坐標,計算得到如下參數:

PRO4-INJ4-PRO2的夾角α1=89.72°,|α1-E(α)|=0.28°<9°;

PRO2-INJ4-PRO3的夾角α2=96.06°,|α2-E(α)|=6.06°<9°;

PRO3-INJ4-PRO6的夾角α3=86.08°,|α3-E(α)|=3.92°<9°;

PRO6-INJ4-PRO4的夾角α4=88.14°,|α4-E(α)|=1.86°<9°;

因此,夾角滿足|αn-E(α)|≤δ2E(α)條件的夾角個數為4,則夾角因子為:

由以上計算結果可以得到調剖井組的均勻度為:

2.2 多個井組實例

當遇到油水井數較多時,對以上算法進行了編程實現。如某試驗區塊油井井數130口,水井井數107口,共形成107套注采井組。由于油水井數多,導致井組劃分和調剖井組初選復雜困難。

因此,基于本文提出的方法,通過編程計算,得到不同井組的井數因子、井距因子和夾角因子,進而得到不同調剖井組的均勻度,最后對均勻度進行排序和標識,標識為1的可作為調剖井組,標識為0的表明所選井組均勻性差(不建議作為調剖井組),量化評價結果如表2所示。標識為1的調剖井組將作為后續進一步篩選調剖井組的候選井組,如已知注入壓力、壓力空間、井組綜合含水、視吸水指數、井組含水超標率等參數,采用數學方法(如PI指數[11]、灰色關聯分析[12]、模糊聚類分析[13])進行篩選。

表2 多個調剖井組均勻度計算結果

綜上所述,此評價方法適用于厚度均勻、油水井連通性好且為單套開發層系的儲層單元的調剖井組初選,不適用于多套開發層系。

3 結論

1)根據油水井平面井點坐標,自主定義了井數因子、井距因子和夾角因子三個參數,根據三者乘積定義了調剖井組均勻度。

2)調剖井組均勻度取值范圍為0～1。值越大,代表油井相對比中心調剖水井的分布越均勻,能夠保證調剖后各油井受效均勻。

3)本方法能快速識別和劃分多套調剖井組,并且評價調剖井組的均勻度,實現調剖井組的初選,為后續進一步篩選調剖井組提供資料基礎。