低渗透油藏井间优势通道定量模糊判别方法及应用

任 剑 ，邓江明，姜 杰

(1.延长油田股份有限公司定边采油厂，陕西西安 710000；2.西南石油大学；3.中海油田服务股份有限公司油田生产研究院)

低渗透油藏井间优势通道定量模糊判别方法及应用

任 剑1，邓江明2，姜 杰3

(1.延长油田股份有限公司定边采油厂，陕西西安 710000；2.西南石油大学；3.中海油田服务股份有限公司油田生产研究院)

低渗透油藏注水开发时由于裂缝发育及储层非均质等因素影响，注入水会沿优势通道窜进，造成油井水淹、产量下降。为了有效而准确地识别水窜优势通道，在综合考虑影响注采井间窜流的储层和生产动态因素基础上，利用层次分析法和模糊综合评判法计算各因素权重大小，并建立井间优势通道定量判别模型，从而量化评判单井的窜流程度。实例表明，该定量判别优势窜流通道方法计算简便，与实际符合度高，对现场有较好的指导意义。

低渗透油藏；优势通道；模糊层次法

对于低渗透油藏，天然发育裂缝、压裂后的人工裂缝、储层的非均质性及长期注水开发过程中地层出砂及黏土颗粒的运移等因素，会引起地层渗透率增加，注采井组间形成水流窜进优势通道，使注入水主要沿优势通道窜进到部分油井，难以有效均匀波及至其它油井，使其它方向油井受效变差。针对这种情况，需考虑对优势通道进行封堵等治理措施，以提高波及效率及采收率。该措施的关键是判断井间优势通道位置、方向和程度。目前识别注水窜流通道主要有注水井测井、井间监测、试井、观察井岩心分析识别等手段，这些识别手段需现场测试或作业，作业周期长、成本高。模糊综合评判和层次分析法可以对井组的地质和动态因素进行指标评判，确定井间的优势窜流通道。

1 评判指标体系建立

为对大孔道的存在和发展程度进行定量判别，可先建立与优势窜流通道相关性较大的因素指标集，然后结合各因素影响规律与模糊评判原理确定评判指标体系范围标准，通过确定因素实际值的变化范围、指标归一化和权重值，最后利用模糊理论方法综合处理各动静态因素指标，建立优势通道定量识别模型，最终识别优势通道。

根据油藏及井组动态窜流特征，可将优势通道评判指标划分为静态及动态两种。各具体指标划分见图1。

通过窜流模型数值模拟及物理模拟可分析各因素对窜流程度的影响[1-2]。由于注入水冲刷、储层非均质性、流体流度比等因素的影响，静态指标相对越高，越容易形成优势通道，注入水更容易通过该通道窜进；动态指标中，当井间注采压差比越大、吸水指数比和比采液指数越小、含水上升速度越快，则形成井间优势通道的可能性越大，即该方向窜流可能越严重。

图1 优势通道评判指标集

根据裂缝性低渗透油田开发各因素影响规律，结合其他类似油田开发规律和实际监测值的平均值，利用模糊评判原理确定各指标范围，如表1。

2 模糊识别评判模型建立及分析

2.1 指标体系权重确定

指标体系权重可利用层次分析法(AHP法)[3]确定，该方法是在建立有序阶递指标体系的基础上，通过比较同一层次各指标的相对重要性来综合计算指标的权重系数。AHP法适用于多准则、多目标的复杂问题的权重计算及决策分析，在目标结构较为复杂且缺乏统计数据的情况下更为实用。根据计算，确定各指标的权重结果见表2。

表1 优势通道指标模糊评判标准

2.2 指标体系无量纲化

由于各单元评价指标间存在量纲、数量级的差异，故可将这些指标进行无量纲化，并归一化至[0，1]区间，即求各指标的隶属函数，利用隶属函数可确定各指标决策因子大小[4-5]。根据实际指标类型，可分为“效益型”和“成本型”的半梯形分布。其中“效益型”表示指标值越大越好，“成本型”表示指标值越小越好，隶属函数如式(1)、(2),分布模式见图2。通过两种分布模式可建立评价体系的指标因素集，并进行无量纲化计算，从而确定无量纲参数矩阵。

表2 优势通道评判指标权重计算结果

图2 无量纲化隶属函数分布模式图

“效益型”隶属度表达式：

(1)

“成本型”隶属度表达式：

(2)

式中，amax为该指标集最大值，amin为最小值。

2.3 模糊评判分析

根据现场实际情况及理论研究，通过量纲模型和评判标准确定各静态指标评价值FJDi及各动态指标评价值FDDi，通过公式(3)计算优势通道综合评价值F，同时根据表3中的评判标准进行优势通道定量评判。

(3)

式中：n，m为静态与动态具体指标数；F为综合评价值；FJDi，FDDi——静态和动态具体指标评价值；WJDi，WDDi——静态和动态具体指标权重。

表3 优势通道综合评判标准

3 实例计算

某裂缝低渗油田位于鄂尔多斯盆地，含油层系多，主要属于三角洲沉积，储层微裂缝发育，含油井段长，油层薄且非均质严重。储层孔隙度为10%～24%，渗透率(8～15)×10-3μm2,属低孔低渗油藏。该油田已有十多年的注水历程，在注水过程中由于油层非均质性、裂缝、注采差异等因素产生注采井间的优势通道，使注入水快速突进，造成油井含水急剧上升甚至水淹。利用上述方法以注采井组W-1为例进行优势窜流通道定量分析，确定水流窜入方向。W-1井组特征参数如表4，模糊评判结果如表5。

通过评判结果可看出，注水井W-1与邻井O-1间存在优势通道，其次与O-3井存在一定的高渗带，而与O-2井间不存在优势通道。

表4 W-1注采井组邻油井特征参数

表5 W-1注采井组优势通道模糊评判结果

从现场进行示踪剂动态监测可看出(表6)，O-1井与O-3井都监测到示踪剂，而O-2井则未监测到，这与评判结果相符,进一步表明该方法的合理性。故后期应针对O-1井与O-3井采取调剖或堵水治理措施，以改变水流方向，提高水驱效果。

表6 W-1井组对应油井示踪剂动态监测情况

4 结论

(1)利用模糊评判及层次法原理，建立了低渗油藏注采井组间优势通道动态与静态评判指标，并确定了各指标的评判标准与界限。

(2) 通过模糊层次法进行实例研究，结果表明该方法能有效地定量确定井组间的优势通道大小，进而分析油井的来水方向。现场监测结果与本文方法结果基本一致，进一步表明本文方法的合理性。

(3)针对优势通道发育、含水上升较快的油井，应采取调剖或堵水治理措施，以改变水流方向，提高水驱效果。

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编辑：李金华

1673-8217(2015)02-0130-03

2014-07-18

任剑，工程师，硕士，1982年生，2005年毕业于西安石油大学，主要从事油气勘探研究工作。

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