中高含水期油藏注采有效性研究

郑 伟，姜汉桥，陈民锋，朱龙权，白晓虎

(1.石油工程教育部重点实验室 中国石油大学，北京 102249;

2.中石化江苏油田分公司，江苏 金湖 211600;

3.中油长庆油田分公司，甘肃 庆阳 745100)

中高含水期油藏注采有效性研究

郑 伟1，姜汉桥1，陈民锋1，朱龙权2，白晓虎3

(1.石油工程教育部重点实验室 中国石油大学，北京 102249;

2.中石化江苏油田分公司，江苏 金湖 211600;

3.中油长庆油田分公司，甘肃 庆阳 745100)

为有效控制水驱油藏窜流现象，提高注水利用率，需要确定油藏存在窜流的低效循环场区域。基于水驱开发油藏的特点及影响因素，建立包括油藏静态、动态参数的注采有效性评价指标体系;应用模糊综合评判理论，提出注采有效性评价指标量化分级标准、影响因素分级权重标准和注采有效性分级标准;结合油田实践，进一步建立油藏注采有效性计算评价方法和步骤。根据建立的综合评判方法，分析评价了江苏油田某油藏水驱开发的注采有效性，研究结果为油藏实施综合治理提供了技术支持。

油藏中高含水期;注采有效性;井间窜流;模糊综合判别;权重;分级标准

引 言

对于注水开发砂岩油藏，受流体流度差异以及地层非均质性 (局部存在高渗透率条带，油层疏松容易出砂)的影响，经过长期水驱开发，在注采井间易形成窜流通道，致使注入水低效甚至无效循环，造成油藏不同区域存在低效注采井区。一方面，由于大量的注入水沿高渗透、高含水“优势”通道无效或低效循环，导致注水利用率低，吨油耗水量增加，造成严重的水资源浪费;另一方面，注水驱替效率低，储量无法动用或动用较差，影响油田的水驱开发效果［1－9］。高渗透带在油田开发的任何时期都是客观存在的，而窜流通道的低效、无效循环则是随着油田开发逐渐形成的。本文基于水驱开发油藏生产变化特点，建立评价油藏开发有效性、驱替有效性的指标体系;利用模糊评判原理，建立注采有效性评价标准和评价方法。根据注采有效性评价方法，确定油藏平面低效注采井区和纵向低效循环区域 (生产层位及井段)。

1 油藏注采有效性评价体系

1.1 油藏注采有效性评价指标

1.1.1 地质因素评价指标

地质因素评价指标主要有渗透率级差、渗透率突进系数和分流系数。其中分流系数为高渗条带产能系数与油藏产能系数比值，即:KHR=KmaxH/∑KH。

1.1.2 油井评价指标

油井评价指标主要有含水率、累计水油比和产油效率指数。

1.1.3 注采井组评价指标

注采井组评价指标主要有注采比、有效驱替指数、注水利用指数和存水率。

1.2 油藏注采有效性评价程序

模糊综合评判法是对受多种因素影响的事物作出全面评价的一种有效的多因素决策方法，该方法综合考虑了多种静态指标和动态指标。首先对各动态变化指标进行标准化处理，其次利用层次分析法对每个指标的影响程度加以比较，得出其权重，最后运用模糊评判方法得出一个综合评价指标，根据该指标来评价油藏的注采有效性。

针对水驱开发油田的开发特点和复杂性，首先根据影响窜流通道形成的主要地质和开发因素，确定评价指标;然后提出多因素、多层次的权重分析和模糊评判综合方法;最后通过综合指标分级评价油藏注采有效性［10－11］。

2 注采有效性模糊综合评价方法

2.1 模糊综合评判步骤

(1)确定评判对象。一般将被评判事物称为评判对象，评价结果用一组“评语上”的模糊集合表示，这组由评语构成的集合称之为评语集V;而影响评价结果的所有因素构成的集合称为因素集，由U表示。

(2) 确定评语集。V=(v1，v2，…，vn)，根据评判对象的评价等级划分，相应评语集为V=(很好、好、中等、差、很差)，或用某一区间上离散数值构成，其中数字代表评语的隶属度，记作V=(v1，v2，…，vm)。评价结果是V上的一个模糊子集，其中yi表示评价对象可用评语vi来评价的程度。

(3) 确定因素集。U=(u1，u2，…，un)，影响评价结果的所有因素构成的集合称为因素集，根据第i个因素ui，对评价对象作出的评价称作单因素评价，记作:=(r11，r12，…，rm)。

(6)选取合适的计算模型，作模糊变换求得油藏注采有效性综合评判向量=·，并确定评价结果。

yj是评判对象相应于j个模糊评语的隶属度。

对于形成的注采有效性评价矩阵，按照模糊综合评判原理，采取评语向量最大隶属度原则，确定最后评价结果。

2.2 评价指标权重的确定

在计算出各评价样品各项参数的评价得分值前，应根据评价目的对各项参数给以不同的权重，体现各参数的重要程度。

指标权重分析主要采用层次分析法。层次分析法(AHP)是一种定性分析和定量计算相结合的系统分析方法。它把复杂的问题分为若干层次，然后根据对一定客观现实的判断，就每一层次各元素的相对重要性给出定量表示，即构造判断矩阵。通过求解该判断矩阵的最大特征根及对应的特征向量，来确定出每一层次各元素的权重。通过各层次的分析协调，达到整个问题分析结构的统一。

将静态指标和动态指标中的各因素权重按照静态和动态权重关系进行合成，最终确定各因素的权重(表1)。

表1 注采有效性评价指标权重

2.3 注采有效性分级评价标准

2.3.1 评价指标量化分级

在众多影响油藏潜力的地质、开发因素中，许多参数是相互关联的。各评价指标取值见表2。

每一项指标均有5个取值，分别对应5种情况(好、较好、中、较差、差)。最终构成2个影响因素矩阵(其中:j=1，2，…，5)。

表2 油藏注采有效性评价指标汇总

2.3.2 注采有效性分级

根据油藏实际开发情况，确定油藏注采有效性分级评价标准(表3)。

表3 油藏注采有效性评价分级

2.3.3 油藏注采有效性计算评价方法

各地质影响因素的指标值aij与其权值ωj相乘并累加，得到注采有效性地质因素判断特征向量Fa=［Fa1，Fa2，Fa3，Fa4，Fa5］;各动态影响因素的指标值bkj与其权值ωj相乘并累加，得到注采有效性动态因素判断特征向量 Fb=［Fb1，Fb2，Fb3，Fb4，Fb5］。将Faj和Fbj分别与其权值ωa和ωb相乘再求和，得到油藏注采有效性综合评判向量Fzj=Faj·ωa+Fbi·ωb，(j=1，2，…，5)。

对于形成的注采有效性评价矩阵，按照模糊综合评判原理，采取评语向量最大隶属度原则，确定最后评价结果。

3 油田实际应用

根据模糊综合评判及层次分析法基本原理，对江苏油田G6断块油藏生产井进行评判，判断油藏存在一些低效开发井区(表4)。根据产液、吸水剖面等资料，结合注采有效性分析结果，判别油藏中存在的窜流井区和层位(表5)。

研究表明，在目前开发条件下，有8口注水井对应的生产层位存在有明显的窜流现象，有19口油井存在明显的窜流现象。低效注采井区对应的生产层位中的窜流通道分布比较集中，厚度比较小，一般为0.20～0.50 m，平均为0.36 m，但渗透率较高，一般为相应小层原始渗透率的6～10倍，孔喉半径也较大，一般为相应小层原始平均孔喉半径的2.5～3.0倍。这些窜流通道在实际生产过程中渗流阻力很小，很快水淹，形成注水低效注采井区的窜流通道，大大降低了注水的利用率。

表4 江苏油田G6断块油藏注采低_效无效井组

表5 江苏油田G6断块油藏低效注采井区井组对照

4 结论

(1)油田进入高含水阶段后，注采有效性发生变化，通过深入分析注采井组的生产动态指标的变化特点，可以认识油藏不同区域水驱低效循环的位置和对水驱的影响。

(2)综合考虑多方面表现特征，选取适合不同油藏特点的的权重和评价标准，可以判别油藏注采有效性和窜流通道的发育程度。

(3)本文所建立的方法简单、适用、可靠，可广泛应用于现场实际，为油田的开发调整、综合治理奠定了基础。

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Study on effectiveness of injection and production system in medium－high water cut stage

ZHENG Wei1，JIANG Han－qiao1，CHEN Min－feng1，ZHU Long－quan2，BAI Xiao－hu3

(1．MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering，China University of Petroleum，Beijing102249，China;

2．Jiangsu Oilfield Company，SINOPEC，Jinhu，Jiangsu211600，China;

3．Changqing Oilfield Company，PetroChina，Qingyang，Gansu745100，China)

It is necessary to define the region of low efficiency circulation where water channeling occurs in a reservoir so as to improve water injection efficiency．An evaluation index system for the effectiveness of injection and production is established based on the characteristics and influential factors of waterflooding reservoirs．Using fuzzy synthetic evaluation theory，this paper proposes quantitative grading standard，influential factor grading weight standard，and injection－production effectiveness grading standard．The calculation and evaluation method of reservoir injection－production effectiveness is established coupled with oilfield practice．A watetflooding reservoir in Jiangsu Oilfield has been evaluated for injection－production effectiveness by using the established method，and the evaluation result has provided technical support for implementation of comprehensive reservoir management．

medium high water cut stage;injection－production effectiveness;interwell cross flow;fuzzy synthetic evaluation;weight;grading standard

TE341

A

1006－6535(2011)04－0066－04

20101103;改回日期20110420

国家科技重大专项外协子课题“海上稠油化学驱油技术”(2008ZX05024－002)

郑伟(1984－)，男，2007年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业，现为中国石油大学(北京)油气田开发工程专业在读博士研究生，从事油气田开发及提高采收率方面的研究。

编辑 孟凡勤