低渗透油藏水驱开发效果综合评价方法

张 芳 王新海,2

(1.中国石油大学（北京），北京 102249；2.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,荆州 434023)

低渗透油藏水驱开发效果综合评价方法

张 芳1王新海1,2

(1.中国石油大学（北京），北京 102249；2.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,荆州 434023)

低渗透油藏水驱效果评价的方法主要有水驱特征曲线法、实验分析法、解析法、数值模拟法，但这些方法中给出的评价指标都比较单一和局限，尝试结合油藏工程和模糊数学中的相关理论，以江汉油田陵76区块为例，对该低渗透油藏的水驱开发效果进行综合评价及分析。

低渗透油藏；水驱效果；模糊数学

我国低渗透油田的天然弹性能量普遍较小，一般采用注水保持压力的开发方式。但由于各个油田的地质条件千差万别，如何注水才能达到最佳的开发效果一直是人们关注的问题。因此，研究并评价低渗透油田水驱开发效果，提高油田勘探开发水平。

1 低渗透油藏水驱开发效果评价现状

20世纪40年代，美国率先提出油田注水开发的合理性问题，国内外学者对此进行了多方面研究，主要研究方法有：（1）水驱特征曲线法［1-3］；（2）实验分析法［4-6］；（3）解析分析法［7-10］；（4）数值模拟法［11-13］。但这些方法只是针对局部问题研究，给出的评价指标都是孤立的，没有从系统的角度去分析。而且各个水驱开发效果评价指标关系复杂，一些指标之前相互关联，而另一些指标又互相独立；单一的评价指标都具有局限性，其中一些仅仅适用于油田开发的某一阶段。基于以上原因，本文结合油藏工程、模糊数学及层次分析原理等多种方法，以江汉油田陵76区块为例，对该低渗透砂岩油藏进行水驱开发效果综合评价。

2 低渗透油藏水驱开发效果评价体系

2.1 水驱开发效果综合评价指标

评价低渗透油藏水驱开发效果的指标主要基于三个依据［14］：（1）油藏在相同累积注水量或同一孔隙体积注入倍数下，采出程度越大则水驱效果越好；（2）达到相同采出程度时，注入油藏的累积水量越少，则水驱开发效果越好；（3）在注水开发过程中，油藏地质储量的动用程度与可采储量的比值越大，则水驱开发效果越好。综合上述3个标准，本文选择如下的指标做水驱开发效果综合评价：储量控制程度、可采储量及采收率比、含水率、含水上升率、存水率、耗水指数、水驱指数和能量保持水平。

2.2 水驱开发效果综合评价体系

在低渗透油藏注水开发效果评价的过程中，由于某一种评价或分析的评价指标体系都存在多项式影响因素，而各种影响因素之间对相应评价或分析的内容又存在不直接的联系，尤其是在影响注水开发油田水驱开发潜力评价的地质因素构成的指标体系中，由于单个因素之间关系复杂，甚至有些因素对油田开发潜力不能给予精确评价（有些因素具有“模糊性”）。因此可选择一种模糊线性变换，以模糊概念的形式直接进入评判的运算过程，通过模糊变换得到一个模糊集合的评价结果（水驱开发效果评价结论），模糊变换中各因素的权重集通过层次分析法而得到［15］。

系统中影响评价结果的所有因素（各个指标）构成的集合为因素集，记为：

根据第i个因素ui对事物（水驱开发效果）做出的评价作为单因素评价，记为：

这种单因素（单一指标）评价只能反映事物的一方面，无法反映总体情况，而n个因素便有n个单因素评价向量，我们将这些评价向量组成矩阵，称之为评判矩阵：

同时给每个因素ui确定一个析出的xi表明对评价结果的重要程度。然后通过模糊变换：

将各因素综合成一个评价结果。其中X=(x1,x2,…,xm)为权向量；Y=(y1,y2,…,ym)为评价结果；V是评语构成的评价集合，记作：V=(v1,v2,…,vm)，Y是V上的一个模糊子集，yi是向量Y在评语集V上对应的评价隶属程度。

模糊变换X⊗R=Y中权重集X可用层次分析法来确定。其中要将两两因素进行对比，其量化指标见表1，本文引入函数f(x,y)表示因素x比因素y重要性标度，得矩阵 M=(aij)m×m，其中 aij=f(xi，yj)。

表1 影响因素模糊量化

3 应用实例

陵76区块构造处于江陵凹陷荆沙背斜带中部，新垸断鼻高部位。含有面积1.04km2，石油地质储量103.79×104t，含油层系为新沟咀组下段新下1、2两个油组。油藏埋深1 566.9～1 709.6m，原始地层压力17.87MPa，油藏温度71.1℃，地温梯度3.01℃/hm，储层孔隙度为12%～15%，渗透率为(40～50)×10-3μm2。

该区块1995年投产，1997年开始全面注水开发。现阶段，该地区一共有油井8口，水井10口，核实日产油9t，采油速度0.32%，采出程度24.9%，累积注采比为1.30，综合含水率为76.5%。

依照综合评价体系中的相关原理及已选择的8项指标，得到如下量化矩阵：

根据和集法归一化权重系数，得到权重向量：X=(0.109,0.327,0.055,0.055,0.055,0.036,0.036,0.327)

运用油藏工程的基本方法［16］，对该区块做单一指标评价,评价结果见表2。

表2 水驱开发效果单因素评价结果

将评语集分5个等级，依次是“好”、“较好”、“中等”、“较差”、“ 差”，可得评语集为：

将式（5）、式（6）中的结果带入式（4），得到评价结果：

式中0.410 2对应着“好”的评语。因此该区块水驱开发结果隶属于“好”的范围内。

4 结 论

（1）从注水开发效果来看，陵76区块需采取有效的调剖堵水措施，避免含水上升过快，增强储层纵向上的波及效率。

（2）陵76地区的注采井网仍不完善，后期若加密井网，则储量动用程度上升的空间较大。

（3）如从单一指标评价水驱开发效果，则有可能造成较大的偏差，不能合理、全面的认识整个油田的开发状况。本文提出的低渗透油田水驱开发效果评价体系综合考虑多个指标，得到的评价结论与油田实际符合的较好，避免了单一指标评价过程中的两极化认识，同时也将各个指标有效的统一起来，提高了对油田开发效果认识的准确性。

（4）低渗透油藏水驱开发效果综合评价体系适用于实例油田，其结果可为更精确的油藏数值模拟提供参考。

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Comprehensive Estimate Method of Water Flooding Effect in Low-permeability Oil Reservoir

ZHANG Fang1WANG Xinhai1,2
（1.China University of Petroleum(Beijing),Beijing 102249；2.The Key Laboratory of Oil&Gas Resources and Exploration Technology,Yangtze University，Jingzhou 434023）

There exists to be plenty of methods to evaluate the water flooding effect of low permeability reservoirs,such as characteristic curve method of water drive,experimental researches,analysis method and numerical simulation,however,the evaluation indexes proposed in these methods alone seem unitary and circumscribed.This article combines some theory in reservoir engineering and fuzzy mathematics so as to apply the low permeability reservoir comprehensive evaluation system to ling 76 block of Jianghan Oilfield.

low-permeability oil reservoir；water flooding effect；fuzzy mathematics

TE348

A

1673-1980(2012)05-0034-03

2012-05-09

国家重大专项（2011zx05013）

张芳(1987-)，女，湖北孝感人，中国石油大学（北京）2010级油气田开发专业在读硕士研究生，研究方向为油气田开发工程；王新海，中国石油大学（北京）硕士生导师，长江大学（油气资源与勘探技术教育部重点实验室）博士生导师。