調(diào)剖井組初選定量評(píng)價(jià)方法

徐 冰,劉向斌,蓋德林,汪旭穎,劉珂君,陳玲玲

(1.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)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(chǎn)增注重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江大慶 163453)

調(diào)剖技術(shù)已成為油田控水增油的重要措施之一[1-4],調(diào)剖方案優(yōu)化設(shè)計(jì)貫穿調(diào)剖技術(shù)的各個(gè)環(huán)節(jié),方案設(shè)計(jì)包括選井選層、調(diào)剖劑選擇、效果預(yù)測(cè)、參數(shù)優(yōu)化、施工設(shè)計(jì)和效果評(píng)價(jià)等六個(gè)階段[5-7],因此調(diào)剖井組的初選對(duì)調(diào)剖效果有著重要的影響。目前調(diào)剖井組主要是根據(jù)當(dāng)前的井網(wǎng)部署形式進(jìn)行初選[8-9],如只要水井和油井位于五點(diǎn)法井網(wǎng)或九點(diǎn)法井網(wǎng)內(nèi),即將水井和油井所在的井組作為調(diào)剖措施的候選井組[10-11],此過(guò)程僅考慮井網(wǎng)形式和油水井個(gè)數(shù),初選方法不完善。因此,本文利用油水井井點(diǎn)平面坐標(biāo)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)井組的快速劃分,有效量化評(píng)價(jià)指標(biāo),定量評(píng)價(jià)井組的均勻度,保證水井調(diào)剖后油井受效均勻,實(shí)現(xiàn)調(diào)剖措施井組的初選。

1 評(píng)價(jià)方法的建立

首先對(duì)調(diào)剖井組進(jìn)行劃分,然后分別定義調(diào)剖井組的三個(gè)單因素評(píng)價(jià)值,三個(gè)單因素的權(quán)重相等,再用三者乘積定義調(diào)剖井組均勻度,形成多因素的綜合評(píng)判結(jié)果。

由于該評(píng)價(jià)方法的建立是基于油水井井點(diǎn)平面坐標(biāo),其前提條件為儲(chǔ)層厚度均勻、油水井連通性好且為單套開(kāi)發(fā)層系。

1.1 調(diào)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(xiàn)距離半徑范圍內(nèi)的所有油井,為該水井井組的油井,并構(gòu)成同一調(diào)剖井組。按照這個(gè)定義,1口油井可以屬于多口水井井組。

1.2 調(diào)剖井組均勻度

1.2.1 井?dāng)?shù)因子

1.2.2 井距因子

井距指調(diào)剖井組內(nèi)各油井與中心水井井點(diǎn)連線(xiàn)的直線(xiàn)距離,井組井距個(gè)數(shù)n等于井組油井總數(shù)。調(diào)剖井組井距因子指在給定某偏差δ1系數(shù)(可根據(jù)具體情況取值)下,井距滿(mǎn)足|Ln-E(L)|≤δ1E(L)條件的油井個(gè)數(shù)與井組油井總數(shù)的比,式中:Ln為各個(gè)井距,m;E(L)為井距均值,m。井距因子的取值為0～1,評(píng)價(jià)結(jié)果等于1為好,小于1為差。

1.2.3 夾角因子

1.2.4 調(diào)剖井組均勻度

井?dāng)?shù)因子、井距因子和夾角因子三者之積為調(diào)剖井組均勻度,即:

(1)

2 實(shí)例分析

2.1 單一井組實(shí)例

通過(guò)一個(gè)具體的調(diào)剖井組對(duì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行展示。某油田調(diào)剖措施區(qū)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(diào)剖井組劃分

以水井INJ4為中心,分別計(jì)算INJ4到INJ1、INJ2、INJ3、INJ5和INJ6的直線(xiàn)距離,結(jié)果如表1所示。

表1 中心水井到其余水井的直線(xiàn)距離

由表1可知,水井INJ4到其他水井的最小直線(xiàn)距離為201.30 m,即INJ4到INJ1的直線(xiàn)距離。以水井INJ4為圓心,INJ4到INJ1的直線(xiàn)距離為半徑畫(huà)圓,圓內(nèi)的油井PRO2、PRO3、PRO4、PRO6與水井即構(gòu)成了同一個(gè)調(diào)剖井組,而距離較遠(yuǎn)的油井PRO1和PRO5不被列入到井組中。

2.1.2 計(jì)算調(diào)剖井組均勻度

已知區(qū)塊內(nèi)油井與水井的平均配比為4,根據(jù)所選的油井和水井的井點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算得到調(diào)剖井組內(nèi)水井和各油井之間的平均直線(xiàn)距離為E(L)=149.31 m,利用余弦定理計(jì)算得到調(diào)剖井組內(nèi)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(jì)算三個(gè)評(píng)價(jià)因子值。

1)井?dāng)?shù)因子。已知調(diào)剖井組內(nèi)的油井井?dāng)?shù)為4,則井?dāng)?shù)因子為:

2)井距因子。已知δ1E(L)=14.93 m,根據(jù)井點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算得到如下參數(shù):

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

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

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

INJ4到PRO6的直線(xiàn)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(yǔ)中意為“城市”；“二連”一名，來(lái)源于今二連浩特市區(qū)東北9公里處的二連鹽池。二連鹽池，蒙古語(yǔ)稱(chēng)“額仁達(dá)布散淖爾”，“額仁”有“海市蜃樓”之意，“達(dá)布散淖爾”意為鹽湖。“二連”系蒙古語(yǔ)“額仁”的訛音轉(zhuǎn)寫(xiě)，[注]參考二連浩特市人民政府網(wǎng)站——?dú)v史人文，網(wǎng)址http://www.elht.gov.cn/mlel/dlqh/，2018/6/7，9:51分閱讀。這種以蒙古語(yǔ)對(duì)當(dāng)?shù)氐姆Q(chēng)呼并進(jìn)而發(fā)展成正式地名的現(xiàn)象在我國(guó)北部與西北疆域十分常見(jiàn)。

因此,滿(mǎn)足井距滿(mǎn)足|Ln-E(L)|≤δ1E(L)條件的油井個(gè)數(shù)為3,則井距因子為:

3)夾角因子。已知δ2E(α)=9°,根據(jù)井點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算得到如下參數(shù):

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(mǎn)足|αn-E(α)|≤δ2E(α)條件的夾角個(gè)數(shù)為4,則夾角因子為:

由以上計(jì)算結(jié)果可以得到調(diào)剖井組的均勻度為:

2.2 多個(gè)井組實(shí)例

當(dāng)遇到油水井?dāng)?shù)較多時(shí),對(duì)以上算法進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)。如某試驗(yàn)區(qū)塊油井井?dāng)?shù)130口,水井井?dāng)?shù)107口,共形成107套注采井組。由于油水井?dāng)?shù)多,導(dǎo)致井組劃分和調(diào)剖井組初選復(fù)雜困難。

因此,基于本文提出的方法,通過(guò)編程計(jì)算,得到不同井組的井?dāng)?shù)因子、井距因子和夾角因子,進(jìn)而得到不同調(diào)剖井組的均勻度,最后對(duì)均勻度進(jìn)行排序和標(biāo)識(shí),標(biāo)識(shí)為1的可作為調(diào)剖井組,標(biāo)識(shí)為0的表明所選井組均勻性差(不建議作為調(diào)剖井組),量化評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。標(biāo)識(shí)為1的調(diào)剖井組將作為后續(xù)進(jìn)一步篩選調(diào)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(shù)、井組含水超標(biāo)率等參數(shù),采用數(shù)學(xué)方法(如PI指數(shù)[11]、灰色關(guān)聯(lián)分析[12]、模糊聚類(lèi)分析[13])進(jìn)行篩選。

表2 多個(gè)調(diào)剖井組均勻度計(jì)算結(jié)果

綜上所述,此評(píng)價(jià)方法適用于厚度均勻、油水井連通性好且為單套開(kāi)發(fā)層系的儲(chǔ)層單元的調(diào)剖井組初選,不適用于多套開(kāi)發(fā)層系。

3 結(jié)論

1)根據(jù)油水井平面井點(diǎn)坐標(biāo),自主定義了井?dāng)?shù)因子、井距因子和夾角因子三個(gè)參數(shù),根據(jù)三者乘積定義了調(diào)剖井組均勻度。

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

3)本方法能快速識(shí)別和劃分多套調(diào)剖井組,并且評(píng)價(jià)調(diào)剖井組的均勻度,實(shí)現(xiàn)調(diào)剖井組的初選,為后續(xù)進(jìn)一步篩選調(diào)剖井組提供資料基礎(chǔ)。