深部調(diào)剖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

汪旭穎

摘要：深部調(diào)剖技術(shù)是油田控水增油的重要措施之一。現(xiàn)有的深部調(diào)剖系統(tǒng)存在諸多問題，如系統(tǒng)流程不完整、模型設(shè)計(jì)不完善、普通技術(shù)人員難以操作等。為了解決這些問題，建立了深部調(diào)剖全流程一體化模型體系，并設(shè)計(jì)了一款集數(shù)據(jù)集成、優(yōu)化設(shè)計(jì)和可視化為一體的深部調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。應(yīng)用結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠滿足深部調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)需要，提高了深部調(diào)剖設(shè)計(jì)質(zhì)量和措施效果，且操作簡便，為油田及時(shí)控水提供了技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：深部調(diào)剖；數(shù)據(jù)集成；優(yōu)化設(shè)計(jì)；可視化

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）14-0101-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID） ：

0 引言

隨著大慶油田進(jìn)入高含水開發(fā)階段，油藏特征及環(huán)境變化復(fù)雜，油藏深部非均質(zhì)矛盾加劇，深部調(diào)剖已成為改善高含水油藏水驅(qū)開發(fā)效果的重要技術(shù)措施[1-4]。目前對于深部調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究主要集中在利用數(shù)值模擬軟件建立調(diào)剖機(jī)理模型上[5-9]。其中，對常用調(diào)剖劑建立不同數(shù)學(xué)模型和采用傳統(tǒng)方式從現(xiàn)有的調(diào)剖劑中篩選為主要手段[10-12]。所開發(fā)的調(diào)剖系統(tǒng)未包括現(xiàn)場應(yīng)用等模塊，大慶油田部分合作項(xiàng)目開發(fā)的小型軟件，都是針對具體一兩種深部調(diào)剖劑、部分區(qū)塊開發(fā)的小型的深部調(diào)剖軟件，有可借鑒的地方，但在深部調(diào)剖藥劑種類和區(qū)塊應(yīng)用上都不夠系統(tǒng)完整。數(shù)值模擬軟件操作復(fù)雜，對人員要求高，因而亟須建立一種全流程一體化深部調(diào)剖系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)集成模塊

系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為兩類：一是油田原始數(shù)據(jù)，二是應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。油田原始數(shù)據(jù)由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和本地?cái)?shù)據(jù)存儲。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主要以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫為主，而本地?cái)?shù)據(jù)則主要為.dbf、.xls、.txt、.doc等四種類型文件。油田數(shù)據(jù)存儲規(guī)范，數(shù)據(jù)輸入量大，應(yīng)用頻率高。調(diào)剖劑性能及應(yīng)用數(shù)據(jù)一般存儲在總結(jié)文檔中，輸入量少，應(yīng)用頻率低。

應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以Microsoft Access（Microsoft Data?base） 數(shù)據(jù)庫存儲。為了便于數(shù)據(jù)采集，并與油田原始數(shù)據(jù)存儲兼容，同時(shí)沿用原開發(fā)數(shù)據(jù)庫分類整合方式，將應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為6 個(gè)數(shù)據(jù)表：井位數(shù)據(jù)DAA02、小層數(shù)據(jù)DAA05、采出井井史DBA04、注入井井史DBA05、分注井井史DBA051、吸水剖面數(shù)據(jù)DBC02或者剖面圖。調(diào)剖劑性能數(shù)據(jù)分為4個(gè)數(shù)據(jù)表：液體型調(diào)剖劑數(shù)據(jù)、顆粒型調(diào)剖劑數(shù)據(jù)、調(diào)剖劑應(yīng)用數(shù)據(jù)、調(diào)剖劑性能數(shù)據(jù)。如表1所示。

1.2 選井選層模塊

目前選井選層主要采用決策技術(shù)和大孔道識別技術(shù)。決策技術(shù)需要對區(qū)塊內(nèi)一定數(shù)量的井進(jìn)行分析與計(jì)算，再對指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行區(qū)間劃分，從而篩選出目標(biāo)井。大孔道識別技術(shù)能夠在對應(yīng)的注入井和采出井間進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)局部的大孔道識別，篩選出目標(biāo)井層。決策技術(shù)中國內(nèi)具有代表的有：石油大學(xué)（華東）的PI決策技術(shù)和RE決策技術(shù)、北京勘探開發(fā)研究院的RS決策技術(shù)，國外主要代表性的是哈里伯頓公司的XERO決策系統(tǒng)。

選井選層由井組劃分、井組完善度、調(diào)剖井選擇、調(diào)剖層選擇和優(yōu)勢方向評價(jià)組成，解決了決策技術(shù)篩選存在的局部最優(yōu)問題和大孔道識別技術(shù)存在的“一對一”篩選。

井組劃分：以注入井和采出井坐標(biāo)為基礎(chǔ)，劃分井組注采單元，提供可視化井組追蹤。

井組完善度：計(jì)算注采井組單元井網(wǎng)完善度，包括注采井組相位均勻度、井距均勻度和井配位數(shù)等參數(shù)，繪制各參數(shù)等值圖，設(shè)置參數(shù)閾值供完善井選擇使用。

調(diào)剖井選擇：提供視吸水指數(shù)、比視吸水指數(shù)、綜合含水、超標(biāo)率、日注水量、注水壓力、壓力閾值（壓力空間）等7個(gè)參數(shù)作為選井參考參數(shù)項(xiàng)，用戶均值計(jì)算和浮動(dòng)值設(shè)置各參數(shù)閾值為選井使用。系統(tǒng)可繪制注水量等四項(xiàng)參數(shù)等值圖。

調(diào)剖層選擇：提供吸水剖面和小層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)兩種選擇方法。選擇調(diào)剖層，確定增注段，計(jì)算調(diào)剖層和增注段厚度和注入分?jǐn)?shù)。模塊耦合了吸水剖面識別工具，用于吸水剖面圖量化識別。提供調(diào)剖層吸水比例、調(diào)剖層厚度、增注段厚度比例等閾值設(shè)置供選層使用。

優(yōu)勢方向評價(jià)：計(jì)算注采井組注采關(guān)系，計(jì)算參數(shù)能量和液量兩個(gè)參數(shù)，采用相關(guān)系數(shù)法和關(guān)聯(lián)度法，繪制注采井組間注采關(guān)系量化相關(guān)圖和井組注采動(dòng)態(tài)曲線圖。

1.3 調(diào)剖劑選擇量化模塊

目前，調(diào)剖劑選擇方法主要從以下3個(gè)方面按權(quán)重和層級進(jìn)行匹配：1） 地層流體參數(shù)：礦化度、溫度、PH值；2） 調(diào)剖井特征：地層類型（裂縫、微裂縫）、吸水能力（每米吸水指數(shù)WI、KI） 、層厚、孔隙度；3） 調(diào)剖劑性能靜態(tài)參數(shù)：黏度、耐溫性、耐PH值。隨著油田動(dòng)態(tài)開發(fā)，儲層非均質(zhì)性特征明顯，滲透率極差擴(kuò)大，無法實(shí)現(xiàn)選擇的調(diào)剖劑性能與地層完全匹配。

調(diào)剖劑選擇包括調(diào)剖層物性計(jì)算、調(diào)剖劑類型選擇、調(diào)剖劑濃度選擇三部分內(nèi)容，利用這三部分內(nèi)容實(shí)現(xiàn)調(diào)剖劑性能與地層完全匹配。

物性參數(shù)計(jì)算：主要計(jì)算調(diào)剖層內(nèi)封堵段和增注段的滲透率、孔隙度、孔徑等參數(shù)。孔隙度用區(qū)塊滲透率和孔隙度回歸函數(shù)計(jì)算，回歸函數(shù)包括指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)兩種。

調(diào)剖劑類型選擇：系統(tǒng)根據(jù)油藏區(qū)塊溫度、地層水礦化度和PH值，自動(dòng)匹配出調(diào)剖劑數(shù)據(jù)庫中適合的調(diào)剖劑，根據(jù)調(diào)剖劑性能特性數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。

調(diào)剖劑濃度選擇：系統(tǒng)根據(jù)選定的調(diào)剖劑類型以往措施井狀況，再結(jié)合已有措施井的滲透率、壓力上升幅度和增油效果等參數(shù)確定調(diào)剖劑濃度。

1.4 注入?yún)?shù)優(yōu)化模塊

注入?yún)?shù)優(yōu)化涉及基礎(chǔ)信息、用量優(yōu)化和段塞設(shè)計(jì)三部分。

基礎(chǔ)信息：提取和匯總調(diào)剖層信息、調(diào)剖劑信息和相關(guān)價(jià)格信息，計(jì)算調(diào)剖層相關(guān)參數(shù)，完成調(diào)剖劑用量優(yōu)化計(jì)算參數(shù)準(zhǔn)備。

調(diào)剖劑用量優(yōu)化：計(jì)算在不同調(diào)剖半徑下的增油量和投產(chǎn)比，以此選擇合適的調(diào)剖半徑，并計(jì)算調(diào)剖劑用量。再根據(jù)調(diào)剖劑性能設(shè)置封堵率，并按照調(diào)剖周期的要求進(jìn)行分組。

調(diào)剖段塞設(shè)計(jì)：用于設(shè)計(jì)調(diào)剖各段塞的用量、注入速度和注入周期，并計(jì)算段塞注入過程中的壓力升幅。對同組調(diào)剖井段塞進(jìn)行復(fù)制，實(shí)現(xiàn)同注入段塞順序，同注入濃度，同注入周期。

1.5 方案設(shè)計(jì)模塊

系統(tǒng)以區(qū)塊調(diào)剖模板為基礎(chǔ)，生成施工方案設(shè)計(jì)。模板包括140余項(xiàng)參數(shù)，由系統(tǒng)自動(dòng)提取計(jì)算。用戶可選擇一鍵式將參數(shù)提取到模板，也可以在施工設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊中逐步提取。

1.6 效果預(yù)測模塊

注入井深部調(diào)剖效果預(yù)測：在調(diào)后與調(diào)前注水量相同情況下，計(jì)算調(diào)剖后注入井的調(diào)后注入壓力、視吸水指數(shù)和調(diào)剖層吸液分?jǐn)?shù)，調(diào)后注水方式為籠統(tǒng)注水。

采出井深部調(diào)剖效果預(yù)測：計(jì)算調(diào)剖井組采出井增油量、見效時(shí)間以及投產(chǎn)比，同時(shí)考慮年含水上升率。

1.7 效果評價(jià)模塊

對采取深部調(diào)剖措施后的調(diào)剖井進(jìn)行效果評價(jià)，涉及調(diào)剖井自身評價(jià)和其相鄰采出井增油效果評價(jià)。

調(diào)剖井效果評價(jià)：應(yīng)用措施調(diào)剖井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和測試數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)。主要內(nèi)容包括調(diào)剖層吸水分?jǐn)?shù)、視吸水指數(shù)等，能夠生成繪制措施前后對比柱狀圖、措施井生產(chǎn)曲線以及措施前后吸水剖面圖。

采出井效果評價(jià)：計(jì)算調(diào)剖井周圍采出井月產(chǎn)液、月產(chǎn)油、含水等參數(shù)值。繪制措施前后曲線和柱狀圖對比，在計(jì)算增油過程中，會考慮年含水上升率。

2 應(yīng)用效果

目前，該系統(tǒng)已在大慶油田某區(qū)塊實(shí)際應(yīng)用，對區(qū)塊內(nèi)42口注入井和47口生產(chǎn)井進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，流程完整，整體方案設(shè)計(jì)時(shí)間縮短，控制在2天以內(nèi)。各模塊運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的符合率達(dá)到了87.5%，能夠滿足深部調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計(jì)的生產(chǎn)需求，為油田深部調(diào)剖措施提供了技術(shù)保障。

3 總結(jié)

1） 該系統(tǒng)按照產(chǎn)品化、商品化標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，功能全面、界面友好、操作方便。它能夠滿足常規(guī)深部調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要，提高了深部調(diào)剖方案設(shè)計(jì)的質(zhì)量和措施效果。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了深部調(diào)剖工作全流程的信息化，可廣泛應(yīng)用于各高含水油田的水驅(qū)、聚驅(qū)區(qū)塊，以提高驅(qū)替效果。

2） 該系統(tǒng)的建立對促進(jìn)提高油田數(shù)據(jù)應(yīng)用挖掘能力和信息化建設(shè)具有重要影響，其推廣應(yīng)用前景廣闊。

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