安塞油田杏河区体积压裂候选井多级模糊决策方法

邓志颖，曾 江，万文杰，杜 昊，何桂平

(中国石油长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安 717500)

安塞油田杏河区体积压裂候选井多级模糊决策方法

邓志颖，曾 江，万文杰，杜 昊，何桂平

(中国石油长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安 717500)

安塞油田是典型的低渗、低压、低产油藏，压裂是油田增产稳产的的一个重要措施。目前常规压裂实施后产液量、含水率大幅度上升，产油量变化不大，无法实现油井增产的目的，为此应用了体积压裂改造储层的方法。影响体积压裂的主要因素有储层特征、产能和工程三方面，这三方面又可细分为很多影响因素，将层次分析法和多级模糊决策方法结合起来应用于体积压裂候选井的评判上，对杏河区30口井进行了优选。结果表明，该方法较以往凭经验选择体积压裂候选井更为科学、合理。

安塞油田；体积压裂；影响因素；模糊决策方法；层次分析法

安塞油田为典型的低压、低渗、低产“三低”油藏，油层物性差，非均质性强，油层孔喉半径较小，油井一般无自然产能，经压裂后才能获得工业油流。随着油田不断开发，储层原来压裂的裂缝逐渐闭合, 造成压裂失效[1]。对压裂失效井,常规重复压裂实施后，老裂缝张开，产液量、含水率大幅度上升，产油量变化不大，侧向剩余油难以动用，无法实现油井增产的目的。体积压裂通过实施“大排量、高液量、低黏液体”及裂缝转向技术，不仅在平面上对储层进行改造，而且实现了对裂缝的纵向改造，使裂缝呈复杂的网络形态，增加泄油面积，提高单井产能[2-5]。但是部分措施后的井仍存在增产幅度不大、含水上升、 产量递减快、有效期短问题，这与选井选层不合适密切相关。目前大多数油田主要靠经验来确定候选井, 具有较大的盲目性[6]，因此有必要对体积压裂的选井选层进行研究。

1 影响体积压裂的因素

1.1 储层特征

储层物性好，油层厚度大，剩余油富集，能力充足，与注水井连通程度好，处于多向水驱状态，是体积压裂效果理想的先天条件。

对杏河区30口措施井统计,从图1、图2中可见，体积压裂效果好坏与流动系数和压力保持水平呈正相关性。

1.2 产能

根据历年措施效果分析，油井含水率越低，开采初期采液量高、可动用剩余油越多、后期措施效果越明显。现场实际表明，体积压裂后在中低含水期应用效果较好。

图1 压力保持水平与单井增油关系

图2 流动系数与单井增油关系

1.3 工程因素

如果油井初期改造加砂强度小、改造程度低、改造次数少，储层破坏程度就低。储层破裂压力越小，实施措施后裂缝转向越容易，后期见效越明显。从图3可知，体积压裂后单井日增油随前期压裂破裂压力的减小而增加。

图3 前次压裂的破裂压力与单井增油关系

影响体积压裂选井的因素众多，各因素可能在不同层次上对压裂效果起着不同的作用，且各因素本身具有模糊性，用常规的单一函数方法很难确定重复压裂候选井, 且有效率是一个值得商榷的问题[7]。因此，本文基于模糊系统理论和系统工程层次分析原理，确定各项参数对综合效用值的权重，得到了影响因素(图4)，并计算综合效用值以确定合适的体积压裂候选井。

2 模糊分析基本方法及原理

模糊综合评价是通过构造等级模糊子集把反映被评事物的模糊指标进行量化，再利用模糊变换原理对各指标综合。

图4 体积压裂影响因素

2.1 确定评价对象的因素域

P个评价指标，u={u1,u2,u3……，up} 。

2.2 归一化处理

归一化处理就是为了便于比较，将数值压缩在闭区间[ 0, 1]上, 让比较的对象具有相同的量纲。对于越小越优指标:

对于越大越优指标:

2.3 建立模糊关系矩阵

确定从单因素ui(i=1,2, ……,p)来看被评事物对等级模糊子集的隶属度(R|ui)，进而得到模糊关系矩阵：

2.4 确定评价因素的权向量并合成模糊综合评价结果向量

在模糊综合评价中，确定评价因素的权向量：A=(a1,a2, ……,ap)。权向量A中的元素ai本质上是因素ui对模糊子{对被评事物重要的因素}的隶属度。本文使用层次分析法来确定评价指标间的相对重要性次序,从而确定权系数，再利用合适的算子将A与各被评事物的R进行合成，得到各被评事物的模糊综合评价结果向量。

3 实例计算

以安塞油田杏河区块排状注水井网和菱形反九点井网开展30口井体积压裂井为例, 通过现场数据统计并搜集到各井的特征数据。

3.1 综合评判

对各井的特征数据进行归一化处理，得到模糊关系矩阵R(排状注水井网特征数据为0，菱形反九点井网为1)。

3.2 权重确定

经计算, 各因素的权重分配见表1。

表1 各影响因素的权重

排序时数值越大越有利的参数为：厚度、孔隙度、渗透率、含油饱和度、流动系数、表皮系数、压力保持水平； 排序时数值越小越有利的参数是:压裂前日产油、压裂前日产液、压裂前含水率、压裂前动液面、井网压裂次数、前次压裂的破裂压力。

其权重分配为

A=(0.073,0.113,0.025,0.009,0.143,0.025,0.230,0.107,0.009,0.133,0.013,0.050,0.045,0.023)

3.3 结果对比

合成权重分配系数A与各被评对象R，得到模糊评判综合效用值，将其与单井日增油量对比，从图5可以看出，两者相关系数达到0.7，两者较为匹配，表明计算结果合理、准确。

图5 体积压裂单井日增油与模糊评判结果关系

4 结论

(1) 油层物性好、初次改造程度低、地层能量充足是体积压裂措施成功的基础，即影响体积压裂效果主要因素是压力保持水平、流动系数、措施井含水率、孔隙度等。

(2) 靠经验确定各因素权重的方法, 具有主观性, 本文综合考虑了可能影响体积压裂效果的各种因素，将多级模糊评判和层次分析方法结合起来并应用于体积压裂候选井的选择上,得到的结果更合理、准确。

[1] 祝俊峰, 蔡文新, 姚飞, 等.桩74断块南区重复压裂技术[J].石油学报, 1998，17(3):73-76.

[2] 张丁勇.重复压裂应力分析[J].油气地质与提高采收率，2004，14(3)：23-25.

[3] Harris P C.Chemistry and rheology of borate cros-slinked fluids at temperatures up 300F[J].SPE 24339,1992,(5):285-294.

[4] 王凤江，单文文．低渗透气藏水力压裂研究[J]．天然气工业，1995，2(5)：42-44．

[5] 曾雨辰.转向重复压裂技术研究与应用[J].西南石油学院学报，2005，12(2)：31-75.

[6] 霍霏霏，王海军.转向重复压裂技术在陕北低渗透油田的应用[J].石油地质与工程，2011，25(4)：95-97.

[7] 杨光,申芙蓉.重复压裂选井选层模糊综合评判方法[J].内蒙古石油化工,2007，10(4)：25-26.

编辑：李金华

1673-8217(2015)04-0120-03

2015-02-02

邓志颖，硕士，1987年生，2013年毕业于长江大学，从事石油开发研究工作。

TE357

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