涩北一号气田防砂选井选层优选方法研究

熊 钰 任世林 汪天游 冯胜利

（1．西南石油大学，成都 610500；2．中国石油青海油田公司钻采工艺研究院，敦煌 736202）

涩北一号气田防砂选井选层优选方法研究

熊 钰1任世林1汪天游2冯胜利2

（1．西南石油大学，成都 610500；2．中国石油青海油田公司钻采工艺研究院，敦煌 736202）

在分析涩北一号气田影响出砂主要因素的基础上，定义并建立防砂选井选层的指标体系，以气井储层物性、测井数据和岩石力学分析为基础，结合气井出砂动态，对评价指标体系进行量化评价。引入成本型权重定义方法和模糊优选理论，建立气田单井和小层防砂优选的模糊层次分析方法。该方法不仅可优选全气田气井防砂顺序，而且可进一步优选特定井的防砂层位。

疏松砂岩；防砂；出砂影响因素；选井选层

涩北一号气田自1999年开始出砂井占的比例逐年升高，2000年以前涩北气田进行了机械防砂和化学防砂先导试验，2000年以后涩北气田陆续实施了以纤维复合防砂、高压一次充填防砂和纤维复合端部脱砂压裂防砂为主体工艺的防砂施工，三种主体防砂工艺取得了增产效果，但是如何优选防砂井和防砂层位的问题却逐渐暴露出来。

1 涩北一号气田地层出砂的影响因素及评价体系建立

影响地层出砂的因素可分为两大类，即客观因素和开采因素。在客观因素中选取埋深为影响因素，是由于产层埋深影响产层岩石强度。小层构造应力对产层岩石的强度和稳定性产生影响。黏土含量的多少直接影响产层的物性（如颗粒的大小等）。弹性组合模量是出砂的判断方法之一。选择高岭石在泥质中的比例作为影响因素，是因为高岭石在地层结构中多以自由状态存在，易于运移，是地层中自由颗粒的主要组成部分。胶结强度的大小与产层是否出砂相联系，产层钙质含量较高、产层胶结好，出砂可能性将大大减小。储层敏感性的强弱也将直接影响产层出砂，如受到层内水和层间水的影响，产层的强度会发生很大的改变，这可能是产层出砂的直接原因。水窜强度指数大即水进入产层，水会使产层岩石强度减小而出砂；垂向非均质性大，砂层频数大，这使出砂的情况变得更为复杂。出砂严重井（小层）3种强度见图1，出砂严重井（小层）杨氏模量与临界出砂压差见图2。

图1 出砂严重井（小层）3种强度图

图2 出砂严重井（小层）杨氏模量与临界出砂压差图

开发因素中出砂的临界生产压差和临界流量的大小直接作用于产层岩石；采气强度和动出砂风险强度大，气体携砂的能力加强，出砂可能性加大。由于出砂量受生产扰动很大，因此在工作中定义了动出砂风险强度的概念。出砂的影响因素主要包括：含水的影响、泥质含量的影响、采气速度的影响，因此动出砂风险强度定义为：

动出砂风险强度=含水饱和度×泥质含量×采气强度其中气井的出砂受到采气速度的影响，便于和产气量相联系，定义采气强度为：

式中：J—采气强度；q—采气量；k—渗透率；h—有效厚度。

2 选井选层指标综合评价方法研究

选井选层指标权重分析与确定：采用打分法，首先由所有参选井的影响因素值确定各影响因素的变化区间，然后对各参数进行归一化处理。

模糊层次分析法是给每一个因素ui确定一个权重xi，表明对评价结果重要程度的影响，然后通过模糊变换： X⊗R＝Y。 式中：X=(x1，x2，…，xm)称作权重集或权向量。将各单因素综合成一个评价结果。

3 实例分析

以涩北一号气田涩4-2井为例进行计算，各指标见表1、表2。选井选层综合评价方法参考文献［1］、［2］。打分法计算的结果显示4-3-2ab应优先防砂。 隶属度矩阵：

表1 选井选层指标表

表2 防砂选层影响因素打分表

根据uj计算知，小层4-3-2c应该优先进行防砂。同理，进行单井的防砂优选分析（选取涩北一号气田的第四个开发层系的部分井为例），得出防砂的先后顺序为：涩 4-15(油)、涩 4-7、新涩试 2、涩 4-2、涩 4-10、涩 4-4、涩 4-6、涩 4-5、涩 4-12、涩 4-13。

4 结 语

（1）结合涩北一号气田出砂的实际情况，总结出影响该气田出砂的13种因素。

图3 选井选层流程图

（2）建立了2种选井选层的单指标权重评价方法，即打分法和模糊层次分析法。给出了选层综合评价基本步骤，该方法能较为合理地确定防砂选层的层位优先次序。选井选层流程见图3。

（3）防砂井的优选，可以参照防砂层位的优选方法进行。

[1]张跃,邹寿平,宿芬.模糊数学方法及其应用[M].北京:煤炭工业出版社,1992.

[2]熊钰，孙良田.基于模糊层次分析法的注CO2混相驱油藏综合评价方法[J].石油学报，2002（11）：60-62.

[3]张吉军，熊钰.模糊层次分析法中的评价指标权重算法[J].系统工程,2001(增刊):231-233.

On Well-layer Selection Optimization of Sand-proof in No.1 Sebei Gasfield

XIONG Yu1REN Shilin1WANG Tianyou2FENG Shengli2
(1.Southwest Petroleum University，Chengdu 610500；2.Drilling Technology Research Institute of Qinghai Oilfield Company，CNPC，Dunhuang 736202)

This paper,on the basis of analyzing the factors of shakeout,builds sand-proof and well-layer selection index system.It also makes quantized evaluation combined with the physical function,logging data and rock mechanics.In this paper,method of weighting and fuzzy optimization theory are introduced to set up fuzzy analysis method.This fuzzy analysis method can select both the order of gasfield sand-proof and the sand-proof layer.

loose sandstone；sand-proof；affecting factors of shakeout；well-layer selection

TE353

A

1673-1980（2012）01-0012-04

2011-09-28

熊钰（1968-），男，教授，研究方向为气田及凝析气田开发、油藏工程、注气提高采收率。