江苏油区油藏分类研究及产量变化特征

金忠康

(中国石化江苏油田勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

江苏油区油藏分类研究及产量变化特征

金忠康

(中国石化江苏油田勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

通过引入熵原理来计算各个影响因素的权重进行油藏综合分类。结果表明，流度和每米采油指数对分类结果的影响最大。在此基础上，根据综合指数计算结果对江苏不同类型开发单元进行分类，各类单元对应的采收率也存在明显的差异。从不同开发单元单井产量变化特征分析结果来看，不同开发单元在不同时期投入的油井产量变化也存在着较明显的规律性，可为后期的开发调整、指标预测和年度配产提供参考。

江苏油区 熵 产量递减 油藏分类 原油产量 采收率

江苏油区构造复杂，断块破碎，岩性多变，是典型的复杂小断块油田。不同开发单元由于地质特征的差异性导致了开发过程中表现不同的产量变化特征,如何表征和把握这些变化以及变化趋势都是油田开发工作者需要探讨的课题。本文通过多因素的综合分类方法建立了江苏油区范围内油藏分类体系,并对不同类型的油藏产量变化进行表征,为后续同类油藏开发指标预测、年度开发部署提供依据。

1 油藏开发单元分类

油藏开发单元分类的目的是开展开发规律的探讨，指导后续油藏开发调整和开发指标预测。目前国内外油藏分类方法繁多，在油田开发过程中，更多地侧重于地质因素。其中国外具有代表性的分类方法以前苏联和美国石油学会的分类为代表；国内油藏分类方案也多种多样，比如裘怿楠早期分类方案[1]，也有以断层组合形态分类方案[2]。本次研究引入熵权计算方法进行定量的综合分类，提出了三类单元的概念和相关界限。

1.1分类方法

注水开发实践表明：油藏地质条件是影响油田开发效果的内在因素。因此，为了探讨不同类型油藏产量变化的特征和规律，必须将油藏静态特征一致、相似的油藏进行归类、区分，以便预测今后该类单元产量变化趋势，探讨其产量变化的差异与开发政策的差异之间的关系，指导今后油田开发合理政策的制定[3-4]。本次选取的地质因素(静态参数)主要包括储量规模(大小)、储量丰度、流度、单储系数、每米采油指数、束缚水饱和度、可动油饱和度等指标。通过引入熵的原理，对每个指标进行权值的计算研究，定量计算已开发单元的熵值，然后按照熵值的大小进行开发单元的定量综合分类。

1.1.1 评价指标体系的建立

建立单元评价指标体系，包括动用储量、地质储量丰度、单储系数、流度、每米采油指数、单储压降、束缚水饱和度、可动油饱和度，等等。由此建立起评价指标的特征量值矩阵如下：

(1)

其中P为指标集合,A为单元集合,aij代表第i个单元、第j个指标值。

1.1.2 参数的无量纲化

给出各单元的评价指标之后，需对各参数进行无量纲化，以剔除不同量纲之间的影响。此次选择最大、最小值方法对各参数进行无量纲化处理。即以本项参数在评价单元中的最大值为1，使其它单元本项参数评价值在0～1之间。对于参数值愈大，反映单元性质愈好的参数，为正向参数，如流度、单储系数、储量丰度、可动油饱和度等参数，直接除以本项参数的最大值。

(2)

对于参数值愈小，反映单元性质愈好的参数，为逆向参数，可用下式表示：

(3)

式中,bij为第i个单元、第j个指标无量纲值；amax为所有单元本项参数的最大值；amin为所有单元本项参数的最小值。

区分正逆向参数后，上述矩阵可化为

(4)

其中bij是aij无量纲化的结果。

1.1.3 权重确定

在计算出各评价单元各项参数的评价得分值前，应根据评价目的对各项参数给予不同的权重，体现各参数不同的重要程度。

不同指标参数在方案评价中的地位不同，而衡量其中重要性大小的量称为“权”，是指标参数在评价中相对重要程度的一种主观评价和客观反映的综合度量，这里采用熵原理计算权重。

(1)熵的概念与熵权原理

熵的概念源于热力学，其原定义如下：当系统可能处于几种不同状态，每种状态出现的概率为Pi(i=1,2,…,n)时，则系统的熵[7-8]为

(5)

熵值P(x)实际是系统不确定性的一种量度。熵具有极值性，当系统处于各种状态概率为等概率时，即Pi=1/n(i=1，2,…,n)时，其熵值最大，为

(6)

由此可知，当系统的状态数n增加时，系统的熵也增加，但增加的速度比n小得多。如果系统仅处于一种状态，且其出现概率Pi=1/n，则系统的熵等于零，说明该系统没有不确定性，系统可以完全确定。

(2)用熵权计算权重基本算法

①利用熵权法确定各指标的权重。为确定各指标的权重，计算各指标的熵值：

(7)

由熵的极值性可知，各指标的水平值越接近，其熵值越大。用最大熵值，即H(Pj)max=lgn，对所得熵值进行无量纲处理，得到表征指标

(8)

(9)

求得每个指标所对应的不同权重，得到权重向量W=(w1,w2,w3,…,wn。

②多层次评价指标权重的计算

对于多层次评价子系统S，可以定义每个子系统各指标j的差异性系数

gj=|1-E(Pj)|

(10)

根据熵的可加性，第i项子系统的差异性系数

(11)

则第i项改级指标的权重为

(12)

根据熵权法的算法特点可知，指标的水平值差异越显著，其熵值越小，其权值越大，这个指标对整个系统的贡献就相应地越大；反之亦然。在具体的各个单元综合指数计算中，将数值差别不大的属性对单元非均质综合指数的贡献进行弱化，意味着可将数值差别较大属性的贡献进行强化，即去同存异，也就是说在计算综合指数时，重点考虑了各单元之间差异较大的因素带来的影响。对于不同单元，这种影响程度可以通过上述方法的准确计算而得以表征，从而避免了在单元分类过程中人为主观因素的干扰。

1.1.4 计算综合指数

在得到了无量纲化的评判矩阵B和权重向量W情况下，将各单因素综合成一个评价结果Y=BT×W，每个参与评判的单元都得到了一个综合指数。

1.2分类结果

根据对江苏已开发单元的实际数据进行计算，最后得出权重指数，结果见表1。根据计算得到的权重指数计算158个砂岩开发单元的熵值，并将该值按照从小到大的顺序进行排列，发现0.1和0.16处数值出现明显的拐点，因此确定将0.16和0.1分别视为Ⅰ类、Ⅱ类以及Ⅱ类、Ⅲ类单元的分界值。根据分类结果,不同类型的开发单元之间采收率存在明显的差异,其中Ⅰ类单元平均采收率31.6%,Ⅱ类单元平均采收率24.5%,Ⅲ类单元平均采收率18.1%。

表1 单元静态指标综合评价权重取值

2 不同类型单元单井产量变化特征

就单井而言，本次研究将其划分为两类并做了界定，第一类井即开发初期的井称为产能建设井，一般为单元(区块)第一口井投产后5 a时间内投入的井；第二类即开发中后期调整挖潜井(调整井)，是指区块开采5～10 a间投入生产的井，由于其投产时地下流场、饱和度场等都与原始状态有较大的差别，因此其产量变化特征与早期投产井有较大的不同,综合油田现场一批生产相对稳定的典型井生产资料,研究得出各类单元单井产量变化特征参数见表2。

表2 三类单元平均单井产量变化特征参数

3 结论

(1)通过引入熵原理对不同类型开发单元进行分类，结果表明，流度和每米采油指数对分类结果的影响最大，不同类型的开发单元对应的采收率也存在明显差异。

(2)从不同开发单元单井平均产量变化特征分析结果来看，不同开发单元在不同时期投入的油井产量的变化存在着比较明显的规律性，总体符合指数递减类型，从而为后期的开发调整和产量预测提供决策参考。

[1] 王乃举,金毓荪,裘怿楠,等．中国油藏开发模式总论[M].北京：石油工业出版社，1999:136-142.

[2] 马川斌.临盘油田油藏分类地质评价研究[D].山东：中国石油大学，2007:43-52.

[3] 赖枫鹏，李治平，孔宪政.影响油藏产量递减的因素分析[J].新疆石油地质.2010,31(144):281-283.

[4] 姜建平，王亚慧，谢双喜.油田产量自然递减分析及控制对策[J].长江大学学报(自然科学版).2010，7(3):67-70.

[5] 张俊斌，韦红术，罗俊丰，等.熵权密切值法完井方式优选模型的建立及在荔湾3-1深水气田的应用[J].中国海上油气，2015，27(1)：74-77.

(编辑 王建年)

Reservoir classification and production decline rules of Jiangsu Oilfield

Jin Zhongkang

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany，SINOPEC，Yangzhou225009，China)

According to weights of each influencing factors calculated entropy weight algorithm，the reservoir classification was conducted.The results indicated that mobility and oil-production index per meter have a largest impact on the reservoir classification.On this basis，difference types of development units were divided by calculation results of comprehensive index.And there are obvious differences in oil recovery rates of each type of units.From analysis of production changes in difference development units，there are obvious rules of production changes at various stages.This can provide an important decision reference for development adjustment，index prediction，and annual production allocation at later stage.

Jiangsu Oilfield；entropy；production decline；reservoir classification；oil production；oil recovery rate

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.04.008

TE32

A

2015-07-31；改回日期2015-09-12。

金忠康(1970—)，高级工程师，现从事油田开发研究工作。电话：0514-87762386，E-mail:jinzk.jsyt@sinopec.com。